JPH10260911A - Semiconductor device and information processing system containing it - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、安定動作を提供で
きる半導体装置と、その半導体装置を組み込んだ情報処
理システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device capable of providing stable operation and an information processing system incorporating the semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、情報機器の高性能化、小型化、低
価格化、高信頼性を実現するために、半導体装置が不可
欠となっている。半導体装置は、その内部構造により各
種類に分類されるが、機器の使用目的により最適なメモ
リを選択する必要がある。またメモリ以外のCPU等の
LSIの仕様の範囲内で、選択したメモリの制御方式を
決定している。2. Description of the Related Art At present, semiconductor devices are indispensable for realizing high performance, miniaturization, low cost, and high reliability of information equipment. Semiconductor devices are classified into various types according to their internal structures, but it is necessary to select an optimal memory according to the purpose of use of the device. In addition, the control method of the selected memory is determined within the range of the specification of the LSI such as the CPU other than the memory.
【0003】図1は、従来のメモリ搭載システムにおけ
るメモリ制御方法のブロック図である。1はROM、2
はCPU(演算処理部)、3は制御対象メモリ、4は設
定情報格納部、5は設定レジスタ、6はメモリ制御部、
100はメモリ制御設定情報信号、101はメモリ制御
情報信号、102はメモリ制御信号である。FIG. 1 is a block diagram of a memory control method in a conventional memory mounting system. 1 is ROM, 2
Denotes a CPU (arithmetic processing unit), 3 denotes a memory to be controlled, 4 denotes a setting information storage unit, 5 denotes a setting register, 6 denotes a memory control unit,
100 is a memory control setting information signal, 101 is a memory control information signal, and 102 is a memory control signal.
【0004】設計者は、搭載するメモリを最適に制御す
るために、メモリ製品で保証されている特性値を元に制
御方式の各種設定を決定する。この保証特性値は、汎用
の記憶媒体として一般的な動作環境を想定したものであ
る。決定された設定内容は、ROM1内部の設定情報格
納部4にあらかじめ格納される。この設定内容は、シス
テム内で変更される事はなく、常に同一の設定値として
読み出される。[0004] In order to optimally control the mounted memory, the designer determines various settings of the control method based on the characteristic values guaranteed by the memory product. This guaranteed characteristic value assumes a general operating environment as a general-purpose storage medium. The determined settings are stored in advance in the setting information storage unit 4 in the ROM 1. The setting contents are not changed in the system and are always read as the same setting value.
【0005】CPU2はシステムの起動時に、ROM1
内部の設定情報格納部4から、メモリ制御設定情報信号
100として設定情報を読み出す。CPU2は読み出し
た設定情報を、CPU2内部の設定レジスタ5に反映さ
せる。設定レジスタ5の内容は、制御情報信号101に
よりメモリ制御部6に通知される。メモリ制御部6は、
設定レジスタ5の内容に対応したメモリ制御を実行す
る。このようにして、設計者の決定したメモリ制御の方
式は、実際のシステムに反映されるようになっている。When the system starts up, the CPU 2
The setting information is read from the internal setting information storage unit 4 as a memory control setting information signal 100. The CPU 2 reflects the read setting information in the setting register 5 inside the CPU 2. The contents of the setting register 5 are notified to the memory control unit 6 by the control information signal 101. The memory control unit 6
The memory control corresponding to the contents of the setting register 5 is executed. Thus, the memory control method determined by the designer is reflected in the actual system.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】現在及び将来の情報機
器には、更なる高性能化、省電力化が要求されている。
そのためシステムを構成する上で、半導体部品の性能を
最大限活用する事が必要になってきている。The present and future information devices are required to have higher performance and lower power consumption.
Therefore, in configuring a system, it is necessary to maximize the performance of semiconductor components.
【0007】しかしながら、半導体には物理的な特性の
バラツキがある。一般的に、製品化された半導体部品に
は保証特性値が設定されているが、これは特性のバラツ
キにマージンを持たせた値である。そのため、従来の方
式では、システムとして最大限の最適化を実現できずに
いる。[0007] However, semiconductors have variations in physical characteristics. Generally, a guaranteed characteristic value is set for a commercialized semiconductor component, and this is a value in which a margin is provided for the characteristic variation. Therefore, the conventional method cannot achieve the maximum optimization as a system.
【0008】また電源電圧や周囲温度などの動作環境の
変動に対しても、個々の半導体装置の動作速度やデータ
保持能力などの特性のバラツキが発生する。In addition, variations in the operating environment such as the power supply voltage and the ambient temperature cause variations in the characteristics such as the operating speed and the data holding ability of individual semiconductor devices.
【0009】特に、電池からシステムを駆動する情報機
器においては、電池の消耗に伴い電源電圧の変動が起こ
る。一般的に、電源電圧が低下すると例えば、メモリ内
部の情報が消失してしまう恐れがあるが、その情報消失
の電源電圧の閾値は、個々のメモリにより異なる。情報
消失の電源電圧の閾値の低いメモリと、それに対応した
制御方式を組み合わせる事で、機器の長時間動作が実現
できるのは明らかである。In particular, in information equipment that drives a system from a battery, the power supply voltage fluctuates as the battery is consumed. In general, when the power supply voltage decreases, for example, information in the memory may be lost. However, a threshold value of the power supply voltage for the information loss differs depending on each memory. It is clear that long-term operation of the device can be realized by combining a memory having a low threshold value of a power supply voltage for information loss and a control method corresponding to the memory.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
に、本発明は、半導体装置の内部に半導体の状態、半導
体の電源電圧、電源の電流、周囲温度等の動作環境を監
視する状態監視部と、この状態監視部の監視結果を外部
に通知する情報通知部を設ける。In order to achieve the above object, the present invention provides a state monitor for monitoring an operating environment such as a state of a semiconductor, a power supply voltage of a semiconductor, a power supply current, and an ambient temperature inside a semiconductor device. And an information notifying unit for notifying the monitoring result of the status monitoring unit to the outside.
【0011】この状態監視部は、予め設定した閾値と比
較してその比較結果を監視結果として、出力出来る。The status monitor can compare the result of the comparison with a preset threshold value and output the result of the comparison as a monitor result.
【0012】また、上記閾値は、外部からの指示によっ
て、自由に設定を変更出来る。The threshold value can be freely changed by an external instruction.
【0013】上記状態監視部は、電源電圧の監視、半導
体装置の誤動作検出を行う。なお、半導体装置の誤動作
検出では、電源電圧を変化させたり、電源電圧に擬似的
な電圧変動をさせたりすることも可能である。上記電源
電圧の変化をさせるのは、例えば、ある所定値電源電圧
を下げることによって、擬似的な電圧降下、電池消耗状
態を再現し、誤動作検出することによって、事前に電圧
降下状態を監視、検出させる。これにより、誤動作の生
ずる限界電圧を事前に検出させ、この検出された限界電
圧まで半導体装置、及びそれを組み込んだ情報処理シス
テムを安定して動作、制御させる。The state monitor monitors the power supply voltage and detects a malfunction of the semiconductor device. In detecting a malfunction of the semiconductor device, the power supply voltage can be changed, or the power supply voltage can be fluctuated in a pseudo manner. The power supply voltage is changed by, for example, lowering the power supply voltage by a predetermined value to reproduce a pseudo voltage drop and a battery exhaustion state, and detecting a malfunction to monitor and detect the voltage drop state in advance. Let it. As a result, the limit voltage at which a malfunction occurs is detected in advance, and the semiconductor device and the information processing system incorporating the same are stably operated and controlled up to the detected limit voltage.
【0014】上記情報通知部からの情報を半導体装置を
組み込んだ情報処理システムに通知することによって、
この半導体装置を最適に制御する。また、この情報通知
部からの通知に従い、この情報処理システムを最適に制
御する。By notifying the information from the information notifying unit to the information processing system incorporating the semiconductor device,
This semiconductor device is optimally controlled. The information processing system is optimally controlled according to the notification from the information notification unit.
【0015】上記最適な制御は、たとえば電力供給源の
切り換えや、半導体装置内部に安定化電源を設け、供給
電圧の安定化を図ったり、この情報処理システムの不要
部の動作を止めたり、電源を切ったり、電池交換をユー
ザーに促すような警告通知をする。The above-mentioned optimum control includes, for example, switching of a power supply source, provision of a stabilizing power supply in a semiconductor device to stabilize a supply voltage, stopping operation of unnecessary parts of this information processing system, Warning or warning to urge the user to turn off the battery or replace the battery.
【0016】半導体装置として、メモリを使用する場
合、上記誤動作検出は、例えばメモリへのデータ書込み
/読み出しにおける、メモリセルのデータエラーを検出
により、実現させる。When a memory is used as the semiconductor device, the malfunction detection is realized by detecting a data error in a memory cell in, for example, writing / reading data to / from the memory.
【0017】また、半導体装置として、Dynamic
RAM(DRAM)を使用する場合、DRAMのメモ
リセルとロジックセルを同一チップ内に混載させて、ロ
ジックセルにおいて、上記状態監視部、情報通知部の処
理を実行させる。In addition, as a semiconductor device, Dynamic
When a RAM (DRAM) is used, a memory cell and a logic cell of the DRAM are mixedly mounted on the same chip, and the processing of the state monitoring unit and the information notification unit is executed in the logic cell.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。本発明は半導体装置に係るものである
が、ここで特に半導体メモリを実施形態として取り上げ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention relates to a semiconductor device. Here, a semiconductor memory will be described as an embodiment.
【0019】図2は、本発明の記第1の目的を達成する
ために好適な本発明になる半導体メモリ搭載システムの
第1の実施形態を示すブロック図である。図2におい
て、20はDynamic RAM(DRAM)、21
はメモリ電源、22は電池切替スイッチ、23はメイン
電池、24はバックアップ電池、28は表示装置29を
含んだその他の装置であり、200はメモリ電源ライ
ン、201はメモリ電源監視結果信号、202はCPU
2の閾値設定信号、203はメモリ情報信号、204は
メイン電池の出力ライン、205はバックアップ電池の
出力ライン、206はメモリ電源21への電力供給ライ
ン、207はCPU2からその他の装置28を制御する
ための制御信号である。DRAM20はメモリセル27
と電源電圧監視部25とメモリ情報通知部26を備えて
いる。このDRAM20は、主にCPU2によりアクセ
スを受け、情報をメモリセル27に格納する。一般的に
DRAMであるため、格納した情報のバックアップが必
要であるとして説明を行う。FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of a semiconductor memory mounting system according to the present invention suitable for achieving the first object of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a dynamic RAM (DRAM);
Is a memory power supply, 22 is a battery changeover switch, 23 is a main battery, 24 is a backup battery, 28 is another device including a display device 29, 200 is a memory power supply line, 201 is a memory power monitoring result signal, 202 is CPU
A threshold setting signal of 2, a memory information signal 203, an output line of a main battery 204, an output line of a backup battery 205, a power supply line 206 to the memory power supply 21, and a control unit 207 from the CPU 2 for other devices 28 Control signal. The DRAM 20 has a memory cell 27
And a power supply voltage monitoring unit 25 and a memory information notifying unit 26. The DRAM 20 is accessed mainly by the CPU 2 and stores information in the memory cell 27. The description is made on the assumption that the stored information needs to be backed up because it is generally a DRAM.
【0020】まずCPU2は、閾値設定信号202によ
り電源電圧監視部25に閾値を設定する。電源電圧監視
部25は、メモリ電源21の監視結果をメモリ電源監視
結果信号201としてメモリ情報通知部26に伝達す
る。そして、メモリ情報通知部26からメモリ情報信号
203によりDRAM20の状態をシステムに通知す
る。このメモリ情報信号203はCPU2と電池切替ス
イッチ22に入力して、CPU2はその他の装置28の
制御を行い、電池切替スイッチ22はメイン電池23と
バックアップ電池24とを切り替える。電池切替スイッ
チ22の出力Aは、メモリ電源21への電力供給ライン
206を通じて、メモリ電源21に接続されている。First, the CPU 2 sets a threshold value in the power supply voltage monitoring unit 25 according to the threshold value setting signal 202. The power supply voltage monitoring unit 25 transmits the monitoring result of the memory power supply 21 to the memory information notification unit 26 as a memory power supply monitoring result signal 201. Then, the memory information notifying unit 26 notifies the system of the state of the DRAM 20 by the memory information signal 203. The memory information signal 203 is input to the CPU 2 and the battery changeover switch 22, and the CPU 2 controls other devices 28, and the battery changeover switch 22 switches between the main battery 23 and the backup battery 24. The output A of the battery switch 22 is connected to the memory power supply 21 through a power supply line 206 to the memory power supply 21.
【0021】前述した各ブロック内部の構成を詳細に説
明する。The internal structure of each block will be described in detail.
【0022】DRAM20にはメモリ電源21が投入さ
れており、メイン電源ライン200を通じてDRAM2
0内部のメモリセル27及び電源電圧監視部25に入力
している。電源電圧監視部25では、このメモリ電源2
1の変化を監視し、その結果をメモリ情報通知部26へ
と転送する。A memory power 21 is supplied to the DRAM 20, and the DRAM 2 is connected through a main power line 200.
0 is input to the memory cell 27 and the power supply voltage monitoring unit 25 inside. In the power supply voltage monitoring unit 25, the memory power supply 2
1 is monitored, and the result is transferred to the memory information notification unit 26.
【0023】ここで、電源電圧監視部25は、この第1
の実施形態の特徴をなすものであり、以下に詳細に説明
する。Here, the power supply voltage monitoring unit 25
This embodiment is a feature of the first embodiment, and will be described in detail below.
【0024】図3は、電源電圧検出部25の構成の一具
体例を示すブロック図である。30は閾値電圧生成部、
31は閾値電圧比較部、32は閾値電圧、300及び3
01は閾値電圧ラインである。CPU2により閾値設定
信号202が閾値電圧生成部30に入力すると、設定情
報を元に閾値電圧生成部30は、閾値電圧32を安定し
た形で生成する。一般的にはダウンコンバータを使っ
て、この閾値電圧32の安定化を図る事が出来る。そし
て閾値電圧比較部31には、閾値電圧32とメモリ電源
ライン200が入力されて、その大小比較が行われる。
大小比較の結果はメモリ電源監視結果信号201として
出力される。つまり、メモリ電源21が、あらかじめC
PU2により設定された閾値電圧32より低くなると、
このメモリ電源監視結果信号201に反映される。FIG. 3 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the power supply voltage detector 25. 30 is a threshold voltage generator,
31 is a threshold voltage comparison unit, 32 is a threshold voltage, 300 and 3
01 is a threshold voltage line. When the threshold setting signal 202 is input to the threshold voltage generator 30 by the CPU 2, the threshold voltage generator 30 generates the threshold voltage 32 in a stable manner based on the setting information. Generally, the threshold voltage 32 can be stabilized using a down converter. Then, the threshold voltage 32 and the memory power supply line 200 are input to the threshold voltage comparison unit 31, and the magnitude comparison is performed.
The result of the magnitude comparison is output as a memory power monitoring result signal 201. That is, the memory power supply 21
When it becomes lower than the threshold voltage 32 set by PU2,
This is reflected in the memory power supply monitoring result signal 201.
【0025】次に図4は、メモリ情報通知部26の構成
の一具体例を示すブロック図である。40はメモリ情報
格納部、41はメモリ情報格納部40の内部レジスタ、
42はレジスタ41内のバックアップビットである。こ
のメモリ情報格納部40には、DRAM20の内部の各
種情報が格納されるが、この第1の実施形態では特にD
RAM20の内部電源状態に関する情報を格納する。ま
ず前述の電源電圧検出部25から、メモリ電源監視結果
信号201が出力されてくる。その結果はレジスタ41
のバックアップビット42に反映される。メモリ電源2
1が閾値電圧32より低い場合には、バックアップビッ
ト42は「1」となる。これは、DRAM20のメモリ
電源21の電圧が通常状態より低下している事を示すも
のである。更にバックアップビット42の内容は、メモ
リ情報信号203としてDRAM20の外部へと通知さ
れる。そのため、システムはメモリ内部の電源が低下し
ている事を認識し、DRAM20を通常動作させる事を
停止し、DRAM20内部の情報を保持し続ける「バッ
クアップ制御」へ移行する事を判断できる。具体的に
は、CPU2はバックアップビット42が「1」となる
と、制御信号207によりDRAM20以外の装置28
の動作を停止したり、電源の供給を停止してシステムの
省電力化を図る。またユーザにメモリ電源21の電圧が
低下している事を警告するために、特に表示装置29を
制御してメッセージを表示させる。図8は、このユーザ
インターフェースの一具体例である。図8において80
は表示装置、81は警告メッセージである。この警告表
示により、ユーザは電池の交換時期を認知する事がで
き、情報機器の操作性の向上を実現できる。FIG. 4 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the memory information notifying section 26. As shown in FIG. 40 is a memory information storage unit, 41 is an internal register of the memory information storage unit 40,
Reference numeral 42 denotes a backup bit in the register 41. The memory information storage section 40 stores various kinds of information inside the DRAM 20. In the first embodiment, particularly,
Information about the internal power state of the RAM 20 is stored. First, the memory power supply monitoring result signal 201 is output from the power supply voltage detection unit 25 described above. The result is stored in register 41
Is reflected in the backup bit 42 of Memory power supply 2
When 1 is lower than the threshold voltage 32, the backup bit 42 becomes “1”. This indicates that the voltage of the memory power supply 21 of the DRAM 20 is lower than the normal state. Further, the contents of the backup bit 42 are notified to the outside of the DRAM 20 as a memory information signal 203. Therefore, the system recognizes that the power inside the memory has dropped, and can stop the normal operation of the DRAM 20 and determine to shift to “backup control” in which the information inside the DRAM 20 is kept. Specifically, when the backup bit 42 becomes “1”, the CPU 2 sends a control signal 207 to the device 28 other than the DRAM 20.
The operation of the system is stopped or the supply of power is stopped to save the power of the system. In addition, in order to warn the user that the voltage of the memory power supply 21 has dropped, the display device 29 is particularly controlled to display a message. FIG. 8 is a specific example of this user interface. In FIG. 8, 80
Is a display device, and 81 is a warning message. By this warning display, the user can recognize the time to replace the battery, and the operability of the information device can be improved.
【0026】また、メモリ情報信号203は、電池切替
スイッチ22へと接続される。図2のように、この電池
切替スイッチ22は、メイン電池23とバックアップ電
池24を切り替える機構を備える。メイン電池23は主
にシステムが通常動作する場合の電力供給源として利用
され、またバックアップ電池24はシステムが停止した
場合のメモリバックアップ電源として利用される。ここ
でメモリ情報信号203は、DRAM20内部のバック
アップビット42の内容と同一である。そのため、メモ
リ情報信号203がLowレベルの場合はDRAM20
は通常動作状態であり、電池切替スイッチ22はメイン
電池23を選択する。逆にメモリ情報信号203がHi
ghレベルの場合はDRAM20はバックアップ状態で
あり、電池切替スイッチ22はバックアップ電池24を
選択する。このように、DRAM20の内部状態をシス
テムが認識して、電力供給源として最適な電池を選択し
て、情報機器の長寿命化を実現することが出来る。The memory information signal 203 is connected to the battery switch 22. As shown in FIG. 2, the battery switch 22 includes a mechanism for switching between a main battery 23 and a backup battery 24. The main battery 23 is mainly used as a power supply source when the system normally operates, and the backup battery 24 is used as a memory backup power source when the system stops. Here, the memory information signal 203 is the same as the content of the backup bit 42 inside the DRAM 20. Therefore, when the memory information signal 203 is at the low level, the DRAM 20
Is in a normal operation state, and the battery switch 22 selects the main battery 23. Conversely, when the memory information signal 203 is Hi
In the case of the gh level, the DRAM 20 is in the backup state, and the battery switch 22 selects the backup battery 24. As described above, the system recognizes the internal state of the DRAM 20, selects the most suitable battery as the power supply source, and can extend the life of the information device.
【0027】以上に説明したように、この第1の実施形
態では、DRAM20内部のメモリ電源21とあらかじ
め設定した閾値電圧32とを比較する事で、DRAM2
0をバックアップ状態に遷移させる時期をシステムが認
識する事ができる。そのため、バックアップ電池24を
最大限利用でき、CPU2の制御により使用しないその
他の装置28を停止させたり、ユーザに対して表示装置
29に警告メッセージを表示する事ができる。また閾値
電圧32はプログラマブルであるため、システムの負荷
に応じた最適化を実現できる。As described above, in the first embodiment, by comparing the memory power supply 21 inside the DRAM 20 with the preset threshold voltage 32, the DRAM 2
The system can recognize the time when 0 is changed to the backup state. Therefore, the backup battery 24 can be used to the maximum extent, the other devices 28 not used under control of the CPU 2 can be stopped, and a warning message can be displayed on the display device 29 for the user. In addition, since the threshold voltage 32 is programmable, optimization according to the load of the system can be realized.
【0028】なお、図2に示す実施形態においては、D
RAM20とCPU2は分割配置して示しているが、D
RAMを混載したLSIにも本発明が有効である事は明
らかである。特にDRAM混載のLSIにおいては、チ
ップ内部に安定化電源を取り込む事でDRAM電源の低
下を抑えることが可能である。In the embodiment shown in FIG.
Although the RAM 20 and the CPU 2 are shown separately,
It is clear that the present invention is also effective for an LSI incorporating a RAM. In particular, in a DRAM-embedded LSI, it is possible to suppress a decrease in the DRAM power supply by incorporating a stabilized power supply into the chip.
【0029】また、制御対象メモリとしてDRAMを例
に挙げたがこれに限られたものではなく、例えば、電源
電圧により内部の情報保持状態が変動する揮発性メモリ
や、強誘電体メモリ(FRAM)にも応用できる。Although a DRAM to be controlled is taken as an example of a memory to be controlled, the present invention is not limited to this. For example, a volatile memory whose internal information holding state varies according to a power supply voltage, a ferroelectric memory (FRAM) It can also be applied to
【0030】更に、図8の警告メッセージはこれに限ら
れたものではなく、LEDなどによるランプ表示による
ユーザインターフェースも考えられ、また動作エラー等
の情報機器自体の各種状態に関するものを表示する事に
も応用できる。Further, the warning message shown in FIG. 8 is not limited to this, and a user interface using a lamp display such as an LED may be used. Further, a message relating to various states of the information device itself such as an operation error may be displayed. Can also be applied.
【0031】図5は、本発明の第2の目的を達成するた
めに好適な本発明になる半導体メモリの第2の実施形態
を示すブロック図である。図5において、50はメモリ
エラー検出部、51はメモリ情報通知部、501はメモ
リエラー検出結果信号、502はメモリ情報信号であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of a semiconductor memory according to the present invention, which is suitable for achieving the second object of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 50 denotes a memory error detection unit, 51 denotes a memory information notification unit, 501 denotes a memory error detection result signal, and 502 denotes a memory information signal.
【0032】DRAM20には、メモリエラー検出部5
0とメモリ情報通知部51が内蔵される。メモリエラー
検出部50は、DRAM20内のメモリセルのビットエ
ラーを検出する機構を備え、その検出結果をメモリエラ
ー検出結果信号501としてメモリ情報通知部51へ出
力する。そしてメモリ情報通知部51は、DRAM2内
部のメモリエラー状況をメモリ情報信号502としてC
PU2に通知する。この第2の実施形態では、特にメモ
リ電源の変動に伴うDRAM20内のビットエラーをあ
らかじめ検出する点に特徴がある。The DRAM 20 has a memory error detector 5
0 and a memory information notification unit 51 are built in. The memory error detection unit 50 has a mechanism for detecting a bit error of a memory cell in the DRAM 20, and outputs a detection result to the memory information notification unit 51 as a memory error detection result signal 501. Then, the memory information notifying section 51 uses the memory error state inside the DRAM 2 as a memory information signal 502 as C
Notify PU2. The second embodiment is characterized in that a bit error in the DRAM 20 due to a change in the memory power is detected in advance.
【0033】ここでメモリエラー検出部50がこの第2
の実施形態の特徴をなすものであり、以下に詳細に説明
する。Here, the memory error detection unit 50 determines that the second
This embodiment is a feature of the first embodiment, and will be described in detail below.
【0034】メモリエラー検出部50では、DRAM2
0内部のメモリセルの読み出し、書き込み動作が可能か
どうかを判断する機構を備えて、低いメモリ電源電圧に
対して実力でDRAM20が動作可能かどうかをシステ
ムが認識できるようにする。In the memory error detecting section 50, the DRAM 2
A mechanism for determining whether a read / write operation of a memory cell inside 0 is possible is provided so that the system can recognize whether or not the DRAM 20 can operate with a low power supply voltage.
【0035】図6は、メモリエラー検出部50の構成の
一具体例を示すブロック図である。図6において、60
はメモリセル、61は電源電圧制御部、62は読み出
し、書き込み(R/W)制御部、63はアドレスカウン
タ、64はサイクルカウンタ、65は情報比較部、66
は書き込み情報格納部、600は電源電圧制御部61に
制御されたメモリ電源ライン、601はメモリアクセス
信号、602は読み出し情報信号、603は書き込み情
報信号、604は検出サイクル制御信号、605は検出
アドレス制御信号である。FIG. 6 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the memory error detection section 50. In FIG. 6, 60
Is a memory cell, 61 is a power supply voltage controller, 62 is a read / write (R / W) controller, 63 is an address counter, 64 is a cycle counter, 65 is an information comparator, 66
Is a write information storage unit, 600 is a memory power supply line controlled by the power supply voltage control unit 61, 601 is a memory access signal, 602 is a read information signal, 603 is a write information signal, 603 is a detection cycle control signal, and 605 is a detection address. This is a control signal.
【0036】この第2の実施形態において、メモリセル
60は0からNまでの合計(N+1)個のメモリセルに
分割されているが、一個のメモリセルに対するメモリエ
ラー検出について以下説明をおこなう。In the second embodiment, the memory cell 60 is divided into a total of (N + 1) memory cells from 0 to N. The detection of a memory error for one memory cell will be described below.
【0037】まずアドレスカウンタ63により、メモリ
セルの任意のアドレスが決定され、検出アドレス信号6
05としてR/W制御部605に通知される。同様に、
サイクルカウンタ64は一定間隔でメモリエラー検出を
行うように、検出サイクル制御信号604をR/W制御
部605に通知する。R/W制御部62は、書き込み情
報格納部66を備え、各メモリセル0からNに対してメ
モリアクセス信号601を出力する。そしてメモリセル
に所定のテスト情報を書き込み、改めて同一アドレスの
情報を読み出し情報信号602として読み出す。ここ
で、読み出し情報信号602と書き込み情報信号603
を情報比較部65で照合し、照合結果が不一致であれば
該当するメモリセルはメモリエラーと判断され、メモリ
エラー検出結果信号501としてメモリ情報通知部51
に伝達される。First, an arbitrary address of a memory cell is determined by the address counter 63, and the detected address signal 6
05 is notified to the R / W control unit 605. Similarly,
The cycle counter 64 notifies the R / W control unit 605 of the detection cycle control signal 604 so as to perform the memory error detection at regular intervals. The R / W control unit 62 includes a write information storage unit 66 and outputs a memory access signal 601 to each of the memory cells 0 to N. Then, predetermined test information is written in the memory cell, and information at the same address is read again as a read information signal 602. Here, the read information signal 602 and the write information signal 603
Are compared by the information comparing unit 65. If the matching results do not match, the corresponding memory cell is determined to be a memory error, and the memory information notifying unit 51 is used as a memory error detection result signal 501.
Is transmitted to
【0038】一般的に、DRAMが通常動作可能なメモ
リ電源21の電圧範囲では、前述のメモリエラーが起こ
ることはほとんどないと考えられる。しかしながら、メ
モリ電源21が低電圧の状態ではメモリ内部の動作は不
安定になるため、メモリエラーが発生する可能性が高く
なる。情報機器として、このメモリエラーが発生する限
界までメモリ電源21の電圧を低くできる事は非常に有
効であるのは明らかである。そこで電源電圧制御部61
は、メモリエラー検出時にメモリ電源21の電圧をあら
かじめ降下させる機構を備えて、現在のメモリ電源21
の電圧値がDRAM2の動作可能電圧の限界に近いかど
うかをシステムが認識できるようにしている。つまり、
メモリ電源を強制的に低下した状態でもメモリエラーが
発生しない場合、DRAM2の動作可能電圧の限界まで
マージンがあると考えられる。Generally, it is considered that the aforementioned memory error hardly occurs in the voltage range of the memory power supply 21 in which the DRAM can normally operate. However, when the memory power supply 21 is at a low voltage, the operation inside the memory becomes unstable, so that the possibility of occurrence of a memory error increases. Obviously, it is very effective for the information equipment to be able to lower the voltage of the memory power supply 21 to the limit at which this memory error occurs. Therefore, the power supply voltage control unit 61
Is provided with a mechanism for reducing the voltage of the memory power supply 21 in advance when a memory error is detected.
The system can recognize whether or not the voltage value is close to the limit of the operable voltage of the DRAM 2. That is,
If no memory error occurs even when the memory power supply is forcibly reduced, it is considered that there is a margin up to the limit of the operable voltage of the DRAM 2.
【0039】次に図7は、メモリ情報通知部51の構成
の一具体例を示すブロック図である。75はメモリ情報
格納部、70はメモリ情報格納部75の内部レジスタ、
71から74はレジスタ70内のエラービットである。
このメモリ情報格納部75には、DRAM20の内部の
各種情報が格納されるが、この第2の実施形態では特に
DRAM20のメモリセル状態に関する情報を格納す
る。まず前述のメモリエラー検出部50から、メモリエ
ラー検出結果信号501が出力され、その結果はレジス
タ70のエラービット71からエラービット74に反映
される。各エラービットはDRAM20内部の分割され
たメモリセルに対応しているため、メモリ情報信号50
2を受け取ったCPU2はDRAM20の内部のメモリ
セルのどの領域にエラーが発生しているのかを認識する
事が出来る。ここでCPU2自身が、DRAM20の内
部状態を把握できているため、前記の第1の実施形態と
同様に、不要な周辺装置の動作及び電源の供給を停止し
たり、ユーザに対して警告メッセージを表示する事が出
来る。FIG. 7 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the memory information notifying section 51. 75 is a memory information storage unit, 70 is an internal register of the memory information storage unit 75,
71 to 74 are error bits in the register 70.
The memory information storage unit 75 stores various types of information inside the DRAM 20, and in the second embodiment, particularly stores information regarding the memory cell state of the DRAM 20. First, a memory error detection result signal 501 is output from the memory error detection unit 50 described above, and the result is reflected in the error bits 71 to 74 of the register 70. Since each error bit corresponds to a divided memory cell inside the DRAM 20, the memory information signal 50
2 that has received the error 2 can recognize in which area of the memory cell inside the DRAM 20 the error has occurred. Here, since the CPU 2 itself can grasp the internal state of the DRAM 20, similarly to the first embodiment, the operation of unnecessary peripheral devices and the supply of power are stopped, and a warning message is issued to the user. Can be displayed.
【0040】以上に説明したように、この第2の実施形
態では、あらかじめメモリ電源21の電圧値を低くした
状態でメモリセルのエラー検出を行い、その検出結果を
システムに通知する事で、DRAM20の実動作可能な
電源電圧の限界値をシステムが認識できる。つまりDR
AM20の限界値の付近まで、システムはメモリ電源2
1を低く抑える事ができ、情報機器の長寿命化および高
信頼性を実現できる。なお、この第2の実施形態は、前
記の第1の実施形態と同じく、情報機器のみならずDR
AM混載のLSIや強誘電体メモリ(FRAM)等の他
種類のRAM搭載システムにも応用できる。As described above, in the second embodiment, the error detection of the memory cell is performed in a state where the voltage value of the memory power supply 21 is lowered in advance, and the detection result is notified to the system. The system can recognize the limit value of the power supply voltage that can actually operate. That is, DR
Until the AM20 limit is reached, the system will run on memory power 2
1 can be kept low, and a longer life and higher reliability of the information equipment can be realized. Note that, in the second embodiment, not only information devices but also DR
The present invention can also be applied to other types of RAM-mounted systems such as an LSI with embedded AM and a ferroelectric memory (FRAM).
【0041】また、図6に示す実施形態においては、電
源電圧制御部61がメモリ電源21の電圧をあらかじめ
低くするとして説明を行ったが、本発明になるメモリ電
源21の制御方式としてはこれに限った事ではない。例
えば、メモリ電源ラインに不規則なノイズを加えたり、
電源電圧を周期的に変動させたりする事で、更に高精度
にメモリ電源電圧の限界値に近づける事が可能である。In the embodiment shown in FIG. 6, the description has been made assuming that the power supply voltage control section 61 lowers the voltage of the memory power supply 21 in advance, but the control method of the memory power supply 21 according to the present invention is as follows. It is not limited. For example, adding random noise to the memory power line,
By periodically fluctuating the power supply voltage, it is possible to more accurately approach the limit value of the memory power supply voltage.
【0042】ここで、本発明の第1及び第2の実施形態
では、主にメモリ電源21の電圧を監視してきたが、メ
モリ電源21の電流値を検出する事でも、電源監視を実
現することができる。Here, in the first and second embodiments of the present invention, the voltage of the memory power supply 21 is mainly monitored. However, the power supply can be monitored also by detecting the current value of the memory power supply 21. Can be.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明では、長時間動作安定を保てる半
導体装置及びそれを組み込んだ情報処理システムを提供
できる。According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of maintaining stable operation for a long time and an information processing system incorporating the semiconductor device.
【0044】また、例えばデータの保護がより確実に実
施でき、最適時期に電池交換が行え、情報処理システム
の操作性が向上する。Further, for example, data protection can be performed more reliably, the battery can be replaced at the optimal time, and the operability of the information processing system is improved.
【0045】つまり、本発明では、半導体装置の内部に
半導体の状態、半導体の電源電圧、電源の電流、周囲温
度等の動作環境を監視する状態監視部と、この状態監視
部の監視結果を外部に通知する情報通知部を設けたこと
で、電源電圧の低下等が状態監視部で見つけることが出
来、情報通知部を経て、外部に通知される。これによっ
て、この半導体装置が組み込まれた情報処理システム
は、たとえば電力供給源の切り換えや、半導体装置内部
に安定化電源を設け、供給電圧の安定化を図ることが可
能となり、この半導体装置及びそれを組み込んだ情報処
理システムの動作を安定にすることが出来る。または、
電源電圧の低下を警告するメッセージを表示出来るの
で、電池交換等をユーザーに促すことも出来る。That is, according to the present invention, a state monitor for monitoring an operating environment such as a state of a semiconductor, a power supply voltage of a semiconductor, a power supply current, an ambient temperature, and the like, and a monitoring result of the state monitor are externally provided in the semiconductor device. Is provided, the state monitoring unit can detect a drop in the power supply voltage, etc., and is notified to the outside via the information notifying unit. As a result, the information processing system incorporating the semiconductor device can stabilize the supply voltage by, for example, switching the power supply source or providing a stabilized power supply inside the semiconductor device. Can stabilize the operation of the information processing system in which is incorporated. Or
Since a message warning of a drop in power supply voltage can be displayed, it is possible to prompt the user to replace the battery.
【0046】また、状態監視部は、動作環境の監視に限
らず、半導体装置自身の誤動作検出もすることが出来る
ので、より詳細に半導体装置の状態を監視可能となる。
なお、上記半導体自身の誤動作検出においては、電源電
圧を下げることで、擬似的に電池の消耗状態を再現して
誤動作検出をすることで、誤動作の生ずる限界電圧が事
前に検出出来る。これによって、この検出された限界電
圧まで半導体装置、及びそれを組み込んだ情報処理シス
テムを安定して動作させることが出来るメリットがあ
る。Further, since the state monitoring unit can detect not only the operation environment but also the malfunction of the semiconductor device itself, the state of the semiconductor device can be monitored in more detail.
In the detection of the malfunction of the semiconductor itself, the limit voltage at which the malfunction occurs can be detected in advance by lowering the power supply voltage and simulating the battery consumption state to detect the malfunction. As a result, there is an advantage that the semiconductor device and the information processing system incorporating the same can operate stably up to the detected limit voltage.
【図1】従来のメモリ制御方法を説明するブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a conventional memory control method.
【図2】本発明の第1の実施例を説明するためのブロッ
ク図FIG. 2 is a block diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
【図3】電源電圧監視部の具体例を説明するためのブロ
ック図FIG. 3 is a block diagram for explaining a specific example of a power supply voltage monitoring unit;
【図4】メモリ情報通知部の第1の具体例を説明するた
めのブロック図FIG. 4 is a block diagram for explaining a first specific example of a memory information notification unit;
【図5】本発明の第2の実施例を説明するためのブロッ
ク図FIG. 5 is a block diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
【図6】メモリエラー検出部の具体例を説明するための
ブロック図FIG. 6 is a block diagram for explaining a specific example of a memory error detection unit;
【図7】メモリ情報通知部の第2の具体例を説明するた
めのブロック図FIG. 7 is a block diagram for explaining a second specific example of the memory information notification unit;
【図8】電池交換の警告メッセージの表示方法の具体例
を説明する図FIG. 8 is a view for explaining a specific example of a method for displaying a warning message of battery replacement.
2…CPU、20…DRAM、21…メモリ電源、22
…電池切替スイッチ 23…メイン電池、24…バックアップ電池、25…電
源電圧監視部、26…メモリ情報通知部、27…メモリ
セル、28…その他の装置 29…表示装置2 CPU, 20 DRAM, 21 memory power supply, 22
... Battery changeover switch 23 ... Main battery, 24 ... Backup battery, 25 ... Power supply voltage monitoring unit, 26 ... Memory information notification unit, 27 ... Memory cell, 28 ... Other devices 29 ... Display device
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成9年10月13日[Submission date] October 13, 1997
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正3】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0016】半導体装置として、メモリを使用する場
合、上記誤動作検出は、例えばメモリへのデータ書込み
/読み出しにおける、メモリセルのデータエラーの検出
により、実現させる。[0016] As the semiconductor device, when using the memory, the malfunction detection, for example, in the data write / read to the memory, the detection of data error of the memory cell, is implemented.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/822 H01L 27/04 F 27/10 461 T ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/822 H01L 27/04 F 27/10 461 T
Claims (18)
は、半導体の動作環境を監視する状態監視部と、この状
態監視部の監視結果を外部に通知する情報通知部を設け
たことを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device comprising: a semiconductor device; a status monitor for monitoring the status of the semiconductor or the operating environment of the semiconductor; and an information notification unit for notifying the monitoring result of the status monitor to the outside. Semiconductor device.
較してその比較結果を監視結果として、出力出来ること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said state monitoring unit is capable of comparing with a preset threshold value and outputting the comparison result as a monitoring result.
更出来ることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the threshold value of said status monitor can be freely changed.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said state monitor monitors a power supply voltage.
出を行うことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the state monitoring unit detects a malfunction of the semiconductor device.
ることを特徴とする請求項5記載の半導体装置。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the power supply voltage is changed in the malfunction detection.
定値変化させることを特徴とする請求項5記載の半導体
装置。7. The semiconductor device according to claim 5, wherein the power supply voltage is changed by an arbitrary predetermined value in the malfunction detection.
ンダムとすることを特徴とする請求項5記載の半導体装
置。8. The semiconductor device according to claim 5, wherein in the malfunction detection, the fluctuation of the power supply voltage is made random.
期的とすることを特徴とする請求項5記載の半導体装
置。9. The semiconductor device according to claim 5, wherein in the malfunction detection, the power supply voltage fluctuates periodically.
情報処理システムにおいて、上記情報通知部からの情報
に基づいて、上記半導体装置を最適に制御することを特
徴とすることを特徴とする情報処理システム。10. An information processing system incorporating a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is optimally controlled based on information from said information notifying unit. Processing system.
情報処理システムにおいて、上記情報通知部からの情報
に基づいて、上記情報処理システムを最適に制御するこ
とを特徴とすることを特徴とする情報処理システム。11. An information processing system incorporating the semiconductor device according to claim 1, wherein the information processing system is optimally controlled based on information from the information notification unit. Information processing system.
することを特徴とする請求項10記載の情報処理システ
ム。12. The information processing system according to claim 10, wherein switching control of a power supply source of the semiconductor device is performed.
ことを特徴とする請求項10記載の情報処理システム。13. The information processing system according to claim 10, wherein stabilization control of a supply voltage of the semiconductor device is performed.
る制御をすることを特徴とする請求項10記載の情報処
理システム。14. The information processing system according to claim 10, wherein control for stopping operation of unnecessary parts of the information processing system is performed.
ることを特徴とする請求項11記載の情報処理システ
ム。15. The information processing system according to claim 11, wherein the power of the information processing system is turned off.
情報処理システムにおいて、上記情報通知部からの情報
に基づいて、半導体装置の動作状態に関する情報を表示
するための制御することを特徴とする請求項11記載の
情報処理システム。16. An information processing system incorporating the semiconductor device according to claim 1, wherein control for displaying information on an operation state of the semiconductor device is performed based on information from the information notification unit. The information processing system according to claim 11.
誤動作検出がメモリへのデータ書込み/読み出しにおけ
る、メモリセルのデータエラーを検出にすることを特徴
とする請求項5記載の半導体装置。17. The semiconductor device according to claim 5, wherein when the semiconductor device is a memory, the malfunction detection detects a data error in a memory cell in writing / reading data to / from the memory.
AM(DRAM)を使用する場合、DRAMのメモリセ
ルとロジックセルを同一チップ内に混載させて、ロジッ
クセルにおいて、上記状態監視部、情報通知部の処理を
実行させることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。18. A Dynamic R as a semiconductor device.
2. When an AM (DRAM) is used, a memory cell and a logic cell of the DRAM are mixedly mounted on the same chip, and the processing of the state monitoring unit and the information notification unit is executed in the logic cell. 13. The semiconductor device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9066605A JPH10260911A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Semiconductor device and information processing system containing it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9066605A JPH10260911A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Semiconductor device and information processing system containing it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10260911A true JPH10260911A (en) | 1998-09-29 |
Family
ID=13320717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9066605A Pending JPH10260911A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Semiconductor device and information processing system containing it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10260911A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7516344B2 (en) | 2005-01-28 | 2009-04-07 | Panasonic Corporation | Memory system |
US10134477B2 (en) | 2016-10-28 | 2018-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nonvolatile memory device detecting power noise and operating method thereof |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9066605A patent/JPH10260911A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7516344B2 (en) | 2005-01-28 | 2009-04-07 | Panasonic Corporation | Memory system |
US10134477B2 (en) | 2016-10-28 | 2018-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nonvolatile memory device detecting power noise and operating method thereof |
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