JPH0553699A - Operational margin detection circuit - Google Patents

Operational margin detection circuit

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Publication number
JPH0553699A
JPH0553699A JP3234147A JP23414791A JPH0553699A JP H0553699 A JPH0553699 A JP H0553699A JP 3234147 A JP3234147 A JP 3234147A JP 23414791 A JP23414791 A JP 23414791A JP H0553699 A JPH0553699 A JP H0553699A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
output
clock signal
operation margin
Prior art date
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Pending
Application number
JP3234147A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Miyata
真司 宮田
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 Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0553699A publication Critical patent/JPH0553699A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the operational margin detection circuit to be integrated in an LSI with the other circuits. CONSTITUTION:An arithmetic unit 1 inputs arithmetic data A and B at the leading edge of a clock signal phi, outputting the arithmetic result to a latch 3 circuit as well as to a carry C. The latch circuit 3 latches the arithmetic result outputted from the arithmetic circuit 1 at the trailing edge of the clock signal phi. An exclusive OR gate 5 performs the direct input of the carry C as well as the indirect input through a delay circuit 2. A latch circuit 4 latches the output of the exclusive OR gate 5 at the trailing edge of the clock signal phi.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は大規模集積回路(以下、
LSIという)に設けられた内部回路の動作マージンを
検出する動作マージン検出回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a large scale integrated circuit (hereinafter,
(Hereinafter referred to as an LSI), an operation margin detection circuit that detects an operation margin of an internal circuit provided in the LSI.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、マイクロコンピュータ等に使用さ
れているLSIは高性能化、小型化及び小電力化が促進
されている。これに伴って、LSIを使用したハンディ
ターミナル及び電子手帳等の携帯用機器が開発されてい
る。
2. Description of the Related Art Recently, LSIs used in microcomputers and the like have been promoted to have higher performance, smaller size and lower power consumption. Along with this, portable devices such as a handy terminal using an LSI and an electronic notebook have been developed.

【0003】これらの携帯用機器に内蔵されるLSI
は、水晶又はセラミックの共振子等を備えた発振回路に
よって生成されたクロック信号に同期して動作するよう
になっている。この場合に、発振回路の発振周波数は、
例えば時計用であれば32kHzというように、用途に応
じて設定されている。
LSI incorporated in these portable devices
Operates in synchronization with a clock signal generated by an oscillator circuit including a crystal or ceramic resonator or the like. In this case, the oscillation frequency of the oscillator circuit is
For example, it is set to 32 kHz for a watch, depending on the application.

【0004】ハンディターミナル等の機器は、携帯用と
いう用途から、一般的に、電源としては乾電池が用いら
れている。しかし、乾電池に蓄えられた電力容量は限ら
れているため、機器の使用に伴って乾電池は消耗し、電
圧が低下してしまう。
Equipment such as a handy terminal generally uses a dry battery as a power source for portable use. However, since the electric power capacity stored in the dry battery is limited, the dry battery is consumed and the voltage drops as the device is used.

【0005】一方、LSIは、一般的に、電源電圧が低
下すると動作スピードが低下する。このため、乾電池の
消耗によって電源電圧がある値以下になると、LSIの
動作スピードが発振回路で設定されたクロック周波数に
追従できなくなり、誤動作が発生する。
On the other hand, the operation speed of an LSI generally decreases as the power supply voltage decreases. For this reason, when the power supply voltage drops below a certain value due to the exhaustion of the dry battery, the operating speed of the LSI cannot follow the clock frequency set by the oscillator circuit, and malfunction occurs.

【0006】例えば電子卓上計算器の場合は、LSIが
誤動作しても電池を新しいものに換えて再度計算を行な
えばよいが、ハンディターミナル等の場合は、LSIが
誤動作すると、顧客や商品の情報等の重要なデータが失
われてしまうことがある。
For example, in the case of an electronic desk calculator, even if the LSI malfunctions, the battery may be replaced with a new one and the calculation may be performed again. In the case of a handy terminal or the like, however, if the LSI malfunctions, information on the customer or the product may be obtained. Important data such as may be lost.

【0007】通常、このような誤動作を防止するため
に、ハンディターミナル等の機器には電源電圧検出回路
が設けられており、乾電池の電圧がLSIの正常な動作
を保証する電圧以下になったら割り込み信号を発生し、
この割り込み信号をLSIに設けられた割り込み端子に
入力するようになっている。LSIは、割り込み信号が
与えられると、この割り込み信号に対応して、データの
退避、バッテリーランプの点灯及び停止処理等のパワー
フェイル処理を行なう。また、機器の使用者は、バッテ
リーランプの表示をみて、必要なデータをホストマシン
へ退避させたり、乾電池の交換を行なう。
In order to prevent such a malfunction, a device such as a handy terminal is usually provided with a power supply voltage detection circuit, and an interrupt is generated when the voltage of the dry battery falls below a voltage that guarantees a normal operation of the LSI. Generate a signal,
This interrupt signal is input to an interrupt terminal provided in the LSI. When an interrupt signal is given, the LSI performs power fail processing such as data saving, battery lamp lighting and stop processing, etc. in response to the interrupt signal. In addition, the user of the device looks at the display of the battery lamp and saves necessary data to the host machine or replaces the dry battery.

【0008】このように、従来、ハンディターミナル等
の携帯用機器には、LSIの正常な動作を保証するため
の動作マージンを検出する回路として、電源電圧検出回
路が設けられている。
As described above, conventionally, a portable device such as a handy terminal is provided with a power supply voltage detection circuit as a circuit for detecting an operation margin for guaranteeing a normal operation of an LSI.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た動作マージン検出回路としての電源電圧検出回路に
は、以下に示す問題点がある。即ち、一般的に、電源電
圧検出回路は、高集積化することが困難であるため、L
SIとは個別的に形成されている。従って、電源電圧検
出回路が設けられた携帯用機器においては、電源電圧検
出回路の分だけ機器の外形が大きくなるだけでなく、電
源電圧検出回路が機器の製品コストの上昇の要因にな
る。
However, the power supply voltage detection circuit as the above-mentioned operation margin detection circuit has the following problems. That is, in general, it is difficult to highly integrate the power supply voltage detection circuit,
SI is formed separately. Therefore, in the portable device provided with the power supply voltage detection circuit, not only is the size of the device increased by the size of the power supply voltage detection circuit, but the power supply voltage detection circuit causes a rise in the product cost of the device.

【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、少ないゲート数で構成することができてL
SI内部に組み込むことができる動作マージン検出回路
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and can be constructed with a small number of gates.
It is an object to provide an operation margin detection circuit that can be incorporated inside SI.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る動作マージ
ン検出回路は、半導体基板に集積化されて設けられた動
作マージン検出回路において、第1の信号を入力し所定
の時間遅延させて出力する遅延回路と、前記第1の信号
及び前記遅延回路の出力に基づいて特定の信号を出力す
る論理回路と、第2の信号に基づいて前記論理回路の出
力を保持する保持回路とを有することを特徴とする。
An operation margin detection circuit according to the present invention is an operation margin detection circuit integrated and provided on a semiconductor substrate, in which a first signal is input, delayed by a predetermined time, and output. A delay circuit; a logic circuit that outputs a specific signal based on the output of the first signal and the delay circuit; and a holding circuit that holds the output of the logic circuit based on a second signal. Characterize.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、電源電圧が低下すると回路
の動作スピードが低下することを利用してLSIに設け
られた回路の動作マージンを検出する。即ち、本発明に
おいては、論理回路に第1の信号及びこの第1の信号が
遅延回路で遅延された信号が与えられる。この論理回路
は、例えば、両者の論理値が一致したときに特定の信号
を出力する。保持回路は、第2の信号に基づいてこの論
理回路の出力を保持する。
In the present invention, the operating margin of the circuit provided in the LSI is detected by utilizing the fact that the operating speed of the circuit decreases when the power supply voltage decreases. That is, in the present invention, the logic circuit is provided with the first signal and the signal obtained by delaying the first signal by the delay circuit. This logic circuit outputs a specific signal, for example, when both logic values match. The holding circuit holds the output of this logic circuit based on the second signal.

【0013】例えば、動作マージンを検出すべき回路が
所定の動作を完了したときに前記第1の信号が出力さ
れ、前記第2の信号の論理値が反転するまでの間に前記
動作マージンを検出すべき回路の動作が完了すれば誤動
作を回避できるとする。そうすると、電源電圧が十分に
高く動作マージンが十分にある場合は、第1の信号が出
力されてから第2の信号の論理値が反転するまでの間に
十分な時間があるため、保持回路には前記特定の信号が
保持される。
For example, when the circuit for which the operation margin is to be detected has completed a predetermined operation, the first signal is output and the operation margin is detected until the logical value of the second signal is inverted. It is assumed that the malfunction can be avoided if the operation of the circuit to be completed is completed. Then, when the power supply voltage is sufficiently high and the operation margin is sufficient, there is sufficient time between the output of the first signal and the inversion of the logical value of the second signal. Holds the specific signal.

【0014】一方、電源電圧が低下して回路の動作スピ
ードが低下すると、前記第1の信号が出力されてから前
記第2の信号の論理値が反転するまでの間に論理回路が
前記特定の信号を出力することができなくなり、保持回
路には前記特定の信号とは異なる信号が保持される。こ
れにより、動作マージンが十分であるか、又は不足して
いるかを検出することができる。
On the other hand, when the power supply voltage is lowered and the operation speed of the circuit is lowered, the logic circuit is operated by the logic circuit between the output of the first signal and the inversion of the logic value of the second signal. The signal cannot be output, and the holding circuit holds a signal different from the specific signal. This makes it possible to detect whether the operation margin is sufficient or insufficient.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

【0016】図1は本発明をLSI内部に設けられた演
算回路に適用した実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an arithmetic circuit provided inside an LSI.

【0017】演算器(ALU)1は、演算データA,B
を入力し、所定の算術演算処理を行なう。この場合に、
演算データA,Bは、クロック信号φの立上りエッジに
同期して演算器1に入力される。
The arithmetic unit (ALU) 1 has arithmetic data A and B.
Is input to perform a predetermined arithmetic operation process. In this case,
The arithmetic data A and B are input to the arithmetic unit 1 in synchronization with the rising edge of the clock signal φ.

【0018】ラッチ回路3は、クロック信号φの立下り
エッジに同期して演算器1から出力された演算結果をラ
ッチする。そして、ラッチ回路3は、このラッチした演
算結果を演算出力Sとして出力する。
The latch circuit 3 latches the calculation result output from the calculator 1 in synchronization with the falling edge of the clock signal φ. Then, the latch circuit 3 outputs the latched calculation result as a calculation output S.

【0019】一方、演算器1は、演算処理の過程でキャ
リーCを出力する。このキャリーCは全ての演算が終了
しないと確定しない信号である。遅延回路2は、キャリ
ーCを入力し、予め設定された遅延時間Td だけ遅延さ
せて出力する。この遅延回路2の遅延時間Td は、演算
器1の動作マージンに応じて予め設定されている。
On the other hand, the arithmetic unit 1 outputs the carry C in the course of arithmetic processing. This carry C is a signal that is not finalized until all the calculations are completed. The delay circuit 2 inputs the carry C, delays it by a preset delay time Td, and outputs it. The delay time Td of the delay circuit 2 is preset according to the operation margin of the arithmetic unit 1.

【0020】排他的論理和ゲート5は、キャリーCと遅
延回路2の出力とを入力する。ラッチ回路4は、クロッ
ク信号φの立下りエッジに同期してこの排他的論理和ゲ
ート5の出力をラッチする。このラッチ回路4の出力
は、動作マージン信号Qとして出力される。
The exclusive OR gate 5 inputs the carry C and the output of the delay circuit 2. The latch circuit 4 latches the output of the exclusive OR gate 5 in synchronization with the falling edge of the clock signal φ. The output of the latch circuit 4 is output as the operation margin signal Q.

【0021】次に、本実施例に係る動作マージン検出回
路の動作について説明する。
Next, the operation of the operation margin detection circuit according to this embodiment will be described.

【0022】演算器1はクロック信号φの立上りエッジ
に同期して演算データA,Bを入力し、演算を開始す
る。そして、演算器1は演算時間Ta 後に演算を終了す
る。この演算時間Ta は電源電圧により変化し、電源電
圧が十分に高いときにはクロック信号φのハイレベル幅
よりも十分に短い。従って、電源電圧が十分に高いとき
には、演算器1は、クロック信号φが立下るまでに十分
な時間を残して演算を終了するので、ラッチ回路3には
正しい演算結果がラッチされる。一方、電源電圧が低下
すると、演算器1の動作スピードが遅くなり、演算時間
Ta が長くなって、クロック信号φが立下がるまでに演
算が完了せず、ラッチ回路3には正しい演算結果とは異
なる値がラッチされてしまう。
The arithmetic unit 1 inputs the arithmetic data A and B in synchronization with the rising edge of the clock signal φ and starts the arithmetic operation. Then, the computing unit 1 finishes the computation after the computation time Ta. The calculation time Ta varies depending on the power supply voltage and is sufficiently shorter than the high level width of the clock signal φ when the power supply voltage is sufficiently high. Therefore, when the power supply voltage is sufficiently high, the arithmetic unit 1 ends the arithmetic operation with a sufficient time until the clock signal φ falls, so that the latch circuit 3 latches the correct arithmetic result. On the other hand, when the power supply voltage decreases, the operation speed of the arithmetic unit 1 becomes slower, the arithmetic time Ta becomes longer, and the arithmetic operation is not completed before the clock signal φ falls. Different values get latched.

【0023】ところで、キャリーCは演算器1の全ての
演算が終了しないと確定しない信号であるから、演算デ
ータA,Bが演算器1に入力されてからキャリーCが出
力されるまでがクリティカルパスとなる。このキャリー
Cは、遅延回路2に設定された遅延時間Td だけ遅延さ
れて排他的論理和ゲート5に入力される。従って、排他
的論理和ゲート5は、キャリーCが出力されてから遅延
時間Td 後にロウレベルを出力し、それ以前はハイレベ
ルを出力する。
By the way, since the carry C is a signal that is not determined until all the operations of the arithmetic unit 1 are completed, the critical path from the input of the arithmetic data A and B to the arithmetic unit 1 to the output of the carry C. Becomes This carry C is delayed by the delay time Td set in the delay circuit 2 and input to the exclusive OR gate 5. Therefore, the exclusive OR gate 5 outputs a low level after a delay time Td from the output of the carry C, and outputs a high level before that.

【0024】電源電圧が十分に高いとすると、演算器1
の演算時間Ta が十分に短く、この演算時間Ta と演算
器1の動作マージンに応じて設定されている遅延時間T
d とを加算した値もクロック信号φのハイレベル幅より
短い。従って、クロック信号φが立下がる時点において
は、排他的論理和5ゲートの出力はロウレベルになって
おり、ラッチ回路4にはロウレベルがラッチされる。つ
まり、動作マージン信号Qがロウレベルのときは、演算
器1の動作マージンが十分にあることを意味する。
Assuming that the power supply voltage is sufficiently high, the calculator 1
Is sufficiently short, the delay time T set according to the operation time Ta and the operation margin of the operation unit 1
The value obtained by adding d and is also shorter than the high level width of the clock signal φ. Therefore, when the clock signal φ falls, the output of the exclusive OR 5 gate is at a low level, and the latch circuit 4 latches the low level. That is, when the operation margin signal Q is at low level, it means that the operation unit 1 has a sufficient operation margin.

【0025】電源電圧が低下してくると、演算器1の演
算時間Ta が次第に長くなって、クロック信号φのハイ
レベル幅に近くなる。但し、演算時間Ta と遅延時間T
d とを加算した値がクロック信号φのクロックのハイレ
ベル幅よりも短いときは、演算器1による演算結果はラ
ッチ回路3に正しくラッチされ、ラッチ回路4からはロ
ウレベルが出力される。
As the power supply voltage decreases, the calculation time Ta of the calculator 1 gradually becomes longer and approaches the high level width of the clock signal φ. However, the calculation time Ta and the delay time T
When the value obtained by adding d and is shorter than the high level width of the clock of the clock signal φ, the calculation result by the calculator 1 is correctly latched by the latch circuit 3, and the latch circuit 4 outputs the low level.

【0026】電源電圧が更に低下すると、演算器1の演
算時間Ta と遅延回路2の遅延時間Td とを加算した値
がクロック信号φのハイレベル幅を超えてしまう。そう
すると、排他的論理和ゲート5の出力がロウレベルにな
る前にクロック信号φが立下り、ラッチ回路4はハイレ
ベルをラッチする。従って、動作マージン信号Qとして
ハイレベルが出力される。
When the power supply voltage further decreases, the value obtained by adding the calculation time Ta of the calculator 1 and the delay time Td of the delay circuit 2 exceeds the high level width of the clock signal φ. Then, the clock signal φ falls before the output of the exclusive OR gate 5 becomes low level, and the latch circuit 4 latches the high level. Therefore, a high level is output as the operation margin signal Q.

【0027】動作マージン信号Qがハイレベルのとき
は、演算器1の動作マージンが不足していることを意味
する。この場合は、LSI内部では、動作マージン信号
Qのハイレベル出力によって割り込みが発生し、所定の
パワーフェイル処理を実行する。
When the operation margin signal Q is at high level, it means that the operation margin of the computing unit 1 is insufficient. In this case, in the LSI, an interrupt is generated by the high level output of the operation margin signal Q, and a predetermined power fail process is executed.

【0028】本実施例においては、電源電圧を直接検出
するのではなく、電源電圧の低下による演算速度の低下
を利用して動作マージンを検出する。従って、遅延回
路、排他的論理和ゲート及びラッチ回路等の論理回路だ
けで動作マージン検出回路を構成できるため、動作マー
ジン検出回路を他の回路と共にLSI内部に簡単に集積
化することができる。これにより、例えばプリント基板
に搭載する部品数を従来に比して削減できて、ハンディ
ターミナル等の携帯用機器をより一層小型化及び低コス
ト化することができる。また、本実施例においては、電
源電圧の低下を検出するのではなくて、クリティカルパ
スを利用して直接動作マージンを検出するため、従来に
比して動作マージンの検出精度が高いという利点もあ
る。
In the present embodiment, the operating margin is detected not by directly detecting the power supply voltage but by utilizing the decrease in the operation speed due to the decrease in the power supply voltage. Therefore, the operation margin detection circuit can be configured by only the logic circuit such as the delay circuit, the exclusive OR gate, and the latch circuit, and thus the operation margin detection circuit can be easily integrated with other circuits inside the LSI. This makes it possible to reduce the number of components mounted on, for example, a printed circuit board as compared with the related art, and to further reduce the size and cost of a portable device such as a handy terminal. Further, in the present embodiment, the operation margin is detected directly by using the critical path instead of detecting the decrease in the power supply voltage, so that there is an advantage that the operation margin detection accuracy is higher than in the conventional case. ..

【0029】図2は本発明の第2の実施例に係る動作マ
ージン検出回路を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an operation margin detecting circuit according to the second embodiment of the present invention.

【0030】本実施例が第1の実施例と異なる点は、動
作マージン検出回路が2組設けられていることにある。
即ち、演算器1から出力されたキャリーCは遅延回路2
a及び排他的論理和ゲート5a,5bに与えられる。遅
延回路2aには遅延時間Tdが設定されている。また、
遅延回路2aの出力は排他的論理和ゲート5aに与えら
れると共に、遅延回路2bに与えられる。遅延回路2b
には遅延時間Td1が設定されている。この遅延回路2b
の出力は排他的論理和ゲート5bに与えられる。ラッチ
回路4a,4bは、クロック信号φの立下りエッジに同
期して、夫々排他的論理和ゲート5a,5bの出力をラ
ッチする。この排他的論理和ゲート5a,5bの出力
は、夫々動作マージン信号Q,Q1 として出力される。
The present embodiment differs from the first embodiment in that two sets of operation margin detection circuits are provided.
That is, the carry C output from the arithmetic unit 1 is the delay circuit 2
a and exclusive OR gates 5a and 5b. A delay time Td is set in the delay circuit 2a. Also,
The output of the delay circuit 2a is given to the exclusive OR gate 5a and the delay circuit 2b. Delay circuit 2b
Has a delay time Td1 set therein. This delay circuit 2b
Is supplied to the exclusive OR gate 5b. The latch circuits 4a and 4b latch the outputs of the exclusive OR gates 5a and 5b, respectively, in synchronization with the falling edge of the clock signal φ. The outputs of the exclusive OR gates 5a and 5b are output as operation margin signals Q and Q1, respectively.

【0031】本実施例回路においては、電源電圧の低下
に伴って、演算器1の動作マージンの検出を2段階に分
けて行なう。
In the circuit of this embodiment, the operation margin of the arithmetic unit 1 is detected in two stages as the power supply voltage decreases.

【0032】次に、本実施例回路の動作について説明す
る。
Next, the operation of the circuit of this embodiment will be described.

【0033】電源電圧が十分に高く、演算器1の動作マ
ージンが十分にある場合は、演算器1の演算時間Ta が
短いため、演算時間Ta 、遅延時間Td 及び遅延時間T
d1を加算した値がクロック信号φのハイレベル幅よりも
短い。従って、クロック信号φの立下りエッジに同期し
て、ラッチ回路3には演算器1から出力された演算結果
がラッチされると共に、ラッチ回路4a,4bには夫々
排他的論理和ゲート5a,5bの出力であるロウレベル
がラッチされる。即ち、この場合は、演算出力Sとして
演算結果が正しく出力されると共に、動作マージン信号
Q,Q1 はロウレベルになる。
When the power supply voltage is sufficiently high and the operating margin of the computing unit 1 is sufficient, the computing time Ta of the computing unit 1 is short, so the computing time Ta, the delay time Td and the delay time T
The value obtained by adding d1 is shorter than the high level width of the clock signal φ. Therefore, in synchronization with the falling edge of the clock signal φ, the latch circuit 3 latches the calculation result output from the calculator 1, and the latch circuits 4a and 4b respectively receive the exclusive OR gates 5a and 5b. The low level which is the output of is latched. That is, in this case, the operation result is correctly output as the operation output S, and the operation margin signals Q and Q1 are at the low level.

【0034】演算器1の動作には影響ないものの電源電
圧が若干低下してきた場合は、演算器1の演算時間Ta
はクロック信号φのクロックのハイレベル幅よりも短
く、クロック信号φの立下りエッジに同期してラッチ回
路3に正しい演算結果がラッチされ、演算出力Sとして
正しい演算結果が出力される。また、演算時間Ta と遅
延時間Td とを加算した値もクロック信号φのハイレベ
ル幅よりも短く、クロック信号φの立下りエッジでラッ
チ回路4aは排他的論理和ゲート5aのロウレベル出力
をラッチし、動作マージン信号Qはロウレベルとなる。
When the power supply voltage is slightly reduced although it does not affect the operation of the computing unit 1, the computing time Ta of the computing unit 1
Is shorter than the high level width of the clock of the clock signal φ, the correct operation result is latched in the latch circuit 3 in synchronization with the falling edge of the clock signal φ, and the correct operation result is output as the operation output S. The value obtained by adding the operation time Ta and the delay time Td is also shorter than the high level width of the clock signal φ, and the latch circuit 4a latches the low level output of the exclusive OR gate 5a at the falling edge of the clock signal φ. , The operation margin signal Q becomes low level.

【0035】しかし、演算時間Ta 、遅延時間Td 及び
遅延時間Td1を加算した値がクロック信号φのハイレベ
ル幅よりも長くなると、ラッチ回路4bはクロック信号
φの立下りエッジに同期して、排他的論理和ゲート5b
の出力としてハイレベルを入力する。このため、動作マ
ージン信号Q1 はハイレベルになる。
However, when the value obtained by adding the operation time Ta, the delay time Td and the delay time Td1 becomes longer than the high level width of the clock signal φ, the latch circuit 4b synchronizes with the falling edge of the clock signal φ and outputs the exclusive signal. Logical OR gate 5b
Input high level as output of. Therefore, the operation margin signal Q1 becomes high level.

【0036】このように、動作マージン信号Qがロウレ
ベルであり、動作マージン信号Q1がハイレベルのとき
は、LSI内部では演算器1の演算結果には支障はない
ものの、電源電圧が低下してきたと判断して、予め設定
された割り込み処理ルーチンを起動する。
As described above, when the operation margin signal Q is at the low level and the operation margin signal Q1 is at the high level, it is judged that the power supply voltage has decreased although the operation result of the operation unit 1 is not hindered inside the LSI. Then, the preset interrupt processing routine is activated.

【0037】この割り込み処理としては、例えば内部ク
ロックを周波数が低いものに切替えて、動作マージンを
増加させると共にLSIの消費電力を低減し、電源電圧
が更に低下した場合に備えてLSI停止の前処理を行な
う。
As the interrupt processing, for example, the internal clock is switched to one having a low frequency to increase the operation margin, reduce the power consumption of the LSI, and prepare for the case where the power supply voltage further decreases, in advance of the LSI stop. Do.

【0038】更に電源電圧が低下すると、演算器1の演
算時間Ta が長くなり、クロック信号φのハイレベル幅
に近くなる。この時点では、演算時間Ta がクロック信
号φのハイレベル幅よりも短いため、クロック信号φの
立下りに同期して、演算器1による演算結果はラッチ回
路3にラッチされ、演算出力Sには正しい演算結果が出
力される。
When the power supply voltage further decreases, the calculation time Ta of the calculator 1 becomes longer and approaches the high level width of the clock signal φ. At this time, the operation time Ta is shorter than the high level width of the clock signal φ, so that the operation result by the operation unit 1 is latched by the latch circuit 3 in synchronization with the falling edge of the clock signal φ, and the operation output S is output. The correct calculation result is output.

【0039】しかし、演算時間Ta 及び遅延時間Td を
加算した値並びに演算時間Ta 、遅延時間Td 及び遅延
時間Td1を加算した値は、いずれもクロック信号φのハ
イレベル幅を超えてしまう。従って、クロック信号φの
立下りエッジに同期して、ラッチ回路4a,4bは、排
他的論理和ゲート5a,5bの出力としていずれもハイ
レベルをラッチする。このため、動作マージン信号Q,
Q1 はいずれもハイレベルになる。
However, the value obtained by adding the operation time Ta and the delay time Td and the value obtained by adding the operation time Ta, the delay time Td and the delay time Td1 all exceed the high level width of the clock signal φ. Therefore, in synchronization with the falling edge of the clock signal φ, the latch circuits 4a and 4b both latch the high level as the outputs of the exclusive OR gates 5a and 5b. Therefore, the operation margin signal Q,
Q1 becomes high level.

【0040】LSI内部では、この信号Q,Q1 により
割り込み処理ルーチンを起動し、第1の実施例と同様
に、パワーフェイル処理を行なう。
Inside the LSI, an interrupt processing routine is activated by the signals Q and Q1, and power fail processing is performed as in the first embodiment.

【0041】本実施例においても、第1の実施例と同様
の効果を得ることができるのに加えて、パワーフェイル
処理をより確実に実行することができるという効果を奏
する。
In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and in addition, the power fail process can be executed more reliably.

【0042】なお、上述の実施例においては、動作マー
ジン検出回路に与えられる第1の信号が演算器から出力
されたキャリーの場合について説明したが、本発明の動
作マージン検出回路はLSI内部でクリティカルパスを
利用できるものであれば、上述の演算回路に限らず、R
OM(読出し専用メモリ)、RAM(読出し書込みメモ
リ)、乗算器又は制御系等にも適用できる。また、動作
マージンを検出する箇所も一ヶ所に限定されるものでは
なく、LSI内部に設けられた複数の回路の動作マージ
ンを検出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the first signal given to the operation margin detecting circuit is the carry output from the arithmetic unit has been described, but the operation margin detecting circuit of the present invention is critical in the LSI. If the path can be used, it is not limited to the above arithmetic circuit
It is also applicable to OM (read only memory), RAM (read / write memory), multiplier or control system. Further, the location where the operation margin is detected is not limited to one location, and the operation margins of a plurality of circuits provided inside the LSI may be detected.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る動作マ
ージン検出回路は、第1の信号及び遅延回路の出力に基
づいて特定の信号を出力する論理回路及び第2の信号に
基づいて前記論理回路の出力を保持する保持回路により
構成されているから、LSI内部に動作マージン検出回
路を集積化することができる。これにより、ハンディタ
ーミナル等の携帯用機器を従来に比してより一層小型化
及び低コスト化することができる。また、本発明に係る
動作マージン検出回路は、電源電圧を検出するのではな
く、クリティカルパスを利用して動作マージンを直接検
出するため、従来に比して動作マージンの検出精度が高
い。
As described above, the operation margin detection circuit according to the present invention includes a logic circuit that outputs a specific signal based on the output of the first signal and the delay circuit, and the logic circuit based on the second signal. Since it is configured by the holding circuit that holds the output of the circuit, the operation margin detection circuit can be integrated inside the LSI. As a result, it is possible to further reduce the size and cost of a portable device such as a handy terminal as compared with the conventional device. Further, the operation margin detection circuit according to the present invention directly detects the operation margin by using the critical path instead of detecting the power supply voltage, and therefore the operation margin detection accuracy is higher than that of the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る動作マージン検出
回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an operation margin detection circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例に係る動作マージン検出
回路を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an operation margin detection circuit according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1;演算器 2,2a,2b;遅延回路 3,4,a,4b;ラッチ回路 5,5a,5b;排他的論理和ゲート[Explanation of reference numerals] 1; arithmetic unit 2, 2a, 2b; delay circuit 3, 4, a, 4b; latch circuit 5, 5a, 5b; exclusive OR gate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に集積化されて設けられた動
作マージン検出回路において、第1の信号を入力し所定
の時間遅延させて出力する遅延回路と、前記第1の信号
及び前記遅延回路の出力に基づいて特定の信号を出力す
る論理回路と、第2の信号に基づいて前記論理回路の出
力を保持する保持回路とを有することを特徴とする動作
マージン検出回路。
1. An operation margin detection circuit integrated and provided on a semiconductor substrate, comprising: a delay circuit for inputting a first signal, delaying it for a predetermined time, and outputting it; and a delay circuit for the first signal and the delay circuit. An operation margin detection circuit comprising: a logic circuit that outputs a specific signal based on an output; and a holding circuit that holds an output of the logic circuit based on a second signal.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03158915A (en) * 1989-11-17 1991-07-08 Sharp Corp Power supply voltage drop detector

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03158915A (en) * 1989-11-17 1991-07-08 Sharp Corp Power supply voltage drop detector

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