(57)【要約】【課題】電源ＩＣの動作条件を変更するとともに、マイコンを動作させたときの電圧を監視し、さらに故障診断や異常検出の信頼性を高める。【解決手段】一実施の形態に係る半導体装置は、電源電圧を生成するレギュレータ回路１１を有する電源ＩＣ１０と、電源電圧に対応する動作電圧を受けて動作するコア２１を有するマイコン２０と、診断設定信号に応じてレギュレータ回路１１及びコア２１の動作条件を変更し、電源電圧又は動作電圧を監視する電圧監視回路マイコン側電圧監視回路２２とを有する。【選択図】図１
2014130518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧を生成する電圧生成回路を有する電源装置と、
前記電源電圧に対応する動作電圧を受けて動作する動作回路を有する処理装置と、
診断設定信号に応じて前記電圧生成回路及び前記動作回路の動作条件を変更し、前記電源電圧又は前記動作電圧を監視する電圧監視回路と、
を有する半導体装置。
【請求項２】
前記電圧監視回路は前記電源装置内に設けられており、前記電源電圧を監視する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記処理装置内に設けられ、前記診断設定信号に応じて動作し負荷電流を発生させる演算回路をさらに備え、
前記動作回路は、前記処理装置内に設けられた出力回路であり、
前記出力回路は、前記診断設定信号に応じて、前記負荷電流が発生したときの前記動作電圧を電圧モニタ信号として前記電圧監視回路に出力し、
前記電圧監視回路は、前記電源電圧と前記電圧モニタ信号とを監視する請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電源装置内に設けられ、前記電圧監視回路を、前記電源電圧を監視する第１監視モードと前記電圧モニタ信号を監視する第２監視モードとに、前記診断設定信号に応じて切り替える選択回路をさらに備える請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電源装置に設けられた第１回路と、
前記処理装置から前記第１回路への第１信号が出力される第１端子をさらに備え、
前記電圧モニタ信号は、前記診断設定信号に応じて、前記第１端子を用いて前記電圧監視回路に出力される請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記動作電圧は、電源供給点から前記出力回路に供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記電源供給点から最も電圧降下が大きくなる箇所から出力される請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記出力回路は、前記演算回路からの演算結果を出力する複数の出力バッファを有し、
前記動作電圧は、電源ラインを介して前記複数の出力バッファにそれぞれ供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の出力バッファのうち、前記電源ラインのインピーダンスが最も大きい出力バッファから出力される請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記出力回路は、前記演算回路からの演算結果を出力する複数の出力バッファを有し、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の出力バッファの電圧スペックがクリティカルな箇所の前記動作電圧である請求項３に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記出力回路は、前記演算回路からの演算結果を出力する複数の出力バッファを有し、
前記動作電圧は、同一の電源ラインを介して前記複数の出力バッファにそれぞれ供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の出力バッファのうち、駆動能力が最も大きい出力バッファから出力される請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記動作回路は、前記処理装置内に設けられた演算回路であり、
前記演算回路は、前記診断設定信号に応じて動作して負荷電流を発生させた時の前記動作電圧を電圧モニタ信号として前記電圧監視回路に出力し、
前記電圧監視回路は、前記電源電圧と前記電圧モニタ信号とを監視する請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記動作電圧は、電源供給点から前記演算回路に供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記電源供給点から最も電圧降下が大きくなる箇所から出力される請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記処理装置は、複数の演算回路を備え、
前記動作電圧は、電源ラインを介して前記複数の演算回路にそれぞれ供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の演算回路のうち、から出力される請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記処理装置は、複数の演算回路を備え、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の演算回路のうち、ゲート規模、動作スピード、動作率のいずれかが他の演算回路よりも大きい演算回路に入力される動作電圧に対応する請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記電圧監視回路は前記処理装置内に設けられており、前記動作回路に入力される動作電圧を監視する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記処理装置は、複数の演算回路を備え、
前記電圧監視回路は、前記複数の演算回路に前記動作電圧をそれぞれ供給する電源ラインのうち、インピーダンスが最も大きい電源ラインの電圧を監視する請求項１４に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関し、例えば電圧監視機能を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電源ＩＣ内に、当該電源ＩＣからの出力電圧の異常を検出する電圧監視回路を設ける技術が記載されている。特許文献２には、マイコン内に、当該マイコンに入力される電圧の異常を検出する電圧監視回路を設ける技術が記載されている。電圧監視回路としては、例えば特許文献３に記載されている、基準電圧回路、コンパレータ、Ａ／Ｄコンバータ等を有するものが使用される。
【０００３】
電源ＩＣと、当該電源ＩＣからの電圧を受けて動作するマイコンを含む半導体装置では、電源ＩＣ側とマイコン側のそれぞれに電圧検出回路が設けられる場合がある。これらの電圧検出回路は、電源ＩＣ、マイコンの電圧を個別に監視、診断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６０００４号公報
【特許文献１】特開２００８−１７１０９２号公報
【特許文献１】特開２００６−２０９４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電源ＩＣにかかる電流負荷は、マイコンの動作に応じて変動する。また、電源ＩＣに設けられる出力トランジスタのドライブ能力が低下すること等により、電源ＩＣからの出力電圧が低下する。すなわち、電源ＩＣとマイコンを含む半導体装置では、電源ＩＣ側、マイコン側の電圧は、いずれも電源ＩＣとマイコンの両方の動作条件等に影響を受ける。このため、電源ＩＣの動作条件を変更するとともに、マイコンを動作させたときの電圧を監視し、さらに故障診断や異常検出の信頼性を高めることが望まれている。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態によれば、半導体装置は、入力される診断設定信号に応じて、電源装置及び処理装置の動作条件を変更し、電源装置において生成される電源電圧又は処理装置の動作に用いられる動作電圧を監視する。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、電源装置、処理装置の両方の動作条件を変更したときの電圧を監視することができ、さらに信頼性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置の他の構成を示す図である。
【図３】実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示す半導体装置におけるノードＡの好ましい態様を示す図である。
【図５】実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す図である。
【図６】図５に示す半導体装置におけるノードＡの好ましい態様を示す図である。
【図７】実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施の形態は、電源装置と当該電源装置で生成される電源電圧を受けて動作する処理装置とを含む半導体装置に関する。実施の形態に係る半導体装置は、診断設定信号に応じて、電源装置及び処理装置の動作条件を変更し、電源装置において生成される出力電圧又は処理装置の動作に用いられる動作電圧を監視・診断する。
【００１１】
これにより、電源装置、処理装置の両方の動作条件を連動して変更したときの電圧を監視し、さらに故障診断や異常検出の信頼性を高めることが可能となる。以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態1に係る半導体装置について、図１を参照して説明する。図１は、実施の形態1に係る半導体装置の構成を示す図である。図１に示すように、半導体装置１００は、電源装置である電源ＩＣ１０、処理装置であるマイコン２０の二つのＩＣチップを備えている。電源ＩＣ１０には、レギュレータ回路１１、端子Ｔ１１、Ｔ１２が設けられている。レギュレータ回路１１は、外部から供給される外部電圧に基づき電源電圧Ｖｏを生成する電圧生成回路である。レギュレータ回路１１としては、例えば、ＬＤＯ（Low Drop Out）レギュレータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いることができる。
【００１３】
レギュレータ回路１１の一例には、基準電圧発生回路、誤差増幅器、出力トランジスタ、出力電圧設定用抵抗等が含まれる。出力トランジスタのソースに外部電圧が供給され、ドレインから電源電圧Ｖｏが出力される。出力トランジスタのゲートは、誤差増幅器の出力に接続される。誤差増幅器の反転入力端子には基準電圧発生回路からの基準電圧が入力され、非反転入力端子には電源電圧Ｖｏが出力電圧設定用抵抗を介して帰還される。誤差増幅器は入力される２つの信号を比較する。この比較結果に基づいて、出力トランジスタが制御される。電源電圧Ｖｏは、電源ＩＣ１０内部の配線、パッケージ等の寄生インピーダンスＲ１を経由して端子Ｔ１１から出力される。
【００１４】
マイコン２０には、演算回路であるコア２１、マイコン側電圧監視回路２２、端子Ｔ２１、Ｔ２２が設けられている。端子Ｔ１１から出力された電圧は、電源ＩＣ１０、マイコン２０間の基板配線インピーダンスＲ２を経由して、端子Ｔ２１に入力される。また、マイコン２０は、図示しない内蔵ＲＡＭ（Random Access Memory）やメモリコントローラ等を備えている。内蔵ＲＡＭには、メモリコントローラにより外部ＲＯＭ（Read Only Memory）から転送される制御プログラムが記憶される。コア２１は、動作電圧を受けて、内蔵ＲＡＭに記憶された制御プログラムに従って、マイコン２０における処理を実行する。
【００１５】
端子Ｔ２１から入力された電圧は、マイコン２０内部の配線、パッケージ等の寄生インピーダンスＲ３を経由して、コア２１へ動作電圧として供給される。実施の形態１では、コア２１が動作電圧を受けて動作する動作回路である。コア２１は、動作電圧を受けて制御プログラムを実行する。動作電圧が供給されるノードをノードＡとする。マイコン側電圧監視回路２２はノードＡに接続されている。実施の形態１では、マイコン側電圧監視回路２２は動作電圧を監視する。
【００１６】
実施の形態１では、診断設定信号はコア２１により生成される。診断設定信号は、コア２１内のメモリに入力される。また、診断設定信号は、マイコン２０の端子Ｔ２２を介して、電源ＩＣ１０の端子Ｔ１２に入力される。端子Ｔ１２に入力された診断設定信号は、電源ＩＣ１０内のレギュレータ回路１１に入力される。
【００１７】
診断設定信号は、コア２１内の動作条件を変更するとともに、レギュレータ回路１１の動作条件を変更する。すなわち、診断設定信号は、レギュレータ回路１１とコア２１とを同時に診断モードにする。
【００１８】
コア２１の診断モードにおける動作条件としては、例えば、動作スピード、動作率等を最大とし、ノードＡに流れる電流Ｉｄｄが最大値となるように設定することができる。すなわち、診断モードでは、コア２１の動作により電源ＩＣ１０に最大電流負荷がかかる状態とする。つまり、コア２１は、診断設定信号に応じて動作し負荷電流を発生させる演算回路である。
【００１９】
レギュレータ回路１１の診断モードにおける動作条件としては、例えば、出力電流能力に関係する外部電圧や温度等を考慮し、故意に回路的に厳しい条件となるように設定することができる。例えば、ドライバ能力を削減したり、回路電流を削減して過渡応答を劣化させたり、出力電圧規格を最小値に設定したり、出力電圧判定回路の判定基準を厳しくする等が考えられる。
【００２０】
このように、実施の形態１では、電源ＩＣ１０、マイコン２０の双方にとって最も厳しい条件の組合せを同時に作り出す。マイコン側電圧監視回路２２は、診断モードにおけるノードＡの動作電圧を監視・診断する。これにより、さらに故障診断や異常検出の信頼性を高めることが可能となる。なお、レギュレータ回路１１とコア２１の診断モードにおける動作条件は一つに限るものではない。例えば、上記の様々な動作条件の組合せにより複数回の診断を行うことも可能である。
【００２１】
なお、端子Ｔ１２、Ｔ２２は、診断設定信号を出力する特定の端子であってもよく、診断設定信号と、電源ＩＣ１０内のテストレジスタやタイマー、シーケンサー等の他の回路へＩ／Ｆ信号とを、診断設定信号に基づいて切り替えて出力する兼用端子であってもよい。
【００２２】
図２は、実施の形態１に係る半導体装置の他の構成を示す図である。図２に示す半導体装置１００'では、電源ＩＣ１０内にさらに電源側電圧監視回路１２が設けられている。診断設定信号は、外部からコア２１、レギュレータ回路１１に直接入力されている。
【００２３】
図２に示す半導体装置１００'では、マイコン側電圧監視回路２２が診断モードにおけるノードＡの動作電圧を監視するとともに、電源側電圧監視回路１２が電源電圧Ｖｏを監視する。すなわち、電源ＩＣ１０、マイコン２０の双方にとって最も厳しい条件の組合せにおいて、電源ＩＣ１０、マイコン２０の診断を同時に行うことが可能となる。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態２に係る半導体装置１００Ａについて、図３を参照して説明する。図３は、半導体装置１００Ａの構成を示す図である。図３に示すように、半導体装置１００Ａは、電源ＩＣ１０Ａ、マイコン２０Ａの二つのＩＣチップを備えている。電源ＩＣ１０Ａは、レギュレータ回路１１、電源側電圧監視回路１２、ウォッチドッグタイマ１３、セレクタ１４を有している。マイコン２０Ａは、コア２１、ＩＯバッファ回路２３、セレクタ２４を有している。
【００２５】
実施の形態２では、出力回路であるＩＯバッファ回路２３の動作電圧を電源ＩＣ１０Ａ側に帰還し、電源側電圧監視回路１２により診断を行う。電源側電圧監視回路１２は、電源電圧Ｖｏの診断と、ノードＡの動作電圧の診断とを切り替えて実行する。
【００２６】
実施の形態１と同様に、レギュレータ回路１１から出力される電源電圧Ｖｏは、インピーダンスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を経由してノードＡに到達する。ノードＡの電圧は、ＩＯバッファ回路２３の動作電圧として供給される。すなわち、実施の形態２では、ＩＯバッファ回路２３が動作電圧を受けて動作する動作回路である。
【００２７】
外部からの診断設定信号は、端子Ｔ２２を介して、マイコン２０Ａのコア２１、ＩＯバッファ回路２３、セレクタ２４にそれぞれ入力される。コア２１は、診断設定信号に応じて、例えば、ノードＡに流れる電流Ｉｄｄが最大値となるように動作条件が設定される。すなわち、コア２１は診断設定信号に応じて負荷電流を発生させる。セレクタ２４は、通常動作モードではコア２１からの演算結果をＩＯバッファ回路２３に出力し、診断モードではハイレベルのＨｉ信号を固定して出力する。
【００２８】
ＩＯバッファ回路２３は、コア２１から出力される演算結果を出力する複数の出力バッファを有する。ＩＯバッファ回路２３の複数の出力バッファの内の一つは、診断モードにおいてセレクタ２４からのＨｉ信号を出力するように構成されている。図３に示す例では、出力バッファＢＵＦ１が、セレクタ２４の出力に接続されている。出力バッファＢＵＦ１は、診断モードでは動作電圧を用いてＨｉ信号を出力する。
【００２９】
すなわち、出力バッファＢＵＦ１は、診断設定信号に応じて、コア２１が動作し負荷電流が発生したときの、Ｈｉ信号を電圧モニタ信号として出力する。出力バッファＢＵＦ１以外の出力バッファは、Ｈｉ信号とローレベルのＬｏｗ信号が交互に繰り返される矩形波信号を出力する。
【００３０】
電圧モニタ信号は、端子Ｔ２３から出力され、端子Ｔ１３から電源ＩＣ１０Ａに入力される。実施の形態２では、端子Ｔ１３、Ｔ２３は、ウォッチドッグタイマ１３へ入力されるＩ／Ｆ信号と、電圧モニタ信号で兼用されている。通常動作モードでは、Ｉ／Ｆ信号が端子Ｔ２３から出力され、端子Ｔ１３を介してウォッチドッグタイマ１３に入力される。一方、診断モードでは、端子Ｔ２３から電圧モニタ信号が出力され、セレクタ１４に入力される。このように、端子を兼用することにより、電源ＩＣ１０Ａ、マイコン２０Ａに新たな専用ピンを追加することが不要となる。
【００３１】
診断設定信号は、端子Ｔ１２を介して、電源ＩＣ１０Ａのセレクタ１４の一方の入力端子に入力される。また、セレクタ１４の他方の入力端子には、レギュレータ回路１１からの電源電圧Ｖｏが入力されている。セレクタ１４は、診断設定信号に応じて、電源電圧Ｖｏを診断する第１監視モードと、電圧モニタ信号を診断する第２監視モードとを切り替える選択回路である。通常動作モードでは、セレクタ１４は電源電圧Ｖｏを電源側電圧監視回路１２に出力する。診断モードでは、セレクタ１４は電圧モニタ信号を電源側電圧監視回路１２に出力する。
【００３２】
なお、上記の実施の形態では、電源電圧Ｖｏと電圧モニタ信号とを切り替えて交互にモニタしたが、これに限定されない。例えば、電源ＩＣ１０Ａ側にコンパレータを二つ設け、一つのコンパレータで差電圧を常時モニタすることも可能である。
【００３３】
従って、電源側電圧監視回路１２は、通常動作モードにおいて電源電圧Ｖｏを監視し、診断モードにおいて電圧モニタ信号を監視する。すなわち、電源側電圧監視回路１２は、診断設定信号に応じて、電源電圧と電圧モニタ信号とを切り替えて監視する。このように、マイコン２０Ａ内の動作電圧を電源ＩＣ１０Ａ側に帰還する構成を有することにより、電源ＩＣ１０Ａ、マイコン２０Ａの電圧監視を一つの電圧監視回路で行うことが可能となる。これにより、電源ＩＣ、マイコン側それぞれに電圧監視回路が設けられる例と比較すると、コストを削減することができるとともに、チップ面積を小さくすることが可能となる。
【００３４】
また、電源ＩＣ、マイコンのそれぞれに電圧監視回路を設け、個別に電圧監視を行っている場合は、複数の電圧監視回路を設けることに起因するコスト増の問題に加え、負荷電流を発生させずに単に電圧監視のみを行っている場合、電源ＩＣ−マイコン間の基板配線インピーダンスの異常、または電源ＩＣ、マイコン内の配線等の寄生インピーダンスの異常は検出することができなかった。
【００３５】
実施の形態２では、ノードＡの動作電圧は、寄生インピーダンスＲ１、Ｒ３、基板配線インピーダンスＲ２を経由した電圧である。コア２１を動作させて負荷電流を発生させた状態では、ノードＡの電圧ＶＡは、ＶＡ＝Ｖｏ−Ｉｄｄ×（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となる。電源側電圧監視回路１２は、このノードＡの動作電圧を用いて動作する出力バッファＢＵＦ１から出力される電圧モニタ信号を監視することができる。
【００３６】
これにより、各ＩＣ内の寄生インピーダンスＲ１、Ｒ３及びＩＣ間の基板配線インピーダンスＲ２の異常を含めた診断が実現できる。診断終了後は、診断モードを解除し、コア２１、ＩＯバッファ回路２３を通常動作とする。このとき、電源側電圧監視回路１２は、レギュレータ回路１１から出力される電源電圧Ｖｏを監視する。
【００３７】
なお、実施の形態２では、ウォッチドッグタイマ１３への制御信号を出力する端子を電圧モニタ信号の出力端子に用いる例を示したが、これに限定されない。例えば、パワーコントロール信号等、電源ＩＣ１０Ａ−マイコン２０Ａ間のＩ／Ｆ信号を出力する端子であれば、いずれの端子でも電圧モニタ信号の出力端子として兼用することが可能である。端子Ｔ１３はアナログ信号とデジタル信号の両方を受けられる端子であってもよい。
【００３８】
また、診断設定信号は、ＳＰＩやＩ２Ｃ等のシリアルＩ／Ｆによるレジスタ制御でも適応できる。また、診断設定信号は外部からのみでなく、マイコン側からもしくは電源ＩＣ側からと入力ソースは限定されない。
【００３９】
ここで、図４を参照して、ノードＡの好ましい態様について説明する。図４は、図３のＩＯバッファ回路２３の構成を示している。図４に示すように、ＩＯバッファ回路２３は、複数の出力バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２、・・・、ＢＵＦｎ、ＩＯ電源供給点２６、電源ライン２７が設けられている。ＩＯバッファ回路２３には、ＩＯ電源供給点２６から、動作電圧が供給される。複数の出力バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２、・・・、ＢＵＦｎは、同一の電源ライン２７により接続されている。
【００４０】
ＩＯ電源供給点２６から供給された動作電圧は、電源ライン２７を介して、複数の出力バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２、・・・、ＢＵＦｎにそれぞれ供給される。ノードＡは、ＩＯ電源供給点２６から最も電圧降下が大きくなる箇所とする。図４に示す例では、複数の出力バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２、・・・、ＢＵＦｎのうち、当該出力バッファＢＵＦまでの電源ライン２７のインピーダンスが最も大きい出力バッファに入力される動作電圧が供給される箇所をノードＡとすることができる。すなわち、ＩＯ電源供給点２６から出力バッファまでの電源ライン２７の物理的な長さが最も長くなる出力バッファとすることができる。
【００４１】
また、ノードＡは、出力バッファの電圧スペックがクリティカルな箇所としてもよい。例えば、複数の出力バッファが接続される同一の電源ライン２７において、駆動能力が大きく、ＡＣ出力される出力バッファに入力される動作電圧が供給される箇所をノードＡとしてもよい。また、複数の出力バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２、・・・、ＢＵＦｎが接続される箇所をノードＡとすることも可能である。これにより、より厳しい条件の電圧モニタ信号を監視することが可能となり、異常検出の信頼性を高めることが可能となる。
【００４２】
実施の形態３．
実施の形態３に係る半導体装置について、図５を参照して説明する。図５は、実施の形態３に係る半導体装置１００Ｂの構成を示す図である。図５に示すように、半導体装置１００Ｂは、電源ＩＣ１０Ｂ、マイコン２０Ｂの二つのＩＣチップを備えている。電源ＩＣ１０Ｂは、レギュレータ回路１１、電源側電圧監視回路１２、セレクタ１４を有している。マイコン２０Ａは、コア２１、セレクタ２４、内部回路２５を有している。
【００４３】
実施の形態３は、コア２１の動作電圧（ノードＡの電圧）を電圧モニタ信号として電源ＩＣ１０Ａ側に帰還し、電源側電圧監視回路１２により診断を行う。電源側電圧監視回路１２は、電源電圧Ｖｏの診断と、ノードＡの動作電圧の診断とを切り替えて実行する。
【００４４】
実施の形態１と同様に、レギュレータ回路１１から出力される電源電圧Ｖｏは、インピーダンスＲ１、Ｒ２、Ｒ３を経由してノードＡに到達する。ノードＡの電圧は、コア２１の動作電圧として供給される。すなわち、実施の形態３では、コア２１が動作電圧を受けて動作する動作回路である。この動作電圧は、セレクタ２４の一方の入力端子に入力される。
【００４５】
内部回路２５は、ＤＡコンバータやＯＰＡＭＰ等のアナログ信号を出力する回路である。内部回路２５が出力するアナログ信号は、セレクタ２４の他方の入力端子に入力される。端子Ｔ２３は、内部回路２５からのアナログ信号を出力する端子である。実施の形態３では、端子Ｔ２３を内部回路２５からのアナログ信号と電圧モニタ信号とで兼用している。このように、端子を兼用することにより、新たな専用ピンを追加することが不要となる。
【００４６】
外部からの診断設定信号は、端子Ｔ２２を介して、マイコン２０Ａのコア２１、セレクタ２４にそれぞれ入力される。コア２１は、診断設定信号に応じて、例えば、ノードＡに流れる電流Ｉｄｄが最大値となるように動作条件が設定され、負荷電流を発生させる。セレクタ２４は、通常動作モードでは内部回路２５からのアナログ信号を出力し、診断モードでは電圧モニタ信号を出力する。内部回路２５からのアナログ信号は外部出力される。
【００４７】
電源ＩＣ１０Ｂの端子Ｔ１３は、診断モードでは電圧モニタ信号を受けるが、通常動作モードではハイインピーダンスとし、内部回路２５の出力に影響を与えないように制御される。なお、実施の形態２と同様に、診断設定信号は、ＳＰＩやＩ２Ｃ等のシリアルＩ／Ｆによるレジスタ制御でも適応できる。また、診断設定信号は外部からのみでなく、マイコン側からもしくは電源ＩＣ側からと入力ソースは限定されない。
【００４８】
診断設定信号は、端子Ｔ１２を介して、セレクタ１４の一方の入力端子に入力される。また、セレクタ１４には、レギュレータ回路１１からの電源電圧Ｖｏが入力されている。実施の形態２と同様に、セレクタ１４は、通常動作モードでは電源電圧Ｖｏを出力し、診断モードでは、電圧モニタ信号を出力する。電源側電圧監視回路１２は、診断設定信号に応じて、電源電圧Ｖｏと電圧モニタ信号とを切り替えて監視することができる。
【００４９】
このように実施の形態３では、マイコン２０Ｂ側に電圧監視回路を設けることなく、これを構成するコンパレータ回路、基準電圧生成回路、ＡＤコンバータ等を不要とすることが可能となる。これにより、コストを削減することができるとともに、チップ面積を小さくすることが可能となる。また、コア２１を診断設定信号に応じて動作させ、負荷電流が発生した状態で、電圧モニタ信号を診断することにより、各ＩＣ内の寄生インピーダンスＲ１、Ｒ３及びＩＣ間の基板配線インピーダンスＲ２の異常を含めた診断が実現できる。
【００５０】
ここで、図６を参照して、ノードＡの好ましい態様について説明する。図６は、図５に示す半導体装置の一部の他の構成例を示す図である。図６に示す例では、複数のコア２１Ａ、２１Ｂが設けられている。各コア２１Ａ、２１Ｂには、コア電源供給点２８から電源ライン２７を介して動作電圧が供給されている。
【００５１】
ノードＡは、コア電源供給点２８から最も電圧降下が大きくなる箇所とする。図６に示す例では、複数のコア２１Ａ、２１Ｂのうち、当該コアまでの電源ライン２７のインピーダンスが最も大きいコア２１Ｂの動作電圧が供給される箇所をノードＡとすることができる。すなわち、コア電源供給点２８からコアまでの電源ライン２７の物理的な長さが最も長くなるコア２１Ｂとすることができる。
【００５２】
また、ノードＡは、コアの電圧スペックがクリティカルな箇所としてもよい。例えば、複数のコアのうち、ゲート規模、動作スピード、動作率のいずれかが他のコアよりも高いコアに入力される動作電圧が供給される箇所をノードＡとしてもよい。これにより、より厳しい条件の電圧モニタ信号を監視することが可能となり、異常検出の信頼性を高めることが可能となる。なお、このノードＡの選定方法は、実施の形態１と組み合わせることも可能である。
【００５３】
実施の形態４．
実施の形態４に係る半導体装置について、図７を参照して説明する。図７は、実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す図である。実施の形態４は、一つの電源ＩＣ１０ａで、複数のマイコン２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎの動作電圧を診断する例である。電源ＩＣ１０ａ、マイコン２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎの構成は、実施の形態２において説明した電源ＩＣ１０Ａ、マイコン２０Ａそれぞれ同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
電源ＩＣ１０ａには、各マイコン２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎの個数に合わせて、各マイコンからの動作モニタ信号をそれぞれ受信するための複数の端子Ｔ１３、Ｔ１４、・・・が設けられている。外部から入力される診断設定信号により、マイコン２０ａ、２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎと順次診断を行うことができる。
【００５５】
このような構成により、診断対象となる全てのマイコン２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎから電圧監視回路を完全に削除することが可能となる。また、各コア２１ａ、２１ｂ、・・・、２１ｎを動作させて負荷電流を発生させた状態で診断を行うことにより、各マイコン内のインピーダンスを含めた診断が可能となる。なお、マイコン２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎは、実施の形態２に示した例に限られず、実施の形態３に示したマイコン２０Ｂを用いることも可能である。
【００５６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５７】
１０  電源ＩＣ
１０Ａ、１０Ｂ  電源ＩＣ
１０ａ  電源ＩＣ
１１  レギュレータ回路
１２  電源側電圧監視回路
１３  ウォッチドッグタイマ
１４  セレクタ
２０  マイコン
２０Ａ、２０Ｂ  マイコン
２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎ  マイコン
２１ａ、２１ｂ、・・・、２１ｎ  コア
２１  コア
２１Ａ、２１Ｂ  コア
２２  マイコン側電圧監視回路
２３  ＩＯバッファ回路
２４  セレクタ
２５  内部回路
２６  ＩＯ電源供給点
２７  電源ライン
２８  コア電源供給点
１００  半導体装置
１００'、１００Ａ、１００Ｂ  半導体装置
Ｖｏ  電源電圧
Ａ  ノード
Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３  端子
Ｒ１  寄生インピーダンス
Ｒ２  基板配線インピーダンス
Ｒ３  寄生インピーダンス
ＢＵＦ  出力バッファ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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