(57)【要約】【課題】  ＬＳＩ内部の機能ブロックを電源遮断技術によって停止させた場合、停止中の機能ブロックに接続する配線を利用して電源、ＧＮＤを供給する。【解決手段】  停止中の機能ブロック１６の出力部分と、機能ブロック１６からの出力信号を受け入れる動作中の機能ブロック１７の入力部分に、電源、ＧＮＤとブロック間配線１８の導通、遮断を行うトランジスタで構成された切替え器１９，２０を設けることで、停止中の機能ブロック１６が接続される既存の配線を電源、ＧＮＤとして使用する。【選択図】  図２
2006261201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常動作と機能停止を行う機構を有する第一の機能ブロックと、前記第一の機能ブロックとブロック間配線により接続された第二の機能ブロックとを備え、前記ブロック間配線の用途を、前記第一の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときに電源線にそれぞれ切替える切替え部を設けたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
通常動作と機能停止を行う機構を有する第一の機能ブロックと、前記第一の機能ブロックとブロック間配線により接続された第二の機能ブロックとを備え、前記ブロック間配線の用途を、前記第一の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときにＧＮＤ線にそれぞれ切替える切替え部を設けたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項３】
通常動作と機能停止を行う機構を有する第三の機能ブロックと、前記第二の機能ブロックと前記第三の機能ブロックとを接続する別のブロック間配線とを備え、前記第一の機能ブロックと前記第三の機能ブロックが同時に同じ動作をしない構成であり、かつ、前記別のブロック間配線の用途を、前記第三の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときに電源線にそれぞれ切替える切替え部を設けた請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項４】
通常動作と機能停止を行う機構を有する第三の機能ブロックと、前記第二の機能ブロックと前記第三の機能ブロックとを接続する別のブロック間配線とを備え、前記第一の機能ブロックと前記第三の機能ブロックが同時に同じ動作をしない構成であり、かつ、前記別のブロック間配線の用途を、前記第三の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときにＧＮＤ線にそれぞれ切替える切替え部を設けた請求項２記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記切替え部は、ＰチャネルもしくはＮチャネルトランジスタで構成される請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記切替え部は、前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックへの出力論理回路を有し、出力信号を固定するための論理回路を前記出力論理回路に搭載した請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路。
【請求項７】
前記出力論理回路は論理にインバータを含み、前記出力信号を固定するための論理回路は、前記第一の機能ブロックが機能停止状態であることを示すスタンバイ信号と、前記第一の機能ブロックの内部回路から出力される出力信号との間で選択された信号を前記インバータのゲートに入力する請求項６記載の半導体集積回路。
【請求項８】
前記第一の機能ブロックが機能停止状態のときに電源遮断する請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記第一の機能ブロックと前記第二の機能ブロック間が負論理で動作し、かつ、前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対して供給される電源を前記第二の機能ブロックの入力信号として使用することにより前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対する入力信号を非活性状態にする請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
前記第一の機能ブロックと前記第二の機能ブロック間が正論理で動作し、かつ、前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対して供給されるＧＮＤを前記第二の機能ブロックの入力信号として使用することにより前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対する入力信号を非活性状態にする請求項２記載の半導体集積回路。
【請求項１１】
前記第二の機能ブロックが使用する電源よりも高い電圧をＰチャネルトランジスタのソース側に供給する請求項５記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源遮断技術を用いた半導体集積回路装置の信号配線の利用効率向上を図る半導体集積回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の既存信号端子利用技術を図９、図１０を用いて説明する。
【０００３】
図９は電源端子として、または入力、出力、入出力用の信号端子として使用する兼用端子７、グランド電位を供給するＧＮＤ端子２電源電位を供給するＶＤＤ端子３、ＬＳＩ内部に配線され、ＬＳＩ内部にＧＮＤ電位を供給するＬＳＩ内部ＧＮＤ線４、ＬＳＩ内部に配線され、ＬＳＩ内部に電源電位を供給するＬＳＩ内部電源線５、兼用端子７のうちの入力端子として使用された端子からデータを受けとり、データを処理した結果を、兼用端子７のうちの出力端子として使用された端子に出力するＬＳＩ内部回路６、兼用端子７からＬＳＩ内部ＧＮＤ線４またはＬＳＩ内部電源線５にＧＮＤレベルまたは電源レベルの電位を供給することを選択できる選択回路８で構成されるＬＳＩ１である。
【０００４】
図９に示すＬＳＩの基本動作は次の通りである。まずＧＮＤ端子２およびＶＤＤ端子３はＬＳＩが動作するための最低限のＧＮＤレベル、ＶＤＤレベルの電位を供給し、システムとしてＬＳＩの動作速度が低くても良い場合などＬＳＩの動作に余裕がある場合は、ＧＮＤ端子２及びＶＤＤ端子３のみを電源端子として使用し、他の兼用端子７は後述の手段により全て入力、出力、入出力用の信号端子に切替えて使用する。また、システムとしてＬＳＩの動作速度が高くなければならない場合など、ＧＮＤ端子２及ＶＤＤ端子３のみではＬＳＩの動作に余裕のない場合は、兼用端子７のうち、ＶＤＤ端子として必要なものを選択回路８に設定することにより、選択された兼用端子７を電源端子として使用し、これとＧＮＤ端子２、ＶＤＤ端子３からＬＳＩの動作に必要なＧＮＤレベル、電源レベルの電位を供給する。ＶＤＤ端子として使用されないほかの兼用端子７は入力、出力、入出力用の信号端子として使用される。
【０００５】
これにより、システムに応じてＶＤＤ端子、入力、出力、入出力用の信号端子の数を最適にすることができ、また、兼用端子７のどの端子を電源端子とするかにより、システムに応じた電源端子の配置を行うことができる。
【０００６】
兼用端子の切替え手段の構成を図１０に示す。図中、ＬＳＩ内部ＧＮＤ線４およびＬＳＩ内部電源線５は図１に示したものと同一である。９はＭＯＳ型Ｐチャネルトランジスタであり、ソースがＬＳＩ内部電源線５、ゲートが内部出力線１３、ドレインが外部出力線１４にそれぞれ接続されている。１０はＭＯＳ型Ｎチャネルトランジスタであり、ソースがＬＳＩ内部ＧＮＤ線４、ゲートが内部出力線１３、ドレインが外部出力線１４にそれぞれ接続されている。１１はＭＯＳ型Ｐチャネルトランジスタであり、ソース及びゲートがＬＳＩ内部電源線５、ドレインが外部出力線１４にそれぞれ接続された保護Ｐチャネルトランジスタである。１２はＭＯＳ型Ｎチャネルトランジスタであり、ソース及びゲートがＬＳＩ内部ＧＮＤ線４、ドレインが外部出力線１４にそれぞれ接続された保護Ｎチャネルトランジスタである。出力Ｐチャネルトランジスタ９、保護Ｐチャネルトランジスタ１１、及び出力Ｎチャネルトランジスタ１０、保護Ｎチャネルトランジスタ１２はそれぞれ選択回路８を構成し、またこれら全体として切替え回路１５を構成している。なお、ＬＳＩ内部回路６から導かれた内部出力線１３は出力Ｐチャネルトランジスタ９及び出力Ｎチャネルトランジスタ１０に接続されて外部出力線１４に接続するデータを決定しており、この外部出力線１４は兼用端子７に接続される。
【０００７】
兼用端子を信号線として用いる場合、出力Ｐチャネルトランジスタ９および出力Ｎチャネルトランジスタ１０が内部出力線１３の値を兼用端子７に反転して伝達する。
【０００８】
兼用端子を電源端子として使用する場合、内部出力線１３にＬｏｗレベルを与えて、外部出力線１４をＨｉｇｈレベルにし、兼用端子７より保護Ｐチャネルトランジスタ１１がオンするだけの電圧を与える。これにより、保護Ｐチャネルトランジスタ１１を介してＬＳＩ内部電源線５に電圧を供給する。
【０００９】
兼用端子７をＧＮＤ端子として使用する場合、内部出力線１３にＨｉｇｈレベルを与えて外部出力線１４をＬｏｗレベルにし、兼用端子７より保護Ｎチャネルトランジスタ１２がオンするだけの電圧を与える。これにより、保護Ｎチャネルトランジスタ１２を介してＬＳＩ内部ＧＮＤ線に電圧を供給する。といったものが挙げられる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−７４３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の技術はＬＳＩのＩＯ部分においてのみ有効な技術であり、また兼用端子に対して外部から電圧を与えることが必要であるため、従来技術ではＬＳＩ内部のブロック端子を兼用端子に設定することができない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、ＬＳＩ内部の機能ブロックを停止させた場合、停止中の機能ブロックに接続する配線を利用して電源、ＧＮＤを供給することができる半導体集積回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の半導体集積回路は、通常動作と機能停止を行う機構を有する第一の機能ブロックと、前記第一の機能ブロックとブロック間配線により接続された第二の機能ブロックとを備え、前記ブロック間配線の用途を、前記第一の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときに電源線にそれぞれ切替える切替え部を設けた。
【００１３】
請求項２記載の半導体集積回路は、通常動作と機能停止を行う機構を有する第一の機能ブロックと、前記第一の機能ブロックとブロック間配線により接続された第二の機能ブロックとを備え、前記ブロック間配線の用途を、前記第一の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときにＧＮＤ線にそれぞれ切替える切替え部を設けた。
【００１４】
請求項３記載の半導体集積回路は、請求項１記載の半導体集積回路において、通常動作と機能停止を行う機構を有する第三の機能ブロックと、前記第二の機能ブロックと前記第三の機能ブロックとを接続する別のブロック間配線とを備え、前記第一の機能ブロックと前記第三の機能ブロックが同時に同じ動作をしない構成であり、かつ、前記別のブロック間配線の用途を、前記第三の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときに電源線にそれぞれ切替える切替え部を設けた。
【００１５】
請求項４記載の半導体集積回路は、請求項２記載の半導体集積回路において、通常動作と機能停止を行う機構を有する第三の機能ブロックと、前記第二の機能ブロックと前記第三の機能ブロックとを接続する別のブロック間配線とを備え、前記第一の機能ブロックと前記第三の機能ブロックが同時に同じ動作をしない構成であり、かつ、前記別のブロック間配線の用途を、前記第三の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときにＧＮＤ線にそれぞれ切替える切替え部を設けた。
【００１６】
請求項５記載の半導体集積回路は、請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路において、前記切替え部は、ＰチャネルもしくはＮチャネルトランジスタで構成される。
【００１７】
請求項６記載の半導体集積回路は、請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路において、前記切替え部は、前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックへの出力論理回路を有し、出力信号を固定するための論理回路を前記出力論理回路に搭載した。
【００１８】
請求項７記載の半導体集積回路は、請求項６記載の半導体集積回路において、前記出力論理回路は論理にインバータを含み、前記出力信号を固定するための論理回路は、前記第一の機能ブロックが機能停止状態であることを示すスタンバイ信号と、前記第一の機能ブロックの内部回路から出力される出力信号との間で選択された信号を前記インバータのゲートに入力する。
【００１９】
請求項８記載の半導体集積回路は、請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路において、前記第一の機能ブロックが機能停止状態のときに電源遮断する。
【００２０】
請求項９記載の半導体集積回路は、請求項１記載の半導体集積回路において、前記第一の機能ブロックと前記第二の機能ブロック間が負論理で動作し、かつ、前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対して供給される電源を前記第二の機能ブロックの入力信号として使用することにより前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対する入力信号を非活性状態にする。
【００２１】
請求項１０記載の半導体集積回路は、請求項２記載の半導体集積回路において、前記第一の機能ブロックと前記第二の機能ブロック間が正論理で動作し、かつ、前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対して供給されるＧＮＤを前記第二の機能ブロックの入力信号として使用することにより前記第一の機能ブロックが電源遮断時に前記第一の機能ブロックから前記第二の機能ブロックに対する入力信号を非活性状態にする。
【００２２】
請求項１１記載の半導体集積回路は、請求項５記載の半導体集積回路において、前記第二の機能ブロックが使用する電源よりも高い電圧をＰチャネルトランジスタのソース側に供給する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１記載の半導体集積回路によれば、ブロック間配線の用途を、第一の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときに電源線にそれぞれ切替える切替え部を設けたので、電源遮断等によって停止中の機能ブロックに接続している内部配線を電源として使用することができる。このため、新たな電源配線をＬＳＩ内部に設けることなく電圧降下を抑制することができる。
【００２４】
本発明の請求項２記載の半導体集積回路によれば、ブロック間配線の用途を、第一の機能ブロックが通常動作のときに信号線、機能停止状態のときにＧＮＤ線にそれぞれ切替える切替え部を設けたので、電源遮断等によって停止中の機能ブロックに接続している内部配線をＧＮＤとして使用することができる。このため、新たなＧＮＤ配線をＬＳＩ内部に設けることなく電圧降下を抑制することができる。
【００２５】
請求項３では、３つの機能ブロックが接続されており、第一の機能ブロックと第三の機能ブロックのうち常にいずれか一方が停止する構成の場合、本発明を用いて第一の機能ブロック−第二の機能ブロック間と第二の機能ブロック−第三の機能ブロック間のブロック間配線の用途を電源に切替えることによって第二の機能ブロックの電圧降下を抑制することができる。
【００２６】
請求項４では、３つの機能ブロックが接続されており、第一の機能ブロックと第三の機能ブロックのうち常にいずれか一方が停止する構成の場合、本発明を用いて第一の機能ブロック−第二の機能ブロック間と第二の機能ブロック−第三の機能ブロック間のブロック間配線の用途をＧＮＤに切替えることによって第二の機能ブロックのＧＮＤの昇圧を抑制することができる。
【００２７】
請求項５では、請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路において、切替え部は、ＰチャネルもしくはＮチャネルトランジスタで構成されることが好ましい。
【００２８】
請求項６では、切替え部は、第一の機能ブロックから第二の機能ブロックへの出力論理回路を有し、出力信号を固定するための論理回路を出力論理回路に搭載したので、第一の機能ブロックが有する既存の論理回路を利用してブロック間配線をＨｉｇｈまたはＬｏｗに固定することができる。
【００２９】
請求項７では、請求項６記載の半導体集積回路において、出力論理回路は論理にインバータを含み、出力信号を固定するための論理回路は、第一の機能ブロックが機能停止状態であることを示すスタンバイ信号と、第一の機能ブロックの内部回路から出力される出力信号との間で選択された信号をインバータのゲートに入力することで請求項６の効果が得られる。
【００３０】
請求項８では、請求項１，２，３または４記載の半導体集積回路において、第一の機能ブロックが機能停止状態のときに電源遮断する構成である。
【００３１】
請求項９では、第一の機能ブロックと第二の機能ブロック間が負論理で動作し、かつ、第一の機能ブロックが電源遮断時に第一の機能ブロックから第二の機能ブロックに対して供給される電源を第二の機能ブロックの入力信号として使用することにより第一の機能ブロックが電源遮断時に第一の機能ブロックから第二の機能ブロックに対する入力信号を非活性状態にするので、第二の機能ブロックに電源が入力されることは常にＨｉｇｈが入力されることに等しいために、第二の機能ブロックに電源が入力されても誤作動は生じない。
【００３２】
請求項１０では、第一の機能ブロックと第二の機能ブロック間が正論理で動作し、かつ、第一の機能ブロックが電源遮断時に第一の機能ブロックから第二の機能ブロックに対して供給されるＧＮＤを第二の機能ブロックの入力信号として使用することにより第一の機能ブロックが電源遮断時に第一の機能ブロックから第二の機能ブロックに対する入力信号を非活性状態にするので、第二の機能ブロックにＧＮＤが入力されることは常にＬｏｗが入力されることに等しいために、第二の機能ブロックにＧＮＤが入力されても誤作動は生じない。
【００３３】
請求項１１では、第二の機能ブロックが使用する電源よりも高い電圧をＰチャネルトランジスタのソース側に供給するので、トランジスタのＯＮ抵抗が発生しても、十分な電位の電圧を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の第１の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。
【００３５】
図１は本発明の実施形態におけるＬＳＩ上に搭載される、機能ブロックの接続を示す構成図である。
【００３６】
図１において、機能ブロックＡ１６、機能ブロックＢ１７はプロセッサや特定機能の処理エンジンといった、システムＬＳＩに搭載される機能ブロックである。機能ブロックＡ１６はアクティブモードとスタンバイモードといった動作モードを有しており、通常動作を行うアクティブモードに対してスタンバイモードの時には機能ブロックＡ１６への電源遮断による機能停止を行う。ここで機能ブロックＡ１６がアクティブモードの時、機能ブロックＢ１７にかかる負荷が軽く、機能ブロックＡ１６がスタンバイモードのときに機能ブロックＢ１７にかかる負荷が重くなる構成である。ブロック間配線１８は機能ブロックＡ１６がアクティブモードの時に機能ブロックＡ１６と機能ブロックＢ１７間での命令やデータ転送に使用する信号配線である。切替え器Ａ１９は機能ブロックＡ１６がアクティブモードの時に機能ブロックＡ１６の内部回路が生成する信号をブロック間配線１８に出力し、スタンバイモードの時にブロック間配線１８に対して電源、もしくはＧＮＤを出力するために出力信号を切替えるための切替え器である。切替え器Ｂ２０は、機能ブロックＡ１６がアクティブモードの時に機能ブロックＡ１６から出力され、ブロック間配線１８を介して伝達される信号を機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達し、機能ブロックＡ１６がスタンバイモードの時にブロック間配線１８を介して供給される電源、もしくはＧＮＤを機能ブロックＢ１７の電源線、ＧＮＤ線と接続するための切替え器である。
【００３７】
次に本発明の実施形態に関する動作について説明を行う。通常動作時、すなわち機能ブロックＡ１６がアクティブモードの場合は機能ブロックＡ１６の出力信号はブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７へ供給される。機能ブロックＡ１６がスタンバイモードになり、停止状態の場合は電源遮断機能によって機能ブロックＡ１６への電源供給を停止する。機能ブロックＡ１６が停止したことにより、機能ブロックＡ１６の出力線であるブロック間配線１８に対して機能ブロックＡ１６から信号が供給されることがなくなる。ここで切替え器Ａ１９によってブロック間配線１８に対して電源、もしくはＧＮＤを供給する。同様に、切替え器Ｂ２０もブロック間配線１８からの入力を機能ブロックＢ１７の内部回路ではなく、機能ブロックＢ１７の内部、あるいは機能ブロックＢ１７に近い位置に存在する電源、もしくはＧＮＤ線に接続する。これにより、電源遮断機能によって停止した機能ブロックＡ１６と、機能ブロックＢ１７間のブロック間配線１８を電源線、もしくはＧＮＤ線として用いることが可能となり、機能ブロックＡ１６がスタンバイモードの時に機能ブロックＢ１８における電圧降下を抑制することができる。
【００３８】
次に切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０について、その第１の実施形態の回路例を参照しつつ説明する。図２は切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０の具体的構成の一例を示す構成図である。図中、機能ブロックＡ１６、機能ブロックＢ１７、ブロック間配線１８、切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０は図１に示したものと同様である。ＰチャネルトランジスタＡ２２はソースがＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗ入力でアサート状態となるスタンバイ信号２４、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への出力信号が伝達される内部配線Ａ２７にそれぞれ接続されている。ここで、ＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１は、機能ブロックＡ１６に供給されるＶＤＤ線とは異なり、電源遮断されないＶＤＤ線である。ＰチャネルトランジスタＢ２３もソースがＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗ入力でアサート状態となるスタンバイ信号２４、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への入力信号が伝達される内部配線Ｂ２８にそれぞれ接続されている。
【００３９】
このように構成された切替え部は次のように動作する。
（１）ブロック間配線１８を信号線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がアクティブモードであるため、スタンバイ信号２４はネゲート状態であり、ここではＨｉｇｈの状態である。従ってＰチャネルトランジスタＡ２２、ＰチャネルトランジスタＢ２３共にゲートが閉じた状態である。機能ブロックＡ１６の出力信号は、機能ブロックＡ１６の出力端子Ａ２５とブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７の入力端子Ｂ２６を経て機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＰチャネルトランジスタＢ２３のゲートも閉じているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１が導通することなく機能ブロックＡ１６から出力された信号は機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。
（２）ブロック間配線１８を電源線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がスタンバイモードであるため、スタンバイ信号２４はアサート状態、すなわちＬｏｗの状態である。従ってＰチャネルトランジスタＡ２２、ＰチャネルトランジスタＢ２３共にゲートが開いた状態である。機能ブロックＡ１６は電源遮断されているため信号を出力することはなく、ＰチャネルトランジスタＡ２２のソースに接続されたＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１からＰチャネルトランジスタＡ２２を介してブロック間配線１８に電源が供給される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＰチャネルトランジスタＢ２３のゲートも開いているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１が導通する。電源はブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７に入力されるが、機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が負論理であればＶＤＤが入力されることは常にＨｉｇｈが入力されることに等しいので、機能ブロックＢ１７にＶＤＤが入力されても誤作動は生じない。機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が正論理の場合は機能ブロックＢ１７の内部回路とＰチャネルトランジスタＢ２３の間に論理固定回路（この場合はＬｏｗ固定回路）が必要である。
【００４０】
以上、本発明の第１の実施形態により、機能ブロックＢ１７に対してＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１とブロック間配線１８の２経路から電源を供給することができるため、機能ブロックＢ１７における電圧降下を抑制することができる。
【００４１】
本発明の第２の実施形態を図３に基づいて説明する。
【００４２】
図１の切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０について、Ｐチャネルトランジスタを用いてＧＮＤを供給する場合の第２の実施形態の回路例を参照しつつ説明する。図３は切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０の具体的構成の一例を示す構成図である。図中、機能ブロックＡ１６、機能ブロックＢ１７、ブロック間配線１８、切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０は図１に示したものと同様である。ＰチャネルトランジスタＡ２２はソースがＬＳＩ内部ＧＮＤ線２９、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗでアサート状態となるスタンバイ信号２４、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への出力信号が伝達される内部配線Ａ２７にそれぞれ接続されている。ＰチャネルトランジスタＢ２３もソースがＬＳＩ内部ＧＮＤ線２９、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗでアサート状態となるスタンバイ信号２４、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への入力信号が伝達される内部配線Ｂ２８にそれぞれ接続されている。
【００４３】
このように構成された切替え部は次のように動作する。
（１）ブロック間配線１８を信号線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がアクティブモードであるため、スタンバイ信号２４はネゲート状態、ここではＨｉｇｈの状態である。従ってＰチャネルトランジスタＡ２２、ＰチャネルトランジスタＢ２３共にゲートが閉じた状態である。機能ブロックＡ１６の出力信号は、ブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＰチャネルトランジスタＢ２３のゲートも閉じているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＧＮＤ線２９が導通することなく機能ブロックＡ１６から出力された信号は機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。
（２）ブロック間配線１８をＧＮＤ線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がスタンバイモードであるため、スタンバイ信号２４はアサート状態、すなわちＬｏｗの状態である。従ってＰチャネルトランジスタＡ２２、ＰチャネルトランジスタＢ２３共にゲートが開いた状態である。機能ブロックＡ１６は電源遮断されているため信号を出力することはなく、ＰチャネルトランジスタＡ２２のソースに接続されたＬＳＩ内部ＧＮＤ線２９からＰチャネルトランジスタＡ２２を介してブロック間配線１８にＧＮＤが供給される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＰチャネルトランジスタＢ２３のゲートも開いているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＧＮＤ線２９が導通する。ＧＮＤはブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７に入力されるが、機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が正論理であればＧＮＤが入力されることは常にＬｏｗが入力されることに等しいので、機能ブロックＢ１７にＧＮＤが入力されても誤作動は生じない。機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が負論理の場合は機能ブロックＢ１７の内部回路とＰチャネルトランジスタＢ２３の間に論理固定回路（この場合はＨｉｇｈ固定回路）が必要である。
【００４４】
以上、本発明の第２の実施形態により、機能ブロックＢ１７に対してＬＳＩ内ＧＮＤ線２９とブロック間配線１８の２経路からＧＮＤを供給することができるため、機能ブロックＢ１７におけるＧＮＤの昇圧を抑制することができる。
【００４５】
本発明の第３の実施形態を図４に基づいて説明する。
【００４６】
図１の切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０にＮチャネルトランジスタを用いて電源を供給する場合の第３の実施形態の回路例を参照しつつ説明する。図４は切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０の具体的構成の一例を示す構成図である。図中、機能ブロックＡ１６、機能ブロックＢ１７、ブロック間配線１８、切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０は図１に示したものと同様である。ＮチャネルトランジスタＡ３０はソースがＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗでアサート状態となるスタンバイ信号２４をインバータ３２で反転した信号が接続され、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への出力信号が伝達される内部配線Ａ２７にそれぞれ接続されている。ここで、ＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１は、機能ブロックＡ１６に供給されるＶＤＤ線とは異なり、電源遮断されないＶＤＤ線である。ＮチャネルトランジスタＢ３１もソースがＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗでアサート状態となるスタンバイ信号２４をインバータ３２で反転した信号が接続され、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への入力信号が伝達される内部配線Ｂ２８にそれぞれ接続されている。
【００４７】
このように構成された切替え部は次のように動作する。
（１）ブロック間配線１８を信号線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がアクティブモードであるため、スタンバイ信号２４はネゲート状態Ｈｉｇｈであり、インバータ３２で反転された信号がＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートに接続されているためＬｏｗが入力されている。従ってＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１共にゲートが閉じた状態である。機能ブロックＡ１６の出力信号は、ブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートも閉じているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１が導通することなく機能ブロックＡ１６から出力された信号は機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。
（２）ブロック間配線１８を電源線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がスタンバイモードであるため、スタンバイ信号２４はアサート状態Ｌｏｗであり、インバータ３２で反転された信号がＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートに接続されているためＨｉｇｈが入力されている。従ってＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１共にゲートが開いた状態である。機能ブロックＡ１６は電源遮断されているため信号を出力することはなく、ＮチャネルトランジスタＡ３０のソースに接続されたＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１からＮチャネルトランジスタＡ３０を介してブロック間配線１８にＶＤＤが供給される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートも開いているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１が導通する。電源はブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７に入力されるが、機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が負論理であればＶＤＤが入力されることは常にＨｉｇｈが入力されることに等しいので、機能ブロックＢ１７にＶＤＤが入力されても誤作動は生じない。機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が正論理の場合は機能ブロックＢ１７の内部回路とＮチャネルトランジスタＢ３１の間に論理固定回路（この場合はＬｏｗ固定回路）が必要である。
【００４８】
以上、本発明の第３の実施形態により、機能ブロックＢ１７に対してＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１とブロック間配線１８の２経路から電源を供給することができるため、機能ブロックＢ１７における電圧降下を抑制することができる。
【００４９】
本発明の第４の実施形態を図５に基づいて説明する。
【００５０】
図１の切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０について、Ｎチャネルトランジスタを用いてＧＮＤを供給する場合の第４の実施形態の回路例を参照しつつ説明する。図５は切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０の具体的構成の一例を示す構成図である。図中、機能ブロックＡ１６、機能ブロックＢ１７、ブロック間配線１８、切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０は図３に示したものと同様である。ＮチャネルトランジスタＡ３０はソースがＬＳＩ内部ＧＮＤ線３３、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗでアサート状態となるスタンバイ信号２４をインバータ３２で反転した信号が接続され、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への出力信号が伝達される内部配線Ａ２７にそれぞれ接続されている。ＮチャネルトランジスタＢ３１もソースがＬＳＩ内部ＧＮＤ線３３、ゲートは機能ブロックＡ１６がスタンバイ状態時にＬｏｗでアサート状態となるスタンバイ信号２４をインバータ３２で反転した信号が接続され、ドレインは機能ブロックＡ１６から機能ブロックＢ１７への入力信号が伝達される内部配線Ｂ２８にそれぞれ接続されている。
【００５１】
このように構成された切替え部は次のように動作する。
（１）ブロック間配線１８を信号線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がアクティブモードであるため、スタンバイ信号２４はネゲート状態Ｈｉｇｈであり、インバータ２２で反転された信号がＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートに接続されているためＬｏｗが入力されている。従ってＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１共にゲートが閉じた状態である。機能ブロックＡ１６の出力信号は、ブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートも閉じているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＧＮＤ線３３が導通することなく機能ブロックＡ１６から出力された信号は機能ブロックＢ１７の内部回路に伝達される。
（２）ブロック間配線１８をＧＮＤ線として使用するとき
機能ブロックＡ１６がスタンバイモードであるため、スタンバイ信号２４はアサート状態Ｌｏｗであり、インバータ３２で反転された信号がＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートに接続されているためＨｉｇｈが入力されている。従ってＮチャネルトランジスタＡ３０、ＮチャネルトランジスタＢ３１共にゲートが開いた状態である。機能ブロックＡ１６は電源遮断されているため信号を出力することはなく、ＮチャネルトランジスタＡ３０のソースに接続されたＬＳＩ内部ＧＮＤ線３３からＮチャネルトランジスタＡ３０を介してブロック間配線１８にＧＮＤが供給される。機能ブロックＢ１７の切替え器Ｂ２０のＮチャネルトランジスタＢ３１のゲートも開いているため、ブロック間配線１８とＬＳＩ内部ＧＮＤ線３３が導通する。電源はブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７に入力されるが、機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が正論理であればＧＮＤが入力されることは常にＬｏｗが入力されることに等しいので、機能ブロックＢ１７にＧＮＤが入力されても誤作動は生じない。機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間の動作論理が負論理の場合は機能ブロックＢ１７の内部回路とＮチャネルトランジスタ１７の間に論理固定回路（この場合はＨｉｇｈ固定回路）が必要である。
【００５２】
以上、本発明の第４の実施形態により、機能ブロックＢ１７に対してＬＳＩ内ＧＮＤ線２９とブロック間配線１８の２経路からＧＮＤを供給することができるため、機能ブロックＢ１７におけるＧＮＤの昇圧を抑制することができる。
【００５３】
本発明の第５の実施形態を図６〜図８に基づいて説明する。
【００５４】
図６は本発明の第５の実施形態におけるシステムＬＳＩの一部を示す構成図である。図６は、図１に示したシステムＬＳＩの回路構成に対して、プロセッサや特定機能の処理エンジンといった、システムＬＳＩに搭載される機能ブロックＣ３４を追加したものである。機能ブロックＡ１６と機能ブロックＣ３４はアクティブモードとスタンバイモードといった動作モードを有しており、通常動作を行うアクティブモードに対してスタンバイモードの時には機能ブロックＡ１６もしくは機能ブロックＣ３４への電源遮断による機能停止を行う。ここで機能ブロックＡ１６がアクティブモードの時、機能ブロックＣ３４はスタンバイモードとなり、機能ブロックＣ３４がアクティブモードの時機能ブロックＡ１６がスタンバイモードとなる。すなわち機能ブロックＡ１６と機能ブロックＣが同時にアクティブモード、もしくはスタンバイモードにならない構成である。ブロック間配線１８、切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０は、図１に示したものと同じであるためここでの説明は省略する。ブロック間配線３５はブロック間配線１８と同じく、機能ブロックＣ３４がアクティブモードの時に機能ブロックＢ１７と機能ブロックＣ３４間での命令やデータ転送に使用する信号配線である。切替え器Ｃ３６は切替え器Ｂ２０と同じく機能ブロックＣ３４がアクティブモードの時に機能ブロックＣ３４から出力され、ブロック間配線３５を介して伝達される信号を機能ブロックＣ３４の内部回路に伝達し、スタンバイモードの時にブロック間配線３５を介して供給される電源、もしくはＧＮＤを機能ブロックＣ３４の電源線、ＧＮＤ線に伝達するための切替え器である。
【００５５】
次に本発明の実施形態に関する動作について説明を行う。通常動作時、ここでは機能ブロックＡ１６がアクティブモードであり、機能ブロックＣ３４がスタンバイモードの場合は機能ブロックＡ１６の出力信号はブロック間配線１８を介して機能ブロックＢ１７へ供給される。機能ブロックＣ３４はスタンバイモードであるため電源遮断機能によって電源供給が停止されている。機能ブロックＣ３４が停止したことにより、機能ブロックＣ３４の出力線であるブロック間配線３５に対して機能ブロックＣ３４から信号が供給されることがなくなる。ここで切替え器Ｃ３６によってブロック間配線３５に対して電源、もしくはＧＮＤを供給する。同様に、切替え器Ｂ2３７もブロック間配線３５からの入力を機能ブロックＢ１７の内部回路ではなく、機能ブロックＢ１７の内部、あるいは機能ブロックに近い位置に存在する電源、もしくはＧＮＤ線に接続する。これにより、電源遮断機能によって停止した機能ブロックＣ３４と、機能ブロックＢ１７間のブロック間配線３５を電源線、もしくはＧＮＤ線として用いることが可能となり、機能ブロックＣ３４がスタンバイモードの時に機能ブロックＢ１７における電圧降下を抑制する。
【００５６】
反対に、機能ブロックＡ１６がスタンバイモードであり、機能ブロックＣ３４がアクティブモードの場合は機能ブロックＣ３４の出力信号はブロック間配線３５を介して機能ブロックＢ１７へ供給される。機能ブロックＡ１６はスタンバイモードであるため電源遮断機能によって電源供給が停止されている。機能ブロックＡ１６が停止したことにより、機能ブロックＡ１６の出力線であるブロック間配線１８に対して機能ブロックＡ１６から信号が供給されることがなくなる。ここで切替え器Ｂ２０によってブロック間配線１８に対して電源、もしくはＧＮＤを供給する。同様に、切替え器Ａ１９もブロック間配線１８からの入力を機能ブロックＢ１７の内部回路ではなく、機能ブロックＢ１７の内部、あるいは機能ブロックに近い位置に存在する電源、もしくはＧＮＤ線に接続する。これにより、電源遮断機能によって停止した機能ブロックＡ１６と、機能ブロックＢ１７間のブロック間配線１８を電源線、もしくはＧＮＤ線として用いることが可能となり、機能ブロックＡ１６がスタンバイモードの時に機能ブロックＢ１７における電圧降下を抑制する。つまり、図８に示すように３つの機能ブロックが接続されており、機能ブロックＡ１６と機能ブロックＣ３４のうち常にいずれか一方が停止する構成の場合、本発明を用いて機能ブロックＡ１６−機能ブロックＢ１７間と機能ブロックＢ１７−機能ブロックＣ３４間の配線の用途を電源、もしくはＧＮＤに切替えることによって機能ブロックＢ１７の電圧降下、もしくはＧＮＤの昇圧を抑制することができる。
【００５７】
第５の実施形態において、切替え器Ａ１９、切替え器Ｂ２０、切替え器Ｃ３６、切替え器Ｂ２３７の構成は前記第１の実施形態〜第４の実施形態いずれの構成を用いても良い。
【００５８】
第１の実施形態〜第５の実施形態いずれの実施形態においても切り替え回路に専用のトランジスタを設けているが、このトランジスタは図６に示す機能ブロックＡ１６や機能ブロックＣ３４が有する既存の論理回路を利用しても良い。図７は第６の実施形態を示し、Ｐチャネルトランジスタを使用して図６に示す機能ブロックＡ１６、もしくは機能ブロックＣ３４がスタンバイ状態のときにブロック間配線１８、ブロック間配線３５を電源線として使用するときの一例である。機能ブロックＡ１６、もしくは機能ブロックＣ３４の出力インバータ３８の前段に、スタンバイ信号２４をインバータ３２で反転した信号と内部出力信号２４ａが入力されるＮＯＲ回路３９を設ける。これにより、スタンバイ信号２４がアサートこの場合はＬｏｗされたときに、常にインバータ３８のＰチャネルトランジスタのゲートがＯＮになるため、図６に示すブロック間配線１８もしくはブロック間配線３５をＨｉｇｈに固定することができる。ここで、ＬＳＩ内部ＶＤＤ線２１は、機能ブロックＡ１６や機能ブロックＣ３４に供給されるＶＤＤ線とは異なり、電源遮断されないＶＤＤ線である。また、ＮＯＲ回路３９、インバータ３２に供給される電源も、機能ブロックＡ１６や機能ブロックＣ３４に供給されるＶＤＤ線とは異なり、電源遮断されないＶＤＤ線が接続されている。
【００５９】
同様に、第７の実施形態として図８に示すように機能ブロックＡ１６、もしくは機能ブロックＣ３４の出力インバータ３８の前段に、スタンバイ信号２４をインバータ３２で反転した信号と内部出力信号２４ａが入力されるＯＲ回路４０を設けることにより、スタンバイ信号２４がアサートこの場合はＬｏｗされたときに、常にインバータ３８のＮチャネルトランジスタのゲートがＯＮになるため、図６に示すブロック間配線１８もしくはブロック間配線３５をＬｏｗに固定することもできる。
【００６０】
また、これまでの実施形態では電源線は常に通常電源を用いているが、電源のソースに通常電源を用いた場合はトランジスタのＯＮ抵抗による電圧降下が生じる。そこでトランジスタのＯＮ抵抗よりも高い電圧をトランジスタのソースに与えることにより、トランジスタのＯＮ抵抗が発生しても、十分な電位の電圧を供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかる半導体集積回路は、トランジスタを利用することによってＬＳＩ上の機能ブロックの電圧降下を抑制する手段として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態の２つの機能ブロックとブロック間配線説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の切替え回路説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の切替え回路説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の切替え回路説明図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の切替え回路説明図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の３つの機能ブロックとブロック間配線説明図である。
【図７】本発明の第６の実施形態の切り替え回路説明図である。
【図８】本発明の第７の実施形態の切替え回路説明図である。
【図９】従来技術の説明図である。
【図１０】従来技術の切替え回路説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ＬＳＩ
２  ＧＮＤ端子
３  ＶＤＤ端子
４  ＬＳＩ内部ＧＮＤ線
５  ＬＳＩ内部ＶＤＤ線
６  ＬＳＩ内部回路
７  兼用端子
８  選択回路
９  Ｐチャネルトランジスタ
１０  Ｎチャネルトランジスタ
１１  保護Ｐチャネルトランジスタ
１２  保護Ｎチャネルトランジスタ
１３  内部出力線
１４  外部出力線
１５  切替回路
１６  機能ブロックＡ
１７  機能ブロックＢ
１８  ブロック間配線
１９  切替え器Ａ
２０  切替え器Ｂ
２１  ＬＳＩ内部ＶＤＤ線
２２  ＰチャネルトランジスタＡ
２３  ＰチャネルトランジスタＢ
２４  スタンバイ信号
２５  端子Ａ
２６  端子Ｂ
２７  内部配線Ａ
２８  内部配線Ｂ
２９  ＬＳＩ内部ＧＮＤ線
３０  ＮチャネルトランジスタＡ
３１  ＮチャネルトランジスタＢ
３２  インバータ
３３  ＬＳＩ内部ＧＮＤ線
３４  機能ブロックＣ
３５  ブロック間配線
３６  切替え器Ｃ
３７  切替え器Ｂ２
３８  出力インバータ
３９  ＮＯＲ回路
４０  ＯＲ回路
【図１】
2006261201.tif 000003
【図２】
2006261201.tif 000004
【図３】
2006261201.tif 000005
【図４】
2006261201.tif 000006
【図５】
2006261201.tif 000007
【図６】
2006261201.tif 000008
【図７】
2006261201.tif 000009
【図８】
2006261201.tif 000010
【図９】
2006261201.tif 000011
【図１０】
2006261201.tif 000012