JPS6145352A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS6145352A
JPS6145352A JP59166381A JP16638184A JPS6145352A JP S6145352 A JPS6145352 A JP S6145352A JP 59166381 A JP59166381 A JP 59166381A JP 16638184 A JP16638184 A JP 16638184A JP S6145352 A JPS6145352 A JP S6145352A
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JP
Japan
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circuit
power supply
capacitor
supply voltage
supplied
Prior art date
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Pending
Application number
JP59166381A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Tsuji
辻 光男
Kenji Horiuchi
健二 堀内
Kenzo Funatsu
舟津 健三
Toru Ishida
徹 石田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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】 〔技術分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例え
ば、情報処理のためのプログラムが格納されるROM 
(リード・オンリー・メモリ)がEPROMにより構成
された1チツプのマイクロコンピュータに利用して有効
な技術に関するものである。
〔背景技術〕
1チツプのマイクロコンピュータにあっては、内蔵のR
OMに書込まれたプログラムに従って所定の情報処理を
行うものである0本願発明者等にあっては、この発明に
先立って上記内蔵ROMとしてEPROM(エレクト、
リカリ・プログラマブル・リード・オンリー・メモリ)
を利用することを考えた。このようにEPROMを用い
ることによって、ユーザーが希望する情報処理機能を持
った1チツプのマイクロコンピュータを逸早く提供でき
るとともにffl産性の向上を図ることができるものと
なる。すなわち、上記内蔵ROMとしてマスク型ROM
を用いると、そのプログラム書き込みのための各種マス
クの製造、及びその製造に時間を費やしてしまうからで
ある。
上記EPROMは、その動作下限電圧が約3.5Vと比
較的高い電圧であるのに対して、マイクロプロセッサ等
の他の回路の動作下限電圧は約2v程度と比較的低い電
圧である。したがって、マイクロプロセッサが情報処理
動作を停止している間に、電源電圧を低くしてその電流
消費を低減させる機能を付加しようする場合、上記動作
下限電圧が高いEPROMによって、電源電圧を十分低
くできない、また、外部端子から供給される電源電圧を
切り換えるのは、電源装置が複雑になってしまうという
問題が生じる。
なお、HFROMに関しては、例えば特開昭54−15
2933号公報があり、lチップのマイクロコンビエー
タに関しては、例えば■日立製作所昭和58年9月発行
「日立マイクロコンピュータ デ、−タブツク 8ビツ
トシングルチツプJがある・ 〔発明の目的〕 この発明の目的は、内部回路の動作電源電圧を可変とす
る可変電源回路を内蔵した半導体集積回路装置を提供す
ることにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明IIIIIFの記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわぢ、り・「ミング信号により相捕的に動作させら
れる第1のスイッチMOS F ETを介して外部端子
から供給された電源電圧にチャージアップされたキャパ
シタC1のチャージを第2のスイッチMOS F ET
を介して演算増幅回路の非反転入力に供給し、この演算
増幅回路の非反転入力と出力との間に設けられたキャパ
シタC2に選択的に並列形態に結合させるキャパシタC
3を設けて、その合成容ffl値を変化させることによ
り内部論理回路に供給する電源電圧を切り換えるように
するものである。
〔実施例〕
第1図には、この発明が通用された1チツプマイクロコ
ンピユータの一実施例のブロック図が示されている。
同図において、破線で囲まれた部分は集積回路LSIで
あり、ここに形成された各回路ブロックは、全体として
1チツプマイクロコンピユータを構成しており、公知の
半導体集積回路の製造技術によってシリコンのにうな1
個の半導体基板上において形成される。
記号CP tJで示されているのは、マイクロプロセッ
サであり、その主要構成ブロックが代表として例示的に
示されている。
Aはアキュムレータ、Xはインデックスレジスタ、CC
はコンディションコードレジスタ、SPはスタックポイ
ンタ、PCI、PCLはプログラムカウンタ、CPU−
C0NTはCPUコントローラ、ALUは算術論理演算
ユニットである。
このようなマイクロプロセッサCPUの構成は、例えば
、−オーム社から昭和53年4月10に発行すしたrマ
イクロコンピュータの基礎1矢田光治著によって公知で
あるので、その詳細な説明を省略する。
記号I10で示されているのは、入出力ポートであり、
その内部にデータ伝送方向レジスタを含んでいる。また
、記号Iで示されているのは、入力専用ボートである。
記号O8Cで示されているのは、発振回路であり、特に
制限されないが、外付される水晶振動子Xtalを利用
して高精度の基準周波数信号を形成する。この基準周波
数信号により、マイクロプロセッサCPUにおいて必要
とされるクロックパルスが形成される。また、上記基準
周波数fa号は、タイマーの基準時間パルスとしても用
いられる。
このタイマーは、カウンタC0UT、プリスケーラPR
及びコントローラC0NTとによって構成される。
記号RAMで示されているのは、ランダム・アクセス・
メモリであり、主として一時データの記憶回路として用
いられる。
記号EPROMで示されているのは、エレクトリカリ・
プログラマブル・リード・オンリー・メモリであり、各
種情報処理のためのプログラムが書込まれる。
以上の各回路ブロックは、マイクロプロセッサCPUを
中心としバスBUSによって相互に接続されている。こ
のバスB USには、データバスとアドレスバスとが含
まれるものである。なお、上記バスBUSの内、アドレ
スバスADDは、外部端子に結合されている。
この実施例のマイクロコンピュータにおいては、その下
限動作電圧が比較的高い上記E F ROM、を用いる
ことから、上記E F ROMを除くマイクロプロセッ
サCPU等他の回路に供給する電源電圧Vcc”を形成
する可変電源回路PWが設けられる。
この可変電源回路pwは、上記動作下限電圧が比較的低
い各回路ブロックでの電流消費を小さくするため、マイ
クロプロセッサCPUが何もti44処理動作を行わな
い停止状態又はスタンバイ状態において、外部端子から
供給される電源電圧の電圧をレベルシフトさせた低電源
電圧を形成してこれらの各回路に供給するものである。
なお、情報処理動作にあっては、上記可変電源回路PW
は、上記各回路ブロックの動作速度を速(するため、外
部端子から供給されたffi源電圧Vccとほり同じ電
圧を形成して上記各回路ブロックに供給するものである
第2図には、上記可変電源回路pwの−・実施例の回路
図が示されている。
この実施例においで、同図の各回路素子は、第1図に示
した他の回路ブロックとともに、公知のM OS集積回
路の製造技術によって、特に制限されないが、単結晶シ
リコンのような1個の半導体基板上において形成される
外部端子から供給された電源電圧Vccは、タイミング
(m号φにより制御される伝送デー)MOSFETQI
を介してキャパシタC1に供給される。
このキャパシタC1の他端は、回路の接地電位点に結合
される。上記(−ヤパシタC1の保持電圧(チャージ)
は、上記タイミング信号φと逆相のタイミング信号φに
より制御される伝送ゲートMOSFETQ2を介して演
算増幅回路OPの非反転入力(+)に供給される。この
演算増幅回路OPの反転入力(−)は、回路の接地電位
点に接続される。上記演算増幅回路OPの非反転入力(
+)と出力端子との間には、キャパシタC2が設けられ
る。このキャパシタC2には、伝送デー1− M O3
F E ’I’ Q 3を介してキャパシタC3が選択
的に並列形態に接続される。上記伝送デー)MOSFE
TQ3のゲートは、特に制限されないが、マイクロブC
1七ツサCPUの動作を制御するためのストップ制御信
号STPとスタンバイ側御信号STBとを受けるノア(
NOR)ゲート回路Gの出力に結合される。上記演算増
幅回路OPの出力端子から得られた出力電圧Vcc’ 
は、上記EPROMを除くマイクロプロセッサCPυ等
の各回路ブロックの電源電圧として送出される。特に制
限されないが、上記伝送デー1−M03FETQI〜Q
3はPチャンネルMOS F ETにより構成される。
特に制限されないが、マイクロプロセッサCPυのスト
ップ状態又はスタンバイ1に態での電源電圧Vcc″を
Vr、c/2の電圧にする場合、上記キャパシタC1−
C5の容量値は共に等しく形成される。
この実施例回路の動作を次に説明する。
通常の動作状態では、上記ストップ制御信号STPとス
タンバイ制御信号S ’r Bは、ロウレベル(論理“
O”)にされるので、ノアゲート回路Gの出力は、論理
“1”のハイレベルにされる。これによってPチャンネ
ル型のスイッチMOSFETQ3はオフ状態にされる。
したがって、演算増幅回路opの非反転入力(+)と出
力端子間にはキャパシタC2のみが接続される。
タイミング信号φがロウレベルの期間に伝送ゲートMO
SFETQIはオン状態にされ、キャパシタC1を電源
電圧Vccにチャージアップさせる。
次に、タイミング信号φがハイレベルになり、逆相のタ
イミング信号φがロウレベルにされる期間では、伝送ゲ
ートM OS F E TQ 1はオフ状態に伝送デー
1−M03FETQ2はオン状態にそれぞれ切り換えら
れる。これにより、上記キャパシタC1にチャージアッ
プされた電荷がキャパシタC1とキャパシタC2に伝え
られる。上記のようにその容量比が1:1に設定されて
いるので、出力電圧Vcc’ は、電源電圧Vccとほ
り同じ電圧にされる。
次に、ストップ制御信号STP又はスタンバイ制fM信
’V S T Bがロウレベルハ・fレベル(iMI 
ff“11)にされるマ・fクロプロセッサCPUのス
トップ状態又はスタンバイ状態では、上記ノアゲート回
路Gの出力がロウレベルにされる。これにより、スイッ
チMO5FE”TQ3はオン状態にされる。したがう°
ζ、キャパシタC2にキャパシタC3が並列形態に接続
されるから、演算iJt、幅回路OPの非反転入力(+
)と出力端子との間に設けられるキャパシタC2,C3
による合成容量値は、キャパシタC1の2倍の容量値に
される。
この状態では、入力側の容ftc1と出力αりの容量(
C2+C3)の容量比がl:2にされるから、出力電圧
Vcc’ はfi[電圧Vccのは一゛vcc/2にさ
れる。例えば、電源電圧Vccが5vの場合、上記スト
ップ状態又はスタンバイ状態の時にはマイクロプロセッ
サCPU等の回路ブロックの電源電圧Vcc’はVcc
/2の約2.5v程度にされる。なお、上記EPROM
は、上記電源電圧Vccが上記ストップ状態又はスタン
バイ状態に無関係にそのまま供給されるものである。こ
れによって、上記マイクロプロセッサCPUが動作を開
始した時に、直ちにE P ROMの読み出しが可能に
なるものである。
〔効 果〕
(1)演算増幅回路の非反転入力側に設けられたキャパ
シタと、非反転入力と出力側に設けられたキャパシタと
の容量比を選択的に切り換えることによ7て可変電源[
圧を形成して内部回路に供給・する。
これにより、半導体集積回路装置の外部から(ハ給する
電源電圧を一定にしておいて、内部で形成した制御信号
により上記容量比の切り換えを行うことによって、その
動作を行わない回路の電流消費量を低減させることがで
きるという効果が得られる。
(2)上記(1)により、その下限動作電圧に応じて選
択的に内部回路に対して上記可変電源回路によるパワー
ダウンモードを行わせることができるという効果が得ら
れる。
(3)上記(2)により、EPROM内蔵の1チツプマ
イクロコンピユータにおいては、EPROMを除(他の
回路のみを可変電源回路により形成した電源電圧で動作
させてパワーダウンモードにできるから、再起動の時に
ただちにEPROMの読み出し動作、言い換えるならば
、その書き込まれたプログラムの実行を行うことができ
るという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、第2図の実施
例回路において、入力側に設けられるキャパシタの容量
値を切り換えるものであってもよい、すなわち、上記第
2図の実施例のようにはゾVcc/2の電圧Vcc’を
形成する場合、キャパシタC1に選択的に同じ容量値の
容量を直列形態に接続して合成容量値を出力側キャパシ
タC2の容量値の1/2にすることができるものである
また、伝送ゲートMOSFETは、NチャンネルMOS
FETを用いるもの、又はNチャンネルMOSFETと
PチャンネルMOSFETとを組み合わせた相補型回路
を用いるもの等種々の実施例形態を採ることができるも
のである。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本願発明をその背景となったE
PROM内蔵の1チツプマイクロコンビエータに適用し
た場合を説明したが、この発明はこれに限定されるもの
でなく、その動作が制御信号によって選択的に動作停止
ないしスタンバイ状態にされる内部論理回路を含む半導
体集積回路装置に広く利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明が通用された1チフプマイクロコン
ピユータの一実施例を示すブロック図、第2図は、その
可変電源回路の一実施例を示す回路図である。 LSI・・集積回路、CPU・・マイクロプロセッサ、
CPU−C0NT・・CPUコントローラ、ALU・・
算術論理演算ユニット、A・・アキエム1ノ・−タ、X
・・インデックスレジスタ、CC・・、7ンデイシヨン
コードレジスタ、SP・・スタックボ・fンク、PCH
,Pct、・・プログラムカウンタ、RAM・・ラング
・アクセス・メモリ、E P I? O?l・・エレク
トリカリ・プログラマブル・リード・オンリ・−・メモ
リ、Ilo・・−人出力ポート、■・・入力専用ボート
、OSC・・発振回路、COU T・・カウンタ、t:
 Q N T・・コントローラ、り11・・プリスケ・
−ラ、1うUS・・バス、PW・・可変電源回路 j℃理大人弁理士高検 明夫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、タイミング信号により相補的に動作させられる第1
    、第2のスイッチMOSFETと、上記第1のスイッチ
    MOSFETを介して電源電圧にチャージアップされる
    キャパシタC1と、上記キャパシタC1のチャージが上
    記第2のスイッチMOSFETを介して非反転入力に供
    給された演算増幅回路と、この演算増幅回路の非反転入
    力と出力との間に設けられたキャパシタC2と、上記キ
    ャパシタC1又はキャパシタC2に対して所定の制御信
    号により制御されるスイッチMOSFETによって選択
    的に直列形態又は並列形態にされるキャパシタC3とを
    含み、上記演算増幅回路の出力端子から内部論理回路に
    供給する電源電圧を形成する可変電源回路を含むことを
    特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記半導体集積回路装置は、外部端子から供給され
    た電源電圧により動作状態にされる比較的高い動作下限
    電圧の第1の回路ブロックと、比較的低い動作下限電圧
    の第1の回路ブロックとを有し、第1の回路ブロックは
    上記外部端子から供給された電源電圧により動作状態に
    され、上記第2の回路ブロックは上記可変電源回路によ
    り形成された電圧により動作状態にされるものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積
    回路装置。 3、上記半導体集積回路装置は、1チップのマイクロコ
    ンピュータであり、上記第1の回路ブロックは情報処理
    プログラムが書き込まれるEPROMであり、第2の回
    路ブロックはマイクロプロセッサであるとともに、上記
    可変電源回路は動作停止制御信号によりキャパシタC3
    を接続するスイッチMOSFETがオフ状態にされるも
    のであることを特徴とする特許請求の範囲第1又は第2
    項記載の半導体集積回路装置。
JP59166381A 1984-08-10 1984-08-10 半導体集積回路装置 Pending JPS6145352A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01306951A (ja) * 1988-06-03 1989-12-11 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JP2000216342A (ja) * 1999-01-21 2000-08-04 Mitsubishi Electric Corp 集積回路チップおよびその未使用パッドの処理方法
CN1070204C (zh) * 1995-01-18 2001-08-29 中国科学院长春应用化学研究所 聚酰亚胺及其前体溶液的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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