JPH07161929A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH07161929A
JPH07161929A JP5305122A JP30512293A JPH07161929A JP H07161929 A JPH07161929 A JP H07161929A JP 5305122 A JP5305122 A JP 5305122A JP 30512293 A JP30512293 A JP 30512293A JP H07161929 A JPH07161929 A JP H07161929A
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JP
Japan
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power supply
supply voltage
input
integrated circuit
output
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JP5305122A
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English (en)
Inventor
Kenji Tateiwa
健二 立岩
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07161929A publication Critical patent/JPH07161929A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多種類の電源電圧に対応する半導体集積回路
装置を構成する。 【構成】 主集積回路16の電源電圧を低電圧で固定し
外部印加電源電圧の値を電源電圧検出回路13により検
出し、これに伴って、入出力バッファ回路15の電源電
圧を階段状に変化させること、およびこれに伴って入出
力信号の振幅を変えることにより、多種類の電源電圧に
対応した半導体集積回路装置を構成する。 【効果】 一種類の半導体集積回路装置で多種類の電源
電圧に対応するとともに内部の主集積回路の電源電圧を
低電圧化することにより、低消費電力の半導体集積回路
装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高度情報処理に用いら
れる半導体集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置は高度情報化
社会において必須の技術として注目されている。以下図
面を参照しながら、上記した従来の半導体集積回路装置
の一例について説明する。
【0003】図4は従来の半導体集積回路装置の概略図
を示すものである。図4において、41は電源ピンであ
る。42は入出力ピンで、半導体集積回路装置(LS
I)外部との信号のやりとりを行う。43は入出力バッ
ファ回路であり、外部に対する信号の入出力に伴う信号
の受渡をする回路である。44は半導体集積回路装置の
内部回路である主集積回路(5V電源)である。
【0004】以上のように構成された半導体集積回路装
置について、以下その動作について説明する。電源ピン
41にはこの場合、5Vが供給される。入出力ピン42
に与えられる信号は5Vの振幅をもつデジタル信号であ
る。また、半導体集積回路装置の内部の主集積回路44
も5Vで動作している。また最近の傾向では微細化、低
電圧化の傾向から、この5Vの電圧が3Vに移り変わり
つつある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、電源電圧、入出力の振幅は常に5Vで
あれば5Vで一定、3Vであれば3Vで一定の動作しか
しなかったので、電源電圧が変わる毎にそれに応じた半
導体集積回路装置を選定する必要性があり、また電源電
圧が低下した場合には回路が動作しないという現象が起
こるという問題点を有していた。
【0006】この発明は上記問題点に鑑み、複数の電源
電圧で動作させることが可能な半導体集積回路装置を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体集
積回路装置は、主集積回路と、この主集積回路の電源入
力部に設けられて外部より供給される外部供給電源電圧
を検知する電源電圧検知回路と、前記主集積回路の信号
入出力部に設けた入出力バッファ回路と、前記外部供給
電源電圧の変化にかかわらず前記主集積回路に所定の動
作電源電圧を供給するとともに前記電源電圧検知回路の
検知出力に従って前記入出力バッファ回路へ供給する動
作電源電圧を前記外部供給電源電圧の変化に対して略同
電圧の状態で階段状に切り替えることにより前記入出力
バッファ回路から外部へ出力される信号の電圧振幅を前
記外部供給電源電圧の変化に対して略同電圧の状態で階
段状に切り替える電源電圧切替回路とを備えている。
【0008】請求項2記載の半導体集積回路装置は、請
求項1記載の半導体集積回路装置において、電源電圧検
知回路の検知出力に従って入出力バッファ回路へ供給す
る動作電源電圧が決定するまで、前記入出力バッファ回
路の動作を行わせないようにしている。請求項3記載の
半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路
装置において、電源電圧切替回路が外部供給電源電圧お
よび動作電源電圧の間にヒステリシス特性をもってい
る。
【0009】請求項4記載の半導体集積回路装置は、請
求項1記載の半導体集積回路装置において、入出力バッ
ファ回路が電源電圧切替回路が出力する複数の電圧がそ
れぞれ供給される複数の入出力バッファからなり、前記
電源電圧切替回路の信号により動作すべき入出力バッフ
ァが選択されるようになっている。
【0010】
【作用】請求項1記載の構成によれば、外部供給電源電
圧に合わせて別の種類の半導体集積回路装置を選ぶこと
なく、1種類の半導体集積回路装置を多種類の電源電圧
に対応させることができる。また、半導体集積回路装置
の内部の主集積回路の電源電圧を低くしておけば、主集
積回路を耐圧の点から超微細パターンで形成することが
可能となり、高速化、低消費電力化を達成することがで
きる。
【0011】請求項2記載の構成によれば、入出力バッ
ファ回路へ供給する動作電源電圧が決定するまで、入出
力バッファ回路の動作を行わせないようにしているの
で、電源電圧の決定前の誤動作が生じない。請求項3記
載の構成によれば、外部供給電源電圧が変動しても、電
源電圧切替回路が出力する電圧の変動は抑えられること
になる。
【0012】請求項4記載の構成によれば、外部供給電
源電圧の変化に応じて複数の入出力バッファの中のいず
れかが選択されて動作をすることになる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の半導体集積回路装置の実施
例について、図面を参照しながら説明する。図1はこの
発明の第1の実施例における半導体集積回路装置の概略
図である。図1において、11は電源ピンであり、半導
体集積回路装置に電源を供給する。12は入出力ピンで
あり、半導体集積回路装置と外部との信号のやりとりを
行う。16は1.5Vの単独電源電圧で動作する主集積
回路である。13は主集積回路16の電源入力部、つま
り電源ピン11と主集積回路16との間に設けられた電
源電圧検知回路であり、外部より供給される外部供給電
源電圧を検知する。15は主集積回路16の信号入出力
部、つまり主集積回路16と入出力ピン12との間に設
けた入出力バッファ回路である。14は主集積回路16
と電源電圧検知回路13との間に設けた電源電圧切替回
路であり、外部供給電源電圧の変化にかかわらず主集積
回路16に所定の動作電源電圧(この例では、1.5V
の一定の電源電圧)を供給するとともに電源電圧検知回
路13の検知出力に従って入出力バッファ回路15へ供
給する動作電源電圧を外部供給電源電圧の変化に対して
略同電圧の状態で階段状に切り替えることにより入出力
バッファ回路15から外部へ出力される信号の電圧振幅
を外部供給電源電圧の変化に対して略同電圧の状態で階
段状に切り替える。つまり、電源電圧切替回路14は、
主集積回路16へ常に1.5Vの動作電源電圧を供給す
るとともに、電源電圧検知回路13で検知された信号を
基に入出力バッファ回路15に供給する電源電圧を変化
させ、入出力バッファ回路15の入出力レベルを揃え
る。
【0014】以上のように構成された半導体集積回路装
置について、以下図1および図2を用いてその動作を説
明する。図2は外部供給電源電圧と電源電圧切替回路1
4によって設定される入出力基準電圧の相関を示す図で
ある。電源電圧検知回路13で検知された外部供給電源
電圧に応じて、電源電圧切替回路14は、図2に示すよ
うに、ヒステリシス特性をもって階段状の特性で入出力
基準電圧を発生する。このとき、電源電圧切替回路14
では、例えば外部供給電源電圧が1.8V以上に大きく
なる方向に動くとき、2Vの入出力基準電圧を発生す
る。電源電圧が下降方向に動くときは1.6Vまでは入
出力基準電圧の値は2Vに保持する。
【0015】他の電圧についても同様であり、外部供給
電源電圧が2.7V以上に大きくなる方向に動くとき、
3Vの入出力基準電圧を発生し、電源電圧が下降方向に
動くときは2.5Vまでは入出力基準電圧の値は3Vに
保持する。外部供給電源電圧が4.5V以上に大きくな
る方向に動くとき、5Vの入出力基準電圧を発生し、電
源電圧が下降方向に動くときは4.0Vまでは入出力基
準電圧の値は5Vに保持する。外部供給電源電圧が1.
2V以上に大きくなる方向に動くとき、1.5Vの入出
力基準電圧を発生し、電源電圧が下降方向に動くときは
1.0Vまでは入出力基準電圧の値は1.5Vに保持す
る。
【0016】このように、入出力バッファ回路15に階
段状のヒステリシス特性を持たせることにより、入出力
基準電圧が外部電源電圧の変化に従って大きく振れるこ
とがないようにしている。こうして安定化された入出力
基準電圧を入出力バッファ回路15に電源として供給す
る。この入出力バッファ回路15では主集積回路16か
ら得られた1.5V振幅の信号を電源電圧切替回路14
から供給される電源電圧に従った電圧(図2で示した電
圧)に変換して外部へ出力信号として送り出す。
【0017】なお、主集積回路16は、電源電圧1.5
Vで動作させており、この電源電圧は一定である。ま
た、外部より入出力ピン12へ入力された入力信号は、
外部電源電圧に応じた電圧振幅となっているが、入出力
バッファ回路15では、その信号を主集積回路16の信
号の電圧振幅に適した1.5V振幅の信号に変換して主
集積回路16へ送るのは当然である。
【0018】以上のように、この実施例によれば、電源
電圧を検知しこれに応じた電圧振幅の出力信号を送るこ
とができる。これにより1Vから5Vまでの幅広い電源
電圧に対応した半導体集積回路装置を供給可能になると
ともに、内部の主集積回路16を駆動する電源電圧は
1.5Vと低電圧であるため、低消費電力を達成でき
る。また、主集積回路16を微細パターンで構成するこ
とにより、高速化を達成できる。
【0019】図3はこの発明の第2の実施例における半
導体集積回路装置の概略図である。図3において、31
は電源ピンであり、半導体集積回路装置に電源を供給す
る。34は出力ピンであり、半導体集積回路装置と外部
との信号のやりとりを行う。入力ピンの図示は省略して
いるが、先の実施例と同様である。36は1.5Vの単
独電源電圧で動作する主集積回路である。32は主集積
回路16の電源入力部、つまり電源ピン31と主集積回
路36との間に設けられた電源電圧検知回路であり、外
部より供給される外部供給電源電圧を検知する。35は
主集積回路36の信号入出力部、つまり主集積回路36
と出力ピン34との間に設けた入出力バッファ回路であ
る。33は主集積回路36と電源電圧検知回路32との
間に設けた電源電圧切替回路であり、外部供給電源電圧
の変化にかかわらず主集積回路36に所定の動作電源電
圧(この例では、1.5Vの電源電圧)を供給するとと
もに電源電圧検知回路32の検知出力に従って入出力バ
ッファ回路35へ供給する動作電源電圧を外部供給電源
電圧の変化に対して略同電圧の状態で階段状に切り替え
ることにより入出力バッファ回路35から外部へ出力さ
れる信号の電圧振幅を外部供給電源電圧の変化に対して
略同電圧の状態で階段状に切り替える。つまり、電源電
圧切替回路33は、主集積回路36へ常に1.5Vの動
作電源電圧を供給するとともに、電源電圧検知回路32
で検知された信号を基に入出力バッファ回路35に供給
する電源電圧を変化させ、入出力バッファ回路35の入
出力レベルを揃える。
【0020】入出力バッファ回路35はそれぞれ5V−
入出力バッファ,3V−入出力バッファ,2V−入出力
バッファ,1.5V−入出力バッファからなっており、
電源電圧切替回路33によってそれぞれに応じた電源電
圧と駆動すべき入出力バッファを選択するための信号が
送られてくる。この方式により出力ピン34には外部か
ら供給される電源電圧に応じた電圧振幅をもった出力信
号を発生する。これにより出力ピン34の電圧は電源電
圧によりそれぞれ対応した電圧振幅で出力することがで
きる。
【0021】
【発明の効果】請求項1記載の半導体集積回路装置によ
れば、電源電圧検知回路を設け、電源電圧切替回路によ
り入出力バッファ回路に供給する電源電圧を変化させる
ことにより出力ピンには外部供給電源電圧に応じた電圧
レベルの出力信号を発生し、また主集積回路は一定電圧
で駆動することで多種類の電圧に対応した半導体集積回
路装置を構成できる。また、主集積回路の駆動電圧を低
電圧に設定することで、低消費電力の半導体集積回路装
置が構成できる。
【0022】請求項2記載の半導体集積回路装置によれ
ば、入出力バッファ回路へ供給する動作電源電圧が決定
するまで、入出力バッファ回路の動作を行わせないよう
にしているので、電源電圧の確定前の誤動作を防止でき
る。請求項3記載の半導体集積回路装置によれば、外部
供給電源電圧が変動しても、電源電圧切替回路が出力す
る電圧の変動を少なく抑えることができ、動作を安定さ
せることができる。
【0023】請求項4記載の半導体集積回路装置によれ
ば、外部供給電源電圧の変化に応じて複数の入出力バッ
ファの中のいずれかが選択されて動作をすることにな
り、多種類の電圧に対応した半導体集積回路装置を簡単
に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例の半導体集積回路装置
の構成を示す概略図である。
【図2】第1の実施例における動作説明のための外部電
源電圧と入出力基準電圧の関係を示す特性図である。
【図3】この発明の第2の実施例の半導体集積回路装置
の構成を示す概略図である。
【図4】従来の半導体集積回路装置の構成を示す概略図
である。
【符号の説明】
11 電源ピン 12 入出力ピン 13 電源電圧検知回路 14 電源電圧切替回路 15 入出力バッファ回路 16 主集積回路 31 電源ピン 32 電源電圧検知回路 33 電源電圧切替回路 34 出力ピン 35 入出力バッファ 36 主集積回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主集積回路と、この主集積回路の電源入
    力部に設けられて外部より供給される外部供給電源電圧
    を検知する電源電圧検知回路と、前記主集積回路の信号
    入出力部に設けた入出力バッファ回路と、前記外部供給
    電源電圧の変化にかかわらず前記主集積回路に所定の動
    作電源電圧を供給するとともに前記電源電圧検知回路の
    検知出力に従って前記入出力バッファ回路へ供給する動
    作電源電圧を前記外部供給電源電圧の変化に対して略同
    電圧の状態で階段状に切り替えることにより前記入出力
    バッファ回路から外部へ出力される信号の電圧振幅を前
    記外部供給電源電圧の変化に対して略同電圧の状態で階
    段状に切り替える電源電圧切替回路とを備えた半導体集
    積回路装置。
  2. 【請求項2】 電源電圧検知回路の検知出力に従って入
    出力バッファ回路へ供給する動作電源電圧が決定するま
    で、前記入出力バッファ回路の動作を行わせないように
    した請求項1記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 電源電圧切替回路が外部供給電源電圧お
    よび動作電源電圧の間にヒステリシス特性をもっている
    請求項1記載の半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 入出力バッファ回路は、電源電圧切替回
    路が出力する複数の電圧がそれぞれ供給される複数の入
    出力バッファからなり、前記電源電圧切替回路の信号に
    より動作すべき入出力バッファが選択される請求項1記
    載の半導体集積回路装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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