JPH0774614A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0774614A
JPH0774614A JP5160555A JP16055593A JPH0774614A JP H0774614 A JPH0774614 A JP H0774614A JP 5160555 A JP5160555 A JP 5160555A JP 16055593 A JP16055593 A JP 16055593A JP H0774614 A JPH0774614 A JP H0774614A
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tri
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inverter circuit
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JP5160555A
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Hiroshi Ishii
宏 石井
Nobuyuki Yuki
信行 幸
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NEC Corp
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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NEC Corp
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】回路構成を簡単化して電源投入時におけるデー
タバスの電位の安定化とフローティングの防止を目的と
する。 【構成】複数のトライステートバッファ回路T1,T
2,およびT3の出力端のそれぞれと複数のゲート回路
G1およびG2の入力端が接続されるデータバスと、第
1のインバータ回路I1の出力端が第2のイバータ回路
I2およびデータバスにそれぞれ共通接続され、第1の
インバータ回路I1の出力端および第2のインバータ回
路I2の入力端の接続点と接地電位GNDとの間に容量
素子C1を設けることによりデータバスの電位の安定化
およびフローティングの防止をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は相補型絶縁ゲート電界効
果トランジスタ(CMOSFET)構成の半導体集積回
路に関し、特にデータバスにトライステートバッファを
接続する半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の半導体集積回路は、例え
ば特開昭63−131614号公報に記載されている。
同公報記載のデータバスにラッチ回路を接続した半導体
集積回路の回路図を示す図5を参照すると、データバス
にトライステートバッファT1およびT2の出力端とゲ
ート回路G1およびG2の入力端とラッチ回路LAとが
それぞれ接続され、ラッチ回路LAはインバータ回路I
1およびI2の入力端と出力端とが互いに接続され、そ
の接続点の一端はデータバスに他端には初期化回路Q1
が接続されている。
【0003】初期化回路Q1の詳細を示す図6を併せて
参照すると、この構成の回路はトランスファゲートTG
がタイミング信号Tにより導通状態になったとき、初期
化回路Q1のデータDのハイ(H)レベルまたはロウ
(L)レベルに応答してデータバスを任意にHレベルま
たはLレベルに設定する。この構成の回路は、通常動作
時においては第1のインバータ回路I1の電流能力より
もデータバスに接続されているトライステートバッファ
回路T1,T2の電流能力の方が大きい。したがって、
イネーブル状態のトライステートバッファT1およびT
2のいずれかのデータが期待通りにデータバス上に出力
されると、データバスに入力端が接続されたゲート回路
G1に正しいデータを供給することができる。また、デ
ータバスに接続されているすべてのトライステートバッ
ファが非イネーブル状態のときは、ラッチ回路LAには
イネーブル状態のときのデータバス上のデータがラッチ
されているため、データバスがフローティング状態には
ならない。さらに、電源電圧の立ち上り時にデータバス
の電位が不定になるので、初期化回路Q1のタイミング
信号TをHレベルに、データDをHレベルにすると、初
期化回路Q1の出力Lレベルはラッチ回路LAのインバ
ータ回路I1でHレベルに、インバータ回路I2で再び
Lレベルに反転されこの状態をラッチするからデータバ
スはHレベルに安定し、入力信号DをLレベルにすると
データバスの電位はLレベルに安定する。
【0004】また、この種の半導体集積回路の他の例は
特開昭63−72218号公報に記載されている回路が
ある。同公報記載のデータバスにラッチ回路を接続した
半導体集積回路の回路図を示す図7を参照すると、この
図に示す回路は図4に示した構成から初期化回路を除去
し、ラッチ回路を構成するインバータ回路I1を2入力
NOR回路に置き換えたこと以外は図4と同一の構成を
とるので構成の説明は省略する。2入力NOR回路の一
方の入力端はリセット信号REが供給される。
【0005】初期状態でデータバスのレベルが決ってい
ないとき、リセット信号REをHレベルにすることによ
って2入力NOR回路の出力をLレベルにし、データバ
スのレベルを設定する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のこの種
の半導体集積回路は、電源電圧が立ち上るときにデータ
バスの電位を安定させるためには初期化回路あるいはN
OR回路を用いているので回路規模が大きくなり、さら
にデータバスの本数が増加するにつれてチップレイアウ
トの面積が大きくなるという欠点がある。
【0007】本発明の目的は、上述の欠点を除去し回路
構成を簡単化することにより、電源電位の立ち上り時に
おけるデータバスの電位安定化とフローティング防止を
実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、複数の
トライステートバッファ回路の出力端と複数のゲート回
路の入力端がそれぞれ接続された複数のデータバスを有
する半導体集積回路において、第1のインバータ回路お
よび第2のイバータ回路の一方の出力端が他方の入力端
にそれぞれ共通接続されこれらの共通接続点の一方が前
記データバスに接続されたラッチ回路を設け、前記共通
接続点の他方の共通接続点と接地電位との間に容量素子
を設けて前記データバス群の電位の不定状態を防止する
ようにしたことにある。
【0009】また、本発明の他の特徴は、第1のトライ
ステートバッファ群の出力端とゲート回路群の入力端と
がデータバス群にそれぞれ接続されこれらデータバス群
および接地電位間にそれぞれ容量素子群が接続されさら
に前記容量素子群と前記データバス群との接続線の断線
を検査するテスト回路を有し、このテスト回路は、デー
タの一方が第1および第2のインバータ回路を介して第
2のトライステートバッファ群に供給され前記データの
他方が前記第1のインバータ回路のみを介して第3のト
ライステートバッファ群にそれぞれ供給され前記第2お
よび前記第3のトライステートバッファ群のイネーブル
端子にはそれぞれテスト信号が共通に供給されこれらト
ライステートバッファ群の出力端は前記データバス群に
それぞれ接続されて構成され、前記第2および第3のト
ライステートバッファ群の電流駆動能力は前記第1のト
ライステートバッファ群の電流駆動能力よりもそれぞれ
小さくすることにある。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0011】図1は本発明の第1の実施例の回路図であ
る。図1を参照すると、複数のトライステートバッファ
回路T1およびT2の出力端のそれぞれと複数のゲート
回路G1およびG2のそれぞれの入力端が接続されるデ
ータバスと、第1のインバータ回路I1の出力端が第2
のイバータ回路I2およびデータバスにそれぞれ共通接
続され、第2のインバータ回路I2の出力端および第1
のインバータ回路I1の入力端の接続点と接地電位GN
Dとの間に容量素子C1が設けられている。ここでは説
明を容易にするためこれらの回路は1組しか図示されて
いないが、データバスごとに必要である。また、第1の
インバータ回路I1および電源電位間の寄生容量をC
I1-VDD、第1のインバータ回路I1および接地電位間の
寄生容量をCI1-GND、容量素子C1の容量をCC1、第1
のインバータ回路I1の出力が変化するときの入力電圧
をVIHL 、および電源電圧をVDDとすると、 VDD・((CI1-VDD)/(CI1-VDD+CI1-GND
C1))<VIHL …(1) で示される条件を満足するような容量CC1をもつ容量素
子C1で構成される。
【0012】再び図1を参照すると、電源投入直後には
データバスに接続されたトライステテートバッファT1
およびT2がいずれも非イネーブル状態にあるとする
と、第1のインバータ回路I1の寄生容量CI1-GNDおよ
びCI1-GNDと容量素子C1の容量CC1との関係が(1)
式に示す状態にあるため、第1のインバータ回路I1の
出力はHレベルとなり、データバスの電位は安定する。
容量素子C1が電源電位に接続された場合においても次
式を満足すれば第1のインバータ回路I1の出力はLレ
ベルを出力し、この場合もデータバスの電位がLレベル
に安定することは明らかである。
【0013】VDD・((CC1+CI1-VDD)/(CC1
I1-VDD+CI1-GND))>VIH……………(2) また、通常動作時においては、第1のインバータ回路I
1の能力がデータバスに接続されているトライステート
バッファT1およびT2の能力より十分に小さく設計さ
れているために、トライステートバッファT1およびT
2がイネーブル状態のときはこれらの出力がデータバス
上に出力される。一方、トライステートバッファT1お
よびT2が非イネーブル状態のときは第1のインバータ
回路I1および第2のインバータ回路I2で構成される
ラッチ回路LAによってデータバス上のデータを保持
し、データバスがフローティング状態になることを回避
することができる。このときの動作に対しては容量C1
は何等の影響も及ぼさない。
【0014】本発明の第2の実施例の回路図を示す図2
を参照すると、複数のトライステートバッファT1およ
びT2とゲート回路G1およびG2が接続されたデータ
バスおよび接地電位間に容量素子C2が接続され、さら
に容量素子C2がデータバスとの接続線Aが断線してい
ないかを検査するためにテスト回路がデータバスに接続
されている。また、データバスおよび電源電位間の寄生
容量をCB-GND 、データバスおよび接地電位間の寄生容
量をCB-VDD 、容量素子C2の容量をCC2とすると次式
を満足するように構成されている。
【0015】VDD・((CB-VDD )/(CB-VDD +C
B-GND +CC2)=VDD/10…………(3) この回路は、電源投入直後には第1の実施例と同様にデ
ータバスの寄生容量CB-VDD およびCB-GND と容量素子
C2の容量CC2との関係が上記(3)式の状態にあるか
ら、データバスの電位はLレベルに安定する。
【0016】通常動作時には、例えばデータバスに接続
されているトライステートバッファT1がイネーブル状
態でデータバス上にHレベルを出力しているとすると、
上述の容量素子C2に電荷が充電される。次にトライス
テートバッファT1が非イネーブル状態になると、容量
素子C2の電荷によってデータバスの電位はHレベルに
保持されるのでデータバスのフローティング状態が回避
できる。したがって、第1の実施例における第1および
第2のインバータ回路I1およびI2で構成されるラッ
チ回路LAは容量素子C2に置き換えることができる。
さらにチップのレイアウト設計上においてもデータバス
は多くの回路を経由するのでチップ上にデッドスペース
が生じやすいが、容量素子C2はデータバスの任意の部
分に接続されていればよい。したがって、前述のデット
スペースを有効に使用することができ、チップ面積を増
加させることなくチップレイアウトが可能である。
【0017】次に、テスト回路TEの詳細を示す図3を
参照すると、テスト回路TEはデータDがインバータ回
路I3およびI4を介してトライステートバッファT3
AおよびT3Bに、インバータ回路I3のみを介してト
ライステートバッファT3BおよびT3Dにそれぞれ供
給され、トライステートバッファT3A,T3B,T3
C,T3C,およびT3Dのイネーブル端子にはタイミ
ング信号Tが供給されている。トライステートバッファ
T3A,T3B,T3C,T3C,およびT3Dの出力
端はデータバスBA,BB,BC,およびBDにそれぞ
れ接続され、データバスBA,BB,BC,およびBD
と接地電位間には容量素子C2A,C2B,C2C,お
よびC2Dがそれぞれ接続され、データバスBAにはト
ライステートバッファT1およびT2の出力端がそれぞ
れ接続され、トライステートバッファT3A,T3B,
T3C,T3C,およびT3Dの電流駆動能力はトライ
ステートバッファT1およびT2の電流駆動能力に比べ
て小さく設計されている。
【0018】テスト動作時の動作説明用のタイミングチ
ャートを示す図4を参照すると、通常動作においては、
電源が投入された後(図4(イ))はタイミング信号T
をLレベルにしておけばテスト回路TEの各トライステ
ートバッファT3A,T3B,T3C,T3C,および
T3Dはハイインピーダンス状態となり(図4
(ホ))、データバスには何等影響を及ぼさない。した
がって、トライステートバッファT1およびT2からデ
ータバスBAにデータが供給され通常動作をする(図4
(ホ)〜(ヘ))。一方、点線で示した期間がテスト期
間であり、データDがHレベルの状態で(図4(ニ))
タイミング信号をLレベルからHレベルに変化させると
(図4(ロ))、トライステートバッファT3A,T3
B,T3C,T3C,およびT3Dの出力はハイインピ
ーダンス状態からHレベルに変化するが(図4
(ホ))、前述したようにこれらの電流駆動能力は小さ
いから容量素子C2A,C2B,C2C,およびC2D
はそれぞれ所定の容量をもっているので充放電に時間が
かかる(図4(ト))。この充放電時間を測定すること
によって容量素子C2A,C2B,C2C,およびC2
Dの接続チェックが行なわれる。もしこれらの容量素子
とデータバスとの配線、例えば容量素子C2Aとの配線
Aが切断している場合はデータバスBAには寄生容量し
か存在しないためトライステートバッファT3Aによる
充放電時間が短かくなる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路はデータバスの論理レベルを保持するためのラッ
チ回路を構成する2個のインバータ回路間に容量素子を
設けることにより、電源投入時におけるデータバスの電
位が安定になり、かつ従来の初期化回路に比べ構成が簡
単である。また、ラッチ回路を用いることなくデータバ
スに容量素子を接続することによっても同様の効果が得
られ、さらにこの容量素子と電流駆動能力の小さいトラ
イステートバッファを併せて接続することにより、この
容量素子の断線がチェックできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図3】第2の実施例におけるテスト回路の詳細を示す
回路図である。
【図4】第2の実施例におけるテスト回路の動作説明用
のタイムチャートである。
【図5】従来の半導体集積回路の一例を示す回路図であ
る。
【図6】図5における初期化回路の詳細を示す回路図で
ある。
【図7】従来の半導体集積回路の他の例を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
C1,C2,C2A,C2B,C2C,C2D 容量
素子 D データ G1,G2 ゲート回路 I1,I2,I3,I4 インバータ回路 T タイミング信号 T1,T2,T3A,T3B,T3C,T3D トラ
イステートバッファ TE テスト回路
フロントページの続き (72)発明者 幸 信行 神奈川県川崎市中原区小杉町一丁目403番 53 日本電気アイシーマイコンシステム株 式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のトライステートバッファ回路の出
    力端と複数のゲート回路の入力端がそれぞれ接続された
    複数のデータバスを有する半導体集積回路において、第
    1のインバータ回路および第2のイバータ回路の一方の
    出力端が他方の入力端にそれぞれ共通接続されこれらの
    共通接続点の一方が前記データバスに接続されたラッチ
    回路を設け、前記共通接続点の他方の共通接続点と接地
    電位との間に容量素子を設けて前記データバス群の電位
    の不定状態を防止するようにしたことを特徴とする半導
    体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記容量素子の容量CC1は、前記第1の
    インバータ回路の入力端および電源電位間の寄生容量を
    I1-VDD、前記第1のインバータ回路の入力端および前
    記接地電位間の寄生容量をCI1-GND、前記第1のインバ
    ータ回路の出力電位が変化するときの入力電圧をV
    IHL 、および前記電源電位をVDDとしたとき; VDD・(CI1-VDD/(CI1-VDD+CI1-GND+CC1))
    <VIHL の関係を満足する容量である請求項1記載の半導体集積
    回路。
  3. 【請求項3】 第1のトライステートバッファ群の出力
    端とゲート回路群の入力端とがデータバス群にそれぞれ
    接続されこれらデータバス群および接地電位間にそれぞ
    れ容量素子群が接続されさらに前記容量素子群と前記デ
    ータバス群との接続線の断線を検査するテスト回路を有
    し、このテスト回路は、データの一方が第1および第2
    のインバータ回路を介して第2のトライステートバッフ
    ァ群に供給され前記データの他方が前記第1のインバー
    タ回路のみを介して第3のトライステートバッファ群に
    それぞれ供給され前記第2および前記第3のトライステ
    ートバッファ群のイネーブル端子にはそれぞれテスト信
    号が共通に供給されこれらトライステートバッファ群の
    出力端は前記データバス群にそれぞれ接続されて構成さ
    れ、前記第2および第3のトライステートバッファ群の
    電流駆動能力は前記第1のトライステートバッファ群の
    電流駆動能力よりもそれぞれ小さくすることを特徴とす
    る半導体集積回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019168392A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置及び電子機器

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