(57)【要約】【課題】半導体装置の温度検出を簡易な回路により行うこと。【解決手段】第１ＦＦ１０３には、試験パターン信号がデータとして入力され、ＰＲＢＳ生成回路１０２により生成されたクロック信号がクロックとして入力される。第２ＦＦ１０４には、第１ＦＦ１０３の出力信号がデータとして入力され、ＰＲＢＳ生成回路１０２により生成されたクロック信号がクロックとして入力される。ＰＲＢＳ検査回路１０５は、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較を行う。制御回路１０６は、ＰＲＢＳ生成回路１０２が生成するクロック信号の周波数を変化させ、ＰＲＢＳ検査回路１０５による比較の結果が切り替わったときのクロック信号の周波数に基づいて半導体装置の温度を検出する。【選択図】図１
2018017544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の温度を検出する温度検出回路であって、
周波数が可変のクロック信号を生成する生成回路と、
試験パターン信号がデータとして入力され、前記生成回路により生成された前記クロック信号がクロックとして入力される第１フリップフロップ回路と、
前記第１フリップフロップ回路の出力信号がデータとして入力され、前記クロック信号がクロックとして入力される第２フリップフロップ回路と、
前記第２フリップフロップ回路の出力信号と前記試験パターン信号との比較を行う比較回路と、
前記クロック信号の周波数を変化させ、前記比較回路による前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数に基づいて前記温度を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする温度検出回路。
【請求項２】
前記検出部は、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数と、前記比較の結果が切り替わる前記クロック信号の周波数と前記温度との対応情報と、に基づいて前記温度を検出することを特徴とする請求項１に記載の温度検出回路。
【請求項３】
前記検出部は、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数と、前記対応情報と、前記半導体装置が所定温度であるときに測定した前記比較の結果が切り替わる前記クロック信号の周波数と、に基づいて前記温度を検出することを特徴とする請求項２に記載の温度検出回路。
【請求項４】
半導体装置の温度を検出する温度検出方法であって、
周波数が可変のクロック信号を生成し、
第１フリップフロップ回路に、試験パターン信号をデータとして入力し、生成した前記クロック信号をクロックとして入力し、
第２フリップフロップ回路に、前記第１フリップフロップ回路の出力信号をデータとして入力し、前記クロック信号をクロックとして入力し、
前記第２フリップフロップ回路の出力信号と前記試験パターン信号との比較を行い、
前記クロック信号の周波数を変化させ、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数に基づいて前記温度を検出する、
ことを特徴とする温度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度検出回路および温度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＳＩチップなどにおいて、半導体装置の温度を検出する技術が知られている（たとえば、下記特許文献１〜４）。ＬＳＩはＬａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（大規模集積回路）の略である。たとえば、遅延回路およびフリップフロップ回路を用いて半導体集積回路内の温度上昇検出を行う温度上昇検出回路が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１０９８０４号公報
【特許文献２】特開平５−９９７５６号公報
【特許文献３】特開２００９−４８５０５号公報
【特許文献４】特開２０１３−１４２７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、半導体装置の温度検出を簡易な回路により行うことができないという問題がある。たとえば、遅延回路およびフリップフロップ回路の組み合わせを複数用いる構成が考えられるが、このような構成では回路規模が大きくなる。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、半導体装置の温度検出を簡易な回路により行うことができる温度検出回路および温度検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、半導体装置の温度を検出する際に、周波数が可変のクロック信号を生成し、第１フリップフロップ回路に、試験パターン信号をデータとして入力し、生成した前記クロック信号をクロックとして入力し、第２フリップフロップ回路に、前記第１フリップフロップ回路の出力信号をデータとして入力し、前記クロック信号をクロックとして入力し、前記第２フリップフロップ回路の出力信号と前記試験パターンとの比較を行い、前記クロック信号の周波数を変化させ、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数に基づいて前記温度を検出する温度検出回路および温度検出方法が提案される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、半導体装置の温度検出を簡易な回路により行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態にかかる温度検出回路の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる第２ＦＦが第１ＦＦからのデータを正しく受信するための条件の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかる温度検出回路における温度に対するＦＦ間の配線遅延量の特性の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態にかかる温度検出回路における温度遅延特性の半導体プロセスばらつきの一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかる温度検出回路の制御回路の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる温度算出テーブルが示す温度遅延特性の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかる温度算出テーブルを用いた温度検出の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態にかかる温度検出回路による処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態にかかるＰＲＢＳ検査回路による検査の一例を示す図（その１）である。
【図１０】図１０は、実施の形態にかかるＰＲＢＳ検査回路による検査の一例を示す図（その２）である。
【図１１】図１１は、実施の形態にかかるＰＲＢＳ検査回路による検査の一例を示す図（その３）である。
【図１２】図１２は、実施の形態にかかるＰＲＢＳ検査回路による検査の一例を示す図（その４）である。
【図１３】図１３は、実施の形態にかかる温度検出回路による温度検出の具体例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態にかかる温度検出回路を適用した伝送装置の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態にかかる温度検出回路の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明にかかる温度検出回路および温度検出方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態）
（実施の形態にかかる温度検出回路）
図１は、実施の形態にかかる温度検出回路の一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる温度検出回路１００は、ＰＬＬ１０１と、ＰＲＢＳ生成回路１０２と、第１ＦＦ１０３と、第２ＦＦ１０４と、ＰＲＢＳ検査回路１０５と、を備える。ＰＬＬはＰｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ（位相同期回路）の略である。ＰＲＢＳはＰｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ（擬似ランダムバイナリシーケンス）の略である。ＦＦはＦｌｉｐ  Ｆｌｏｐ（フリップフロップ回路）の略である。
【００１１】
温度検出回路１００は、たとえばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの半導体装置の温度を検出する。そして、温度検出回路１００は、たとえば温度検出回路１００による温度の検出対象の半導体装置の内部に設けられる。以下、温度検出回路１００による温度の検出対象の半導体装置を対象装置と称する。
【００１２】
ＰＬＬ１０１にはクロック信号（Ｃｌｏｃｋ）が入力される。ＰＬＬ１０１へ入力されるクロック信号は、温度検出回路１００が備える発振器により生成されたクロック信号であってもよいし、温度検出回路１００の外部の発振器により生成され温度検出回路１００へ入力されたクロック信号であってよい。ＰＬＬ１０１は、入力されたクロック信号に基づいて周波数が可変のクロック信号を生成し、生成したクロック信号をＰＲＢＳ生成回路１０２、第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４へ出力する。
【００１３】
また、第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４へ入力される各クロック信号のクロックタイミングが一致するように、ＰＬＬ１０１と第１ＦＦ１０３との間の配線距離と、ＰＬＬ１０１と第２ＦＦ１０４との間の配線距離と、が調整される。たとえば、ＰＬＬ１０１から第１ＦＦ１０３までの配線距離と、ＰＬＬ１０１から第２ＦＦ１０４までの配線距離と、がほぼ等しくなるように物理設計が行われる。または、ＰＬＬ１０１から第１ＦＦ１０３までの遅延量と、ＰＬＬ１０１から第２ＦＦ１０４までの配線距離と、の差がクロック信号の周期の倍数になるように物理設計が行われてもよい。これにより、ＰＬＬ１０１から出力され第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４へ入力される各クロック信号の間に遅延量の差が生じないようにすることができる。
【００１４】
ＰＲＢＳ生成回路１０２は、ＰＬＬ１０１から出力されたクロック信号の周波数に応じたレートのＰＲＢＳを生成する。そして、ＰＲＢＳ生成回路１０２は、生成したＰＲＢＳを試験パターン信号として第１ＦＦ１０３へ出力する。ＰＲＢＳは、たとえば擬似的にランダムに発生させたビットパターンである。
【００１５】
第１ＦＦ１０３には、ＰＲＢＳ生成回路１０２からの出力信号（試験パターン信号）がデータとして入力され、ＰＬＬ１０１からのクロック信号がクロックとして入力されるフリップフロップ回路である。すなわち、第１ＦＦ１０３は、ＰＲＢＳ生成回路１０２からの出力信号の値を、ＰＬＬ１０１からのクロック信号のクロックタイミングごとに保持する。そして、第１ＦＦ１０３は、保持している値を第２ＦＦ１０４へ出力する。
【００１６】
第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４は、配線１０７を介して互いに接続されている。第１ＦＦ１０３からの出力信号は、配線１０７を介して第２ＦＦ１０４へ出力される。また、第１ＦＦ１０３からの出力信号の配線１０７における遅延量（配線遅延量）は、温度検出回路１００が設けられた対象装置の温度に応じて変化する。また、配線１０７には、第１ＦＦ１０３から第２ＦＦ１０４への出力信号を、対象装置の温度に応じた遅延量で遅延させる遅延素子が設けられていてもよい。
【００１７】
第２ＦＦ１０４には、第１ＦＦ１０３からの出力信号がデータとして入力され、ＰＬＬ１０１からのクロック信号がクロックとして入力されるフリップフロップ回路である。すなわち、第２ＦＦ１０４は、第１ＦＦ１０３からの出力信号の値を、ＰＬＬ１０１からのクロック信号のクロックタイミングごとに保持する。そして、第２ＦＦ１０４は、保持している値をＰＲＢＳ検査回路１０５へ出力する。
【００１８】
ＰＲＢＳ検査回路１０５は、第２ＦＦ１０４からの出力信号と、ＰＲＢＳ生成回路１０２から出力される試験パターンと、の比較を行う比較回路である。すなわち、ＰＲＢＳ検査回路１０５は、第２ＦＦ１０４からの出力信号のパターンが、ＰＲＢＳ生成回路１０２から出力されるＰＲＢＳと一致するか否かを検査する。
【００１９】
たとえば、ＰＲＢＳ検査回路１０５は、ＰＲＢＳ生成回路１０２から出力されたＰＲＢＳを取得し、第２ＦＦ１０４からの出力信号のパターンと取得したＰＲＢＳとを比較することによって検査を行う。そして、ＰＲＢＳ検査回路１０５は、検査結果を制御回路１０６へ出力する。検査結果は、たとえば“一致”または“不一致”を示す情報である。
【００２０】
制御回路１０６は、ＰＬＬ１０１が出力するクロック信号の周波数（クロック周波数ｆと称する。）を制御可能である。また、制御回路１０６は、クロック周波数ｆを変化させながら、ＰＲＢＳ検査回路１０５から出力される検査結果を監視する。そして、制御回路１０６は、ＰＲＢＳ検査回路１０５から出力される検査結果が切り替わったときのクロック周波数ｆに基づいて、対象装置の温度を検出する。そして、制御回路１０６は、検出した温度を示す温度情報を出力する。
【００２１】
たとえば、制御回路１０６は、対象装置の温度と、検査結果が切り替わるときのクロック周波数ｆと、の対応関係を特定可能な対応情報を用いて対象装置の温度を検出する。この対応情報は、たとえば、対象装置の温度と、検査結果が切り替わるときのクロック周波数ｆと、の対応関係をシミュレーションや実験により特定することにより作成することができる。また、この対応情報は、たとえばテーブルや関数によって実現することができる。
【００２２】
また、この対応情報は、たとえば温度検出回路１００のメモリに記憶しておくことができる。この場合に、制御回路１０６は、メモリに記憶された対応情報において、検査結果が切り替わったときのクロック周波数ｆと対応付けられた温度を取得することによって対象装置の温度を検出することができる。
【００２３】
図１に示す構成により、ＰＲＢＳ生成回路１０２により生成されたＰＲＢＳを第１ＦＦ１０３から第２ＦＦ１０４へ送信し、第２ＦＦ１０４が受信した信号のパターンがＰＲＢＳ生成回路１０２により生成されたＰＲＢＳと一致するか否かを検査することができる。
【００２４】
図１に示した温度検出回路１００において、周波数が可変のクロック信号を生成する生成回路は、たとえばＰＬＬ１０１により実現することができる。また、試験パターン信号がデータとして入力され、生成回路により生成されたクロック信号がクロックとして入力される第１フリップフロップ回路は第１ＦＦ１０３により実現することができる。なお、第１ＦＦ１０３はＰＲＢＳ生成回路１０２の内部に設けられていてもよい。
【００２５】
第１フリップフロップ回路の出力信号がデータとして入力され、生成回路により生成されたクロック信号がクロックとして入力される第２フリップフロップ回路は、たとえば第２ＦＦ１０４により実現することができる。また、第２フリップフロップ回路の出力信号と試験パターン信号との比較を行う比較回路は、たとえばＰＲＢＳ検査回路１０５により実現することができる。また、生成回路により生成されるクロック信号の周波数を変化させ、比較回路による比較の結果が切り替わったときのクロック信号の周波数に基づいて半導体装置の温度を検出する検出部は、たとえば制御回路１０６により実現することができる。
【００２６】
（実施の形態にかかる第２ＦＦが第１ＦＦからのデータを正しく受信するための条件）
図２は、実施の形態にかかる第２ＦＦが第１ＦＦからのデータを正しく受信するための条件の一例を示す図である。図２において、横方向は時間を示す。クロック信号２０１は、ＰＬＬ１０１から第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４へ入力されるクロック信号である。上述したように、第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４へ入力されるクロック信号のクロックタイミングが一致するように配線長が調整されている。
【００２７】
第１ＦＦ出力２０２は、第１ＦＦ１０３から第２ＦＦ１０４への出力信号である。第２ＦＦ出力２０３は、第２ＦＦ１０４からＰＲＢＳ検査回路１０５への出力信号である。ここで、クロック信号２０１の周期（クロック周期）をＴck［ｎｓ］とする。また、第１ＦＦ１０３の送信遅延をｔcoとする。また、第１ＦＦ１０３と第２ＦＦ１０４との間の配線１０７における遅延量（配線遅延量）をｔとする。また、第２ＦＦ１０４のセットアップ時間をｔsuとする。
【００２８】
この場合に、第１ＦＦ１０３が送信したデータ（ＰＲＢＳ）を第２ＦＦ１０４が正しく受信するためには、たとえばクロック周期Ｔck、送信遅延ｔco、配線遅延量ｔおよびセットアップ時間ｔsuが図９に示す関係になることを要する。すなわち、下記（１）式を満たす場合は、第１ＦＦ１０３が送信したデータを第２ＦＦ１０４が正しく受信することができる。
【００２９】
ｔco＋ｔ＜Ｔck−ｔsu      …（１）
【００３０】
また、近年の一般的なデバイスにおいて、第１ＦＦ１０３の送信遅延ｔcoおよび第２ＦＦ１０４のセットアップ時間ｔsuは、配線遅延量ｔおよびクロック周期Ｔckと比べて微小であると考えることができる。したがって、上記（１）式は下記（２）式のようにみなすことができる。すなわち、配線遅延量ｔがクロック周期Ｔck未満であれば、第１ＦＦ１０３が送信したデータを第２ＦＦ１０４が正しく受信できる。
【００３１】
ｔ＜Ｔck      …（２）
【００３２】
たとえば、ＰＬＬ１０１が出力するクロック信号の周波数（クロック周波数ｆ）をｆ1、ｆ2、ｆ3、ｆ4、…のように増加させるとする（ｆ1＜ｆ2＜ｆ3＜ｆ4＜…）。この場合は、クロック周期Ｔckは１／ｆ1、１／ｆ2、１／ｆ3、１／ｆ4、…のように低下し、クロック周波数ｆがある周波数ｆnのときに、下記（３）式に示すように配線遅延量ｔがクロック周期Ｔck以上となる。
【００３３】
ｔ≧Ｔck      …（３）
【００３４】
配線遅延量ｔがクロック周期Ｔck以上となると、第１ＦＦ１０３が送信したデータを第２ＦＦ１０４が正しく受信できなくなり、ＰＲＢＳ検査回路１０５においてエラー（不一致）が検出される。このときのクロック信号の周波数ｆnと配線遅延量ｔとの関係は、たとえば下記（４）式のようになる。
【００３５】
ｔ＜１／ｆn-1
ｔ≧１／ｆn        …（４）
【００３６】
すなわち、クロック周波数ｆをｆ1、ｆ2、ｆ3、ｆ4、…のように増加させた場合に、１／ｆn-1までは配線遅延量ｔがクロック周期Ｔck未満となり、１／ｆnになると配線遅延量ｔがクロック周期Ｔck以上になる。このことから、配線遅延量ｔは、１／ｆn以上かつ１／ｆn-1より小さいことが分かる。このように、クロック周波数ｆを変化させ、ＰＲＢＳ検査回路１０５の検査結果が切り替わるクロック周波数ｆを特定することで配線遅延量ｔを推定できる。
【００３７】
（実施の形態にかかる温度検出回路における温度に対するＦＦ間の配線遅延量の特性）
図３は、実施の形態にかかる温度検出回路における温度に対するＦＦ間の配線遅延量の特性の一例を示す図である。図３において、横軸は対象装置の温度［℃］を示し、縦軸は第１ＦＦ１０３と第２ＦＦ１０４との間の配線遅延量ｔを示す。温度遅延特性３０１は、対象装置の温度に対する配線遅延量ｔの特性を示している。
【００３８】
温度Ｘnは、温度遅延特性３０１において配線遅延量ｔが１／ｆnとなる対象装置の温度である。温度Ｘn-1は、温度遅延特性３０１において配線遅延量ｔが１／ｆn-1となる対象装置の温度である。温度遅延特性３０１により、上記（４）式を満たす場合は、対象装置の温度は、温度Ｘnから温度Ｘn-1までの温度範囲３０２（斜線部）に含まれると推定することができる。温度検出回路１００は、温度遅延特性３０１に基づく対応情報（たとえば後述の温度算出テーブル）と、推定した配線遅延量ｔと、に基づいて対象装置の温度を検出する。
【００３９】
（実施の形態にかかる温度検出回路における温度遅延特性の半導体プロセスばらつき）
図４は、実施の形態にかかる温度検出回路における温度遅延特性の半導体プロセスばらつきの一例を示す図である。図４において、横軸は対象装置の温度［℃］を示し、縦軸は第１ＦＦ１０３と第２ＦＦ１０４との間の配線遅延量ｔ［ｎ／ｍ］を示す。温度遅延特性４０１（Ｔｙｐｉｃａｌ）は、対象装置の温度に対する配線遅延量ｔの最も典型的な特性を示している。
【００４０】
温度遅延特性４０２（Ｓｌｏｗ）は、温度検出回路１００の半導体プロセスばらつきにより配線遅延量ｔが最も大きくなる場合の対象装置の温度に対する配線遅延量ｔの特性を示している。温度遅延特性４０３（Ｆａｓｔ）は、温度検出回路１００の半導体プロセスばらつきにより配線遅延量ｔが最も小さくなる場合の対象装置の温度に対する配線遅延量ｔの特性を示している。
【００４１】
温度遅延特性４０４（推定値）は、半導体プロセスばらつきに応じた温度検出回路１００における温度に対する配線遅延量ｔの実際の特性の一例である。図４に示す例では、温度検出回路１００における各温度における配線遅延量ｔは、典型的な値よりも低くなっている。このような半導体プロセスばらつきは、たとえば、半導体装置の製造時のゲート長、不純物、配線形状などのばらつきにより発生する。
【００４２】
温度検出回路１００は、このような半導体プロセスばらつきを考慮して対象装置の温度を測定してもよい。たとえば、温度検出回路１００の製造時などの一定温度条件下（たとえばＴ［℃］）における配線遅延量ＤTを測定することで、温度遅延特性４０４を推定することができる。
【００４３】
温度検出回路１００は、たとえば測定した配線遅延量ＤTに基づくオフセットを不揮発性のメモリなどに格納しておき、格納しておいたオフセットを用いることで、半導体プロセスばらつきを考慮した対象装置の温度を測定することができる。たとえば、温度検出回路１００は、温度遅延特性４０４を推定することで、測定時に配線遅延量ｔがＤXである場合は、対象装置の温度はＴXであると推定することができる。
【００４４】
（実施の形態にかかる温度検出回路の制御回路）
図５は、実施の形態にかかる温度検出回路の制御回路の一例を示す図である。図５において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、制御回路１０６は、周波数制御部５０１と、遅延算出部５０２と、メモリアクセス部５０３と、温度テーブル読出部５０４と、温度算出テーブル５０５と、温度算出部５０６と、を備える制御ステートマシンである。また、制御回路１０６は、不揮発メモリ５１０にアクセス可能であってもよい。
【００４５】
周波数制御部５０１は、ＰＲＢＳ検査回路１０５から出力された検査結果に基づいて、ＰＬＬ１０１が出力するクロック信号の周波数（クロック周波数ｆ）を制御する。また、周波数制御部５０１は、ＰＬＬ１０１に設定しているクロック周波数ｆを遅延算出部５０２へ通知する。たとえば、周波数制御部５０１は、ＰＲＢＳ検査回路１０５からの検査結果が“一致”になるために十分に低い周波数をクロック周波数ｆの初期値として設定する。そして、周波数制御部５０１は、ＰＲＢＳ検査回路１０５からの検査結果が“一致”から“不一致”に切り替わるまでクロック周波数ｆを所定単位量ずつ高くする。
【００４６】
または、周波数制御部５０１は、ＰＲＢＳ検査回路１０５からの検査結果が“不一致”になるために十分に高い周波数をクロック周波数ｆの初期値として設定してもよい。この場合は、周波数制御部５０１は、ＰＲＢＳ検査回路１０５からの検査結果が“不一致”から“一致”に切り替わるまでクロック周波数ｆを所定単位量ずつ低くする。
【００４７】
遅延算出部５０２は、ＰＲＢＳ検査回路１０５からの検査結果が示す“一致”および“不一致”が切り替わったときに周波数制御部５０１から通知されていたクロック周波数ｆを取得する。そして、遅延算出部５０２は、取得したクロック周波数ｆの逆数である１／ｆを配線遅延量ｔとして算出する。
【００４８】
また、遅延算出部５０２は、所定温度Ｔ［℃］におけるキャリブレーション処理時に算出した配線遅延量ｔを配線遅延量ＤTとしてメモリアクセス部５０３へ出力する。また、遅延算出部５０２は、対象装置における温度ＴXの検出時に算出した配線遅延量ｔを配線遅延量ＤXとして温度算出部５０６へ出力する。
【００４９】
メモリアクセス部５０３は、たとえば外部からの制御によって温度検出回路１００がキャリブレーションモードに設定された場合に、遅延算出部５０２から出力された配線遅延量ＤTを不揮発メモリ５１０に書き込む（Ｗｒｉｔｅ：ＤT）。不揮発メモリ５１０は、たとえば温度検出回路１００の外部の不揮発メモリである。
【００５０】
また、メモリアクセス部５０３は、対象装置における温度ＴXの検出時に、不揮発メモリ５１０に書き込んだ配線遅延量ＤTを読み出す（Ｒｅａｄ：ＤT）。そして、メモリアクセス部５０３は、読み出した配線遅延量ＤTを温度算出部５０６へ出力する。
【００５１】
温度テーブル読出部５０４は、対象装置における温度ＴXの検出時に温度算出テーブル５０５を読み出す（Ｒｅａｄ）。温度算出テーブル５０５は、温度ごとに配線遅延量ｔの代表値（たとえば図４に示した温度遅延特性４０１）を示す情報である。温度テーブル読出部５０４は、温度算出部５０６からの指示に応じて温度算出テーブル５０５の値の読み出しを行い、読み出し値（Ｒｅａｄ値）を温度算出部５０６へ出力する。
【００５２】
温度算出部５０６は、遅延算出部５０２から出力された配線遅延量ＤXと、メモリアクセス部５０３から出力された配線遅延量ＤTと、温度テーブル読出部５０４から出力された読み出し値と、に基づいて対象装置における温度ＴXを検出する。
【００５３】
たとえば、温度算出部５０６は、配線遅延量ＤTと、温度算出テーブル５０５において温度Ｔに対応する配線遅延量ｔと、の差分をＤoffsetとして算出する。そして、温度算出部５０６は、配線遅延量ＤXをＤoffsetにより補正（ＤX＋Ｄoffset）し、温度算出テーブル５０５において補正後の配線遅延量と対応する温度を特定することにより対象装置の温度ＴXを検出する。
【００５４】
または、温度算出部５０６は、温度算出テーブル５０５における配線遅延量ｔをＤoffsetにより補正し、補正後の温度算出テーブル５０５において配線遅延量ＤXと対応する温度を特定することにより対象装置の温度ＴXを検出してもよい。すなわち、温度算出部５０６は、Ｄoffsetと、配線遅延量ＤXと、温度算出テーブル５０５と、に基づいて対象装置の温度ＴXを検出することができる。
【００５５】
そして、温度算出部５０６は、算出した温度ＴXを示す温度情報を出力する。温度算出部５０６から出力された温度情報は、たとえば温度検出回路１００が適用された伝送装置などのデバイスにおける温度を調整する温度調整部へ入力される。また、温度算出部５０６から出力された温度情報は、温度検出回路１００が適用された伝送装置などのデバイスにおいて温度の監視（たとえばユーザへの通知）を行う監視部へ入力されてもよい。
【００５６】
（実施の形態にかかる温度算出テーブルが示す温度遅延特性）
図６は、実施の形態にかかる温度算出テーブルが示す温度遅延特性の一例を示す図である。図６において、横軸は対象装置の温度［℃］を示し、縦軸は第１ＦＦ１０３と第２ＦＦ１０４との間の配線遅延量ｔ［ｎｓ］を示す。温度遅延特性４０１は、図４に示した対象装置の温度に対する配線遅延量ｔの最も典型的な特性である温度遅延特性４０１（Ｔｙｐｉｃａｌ）である。
【００５７】
図５に示した温度算出テーブル５０５は、たとえば温度遅延特性４０１に基づく温度と配線遅延量ｔとの対応関係を示す情報である。アドレス群６０１は、温度算出部５０６における各アドレスを示している。すなわち、アドレス群６０１におけるアドレスＡｄｄ＝０，１，２，…ｉが示す温度算出テーブル５０５の各領域に、温度と配線遅延量ｔの組み合わせが格納されている。
【００５８】
図６に示す例では、アドレスＡｄｄ＝０の領域に−３０〜−２１［℃］の配線遅延量ｔ、アドレスＡｄｄ＝１の領域に−２０〜−１１［℃］の配線遅延量ｔ、…のように１０［℃］ごとの配線遅延量ｔが温度算出テーブル５０５に格納される。
【００５９】
また、上述したように、クロック周波数ｆを変化させ、ＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果が切り替わるときのクロック周波数ｆに基づくクロック周期Ｔckが配線遅延量ｔに対応する。すなわち、温度算出テーブル５０５は、ＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果が切り替わるときのクロック周波数ｆ（クロック周期Ｔck）と対象装置の温度との対応関係を示す対応情報である。
【００６０】
（実施の形態にかかる温度算出テーブルを用いた温度検出）
図７は、実施の形態にかかる温度算出テーブルを用いた温度検出の一例を示す図である。図７において、図６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示した温度算出部５０６は、たとえば、温度テーブル読出部５０４を介して温度算出テーブル５０５の読み出しをアドレスＡｄｄ＝０，１，２，…の順に行う。そして、温度算出部５０６は、読み出した配線遅延量ＤnをＤoffsetにより補正した配線遅延量と、遅延算出部５０２から出力された配線遅延量ＤXと、を比較することによって対象装置の温度を検出する。
【００６１】
たとえば配線遅延量ＤXと読み出した配線遅延量Ｄnとの関係が図７のようになったとする。すなわちＤ6＋Ｄoffset＜ＤXかつＤ7＋Ｄoffset＞ＤXであったとする。この場合は、温度算出部５０６は、対象装置の温度が、温度遅延特性４０４においてＤ6〜Ｄ7の範囲に対応する４０〜５０［℃］の範囲内の温度であると判断することができる。したがって、温度算出部５０６は、４０〜５０［℃］の温度範囲を示す温度情報を出力する。
【００６２】
（実施の形態にかかる温度検出回路による処理）
図８は、実施の形態にかかる温度検出回路による処理の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、実施の形態にかかる温度検出回路１００は、たとえば図８に示す各ステップを実行する。図８に示す各ステップは、たとえば温度検出回路１００の制御回路１０６によって実行される。また、図８に示す各ステップは、たとえば温度検出回路１００の起動時に開始される。
【００６３】
まず、温度検出回路１００は、キャリブレーション処理を行うか否かを判断する（ステップＳ８０１）。たとえば、温度検出回路１００は、外部からキャリブレーションモードの設定が行われた場合はキャリブレーション処理を行うと判断し、外部からキャリブレーションモードの設定が行われていない場合はキャリブレーション処理を行わないと判断する。または、温度検出回路１００は、配線遅延量ＤTが不揮発メモリ５１０に書き込まれていない場合はキャリブレーション処理を行うと判断し、不揮発メモリ５１０に配線遅延量ＤTが書き込まれている場合はキャリブレーション処理を行わないと判断してもよい。
【００６４】
ステップＳ８０１において、キャリブレーション処理を行わないと判断した場合（ステップＳ８０１：Ｎｏ）は、温度検出回路１００は、不揮発メモリ５１０から配線遅延量ＤTを読み出す（ステップＳ８０２）。そして、温度検出回路１００は、キャリブレーション処理を行わずにステップＳ８０８（温度測定処理）へ移行する。
【００６５】
ステップＳ８０１において、キャリブレーション処理を行うと判断した場合（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）は、温度検出回路１００は、キャリブレーション処理へ移行する。キャリブレーション処理が行われる場合は、対象装置の温度は既知の温度Ｔとする。すなわち、温度検出回路１００は、ＰＬＬ１０１が出力するクロック信号の周波数（クロック周波数ｆ）を初期値に設定する（ステップＳ８０３）。ステップＳ８０３により設定されるクロック周波数ｆの初期値は、たとえば、上述した半導体プロセスばらつきや対象装置の温度によらずに上記（２）式の関係を満たす十分に低い周波数である。
【００６６】
つぎに、温度検出回路１００は、ＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果に基づいて、第２ＦＦ１０４からの出力信号のパターンが、ＰＲＢＳ生成回路１０２が生成したＰＲＢＳと一致したか否かを判断する（ステップＳ８０４）。パターンが一致した場合（ステップＳ８０４：Ｙｅｓ）は、温度検出回路１００は、クロック周波数ｆを所定の単位量だけ増加させ（ステップＳ８０５）、ステップＳ８０４へ戻る。
【００６７】
ステップＳ８０４において、パターンが一致していない場合（ステップＳ８０４：Ｎｏ）は、温度検出回路１００は、そのときのクロック周波数ｆの逆数である１／ｆを算出することによって配線遅延量ＤTを得る（ステップＳ８０６）。つぎに、温度検出回路１００は、不揮発メモリ５１０に、ステップＳ８０６によって得られた配線遅延量ＤTを書き込む（ステップＳ８０７）。これによりキャリブレーション処理が終了する。
【００６８】
つぎに、温度検出回路１００は、ステップＳ８０８（温度測定処理）へ移行する。図８に示すステップＳ８０８〜Ｓ８１０は、ステップＳ８０３〜Ｓ８０５と同様である。ステップＳ８０９において、パターンが一致していない場合（ステップＳ８０９：Ｎｏ）は、温度検出回路１００は、そのときのクロック周波数ｆの逆数である１／ｆを算出することによって配線遅延量ＤXを得る（ステップＳ８１１）。
【００６９】
つぎに、温度検出回路１００は、温度算出テーブル５０５のアドレスＡｄｄ（ｉ）のインデックスｉを初期値の“０”に設定する（ステップＳ８１２）。つぎに、温度検出回路１００は、温度算出テーブル５０５のアドレスＡｄｄ（ｉ）の配線遅延量の値を読み出す（ステップＳ８１３）。
【００７０】
つぎに、温度検出回路１００は、ステップＳ８１３による配線遅延量の読み出し値をＤoffsetにより補正した値（読み出し値＋Ｄoffset）が、ステップＳ８１１により得たＤXより小さいか否かを判断する（ステップＳ８１４）。Ｄoffsetは、たとえば配線遅延量ＤTと、温度算出テーブル５０５において温度Ｔに対応する配線遅延量と、の差分である。配線遅延量ＤTは、キャリブレーション処理（ステップＳ８０３〜Ｓ８０７）を行った場合はステップＳ８０６により得た配線遅延量ＤTであり、キャリブレーション処理を行っていない場合はステップＳ８０２から読み出した配線遅延量ＤTである。
【００７１】
ステップＳ８１４において、読み出し値＋ＤoffsetがＤXより小さい場合（ステップＳ８１４：Ｙｅｓ）は、温度検出回路１００は、インデックスｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）し（ステップＳ８１５）、ステップＳ８１３へ戻る。
【００７２】
ステップＳ８１４において、読み出し値＋ＤoffsetがＤXより小さくない場合（ステップＳ８１４：Ｎｏ）は、温度検出回路１００は、ステップＳ８１６へ移行する。すなわち、温度検出回路１００は、対象装置の温度ＴXを示す値として、たとえば温度算出テーブル５０５のアドレスＡｄｄ（ｉ−１）の温度の値を読み出し（ステップＳ８１６）、ステップＳ８０８へ戻る。また、温度検出回路１００は、ステップＳ８１６によって読み出した温度の値を示す温度情報を出力する。
【００７３】
たとえば、温度検出回路１００を含む対象装置の製造時に、対象装置が温度Ｔとなる環境において、ステップＳ８０３〜Ｓ８０７のキャリブレーション処理を実行し、一連の処理を終了するようにしてもよい。これにより、配線遅延量ＤTを不揮発メモリ５１０に格納した状態の対象装置を製造し、対象装置の製造後の運用時に、ステップＳ８０２によって配線遅延量ＤTを読み出してステップＳ８０８〜Ｓ８１６の温度測定処理を行うことができる。
【００７４】
また、たとえば対象装置の起動時の温度が温度Ｔでほぼ一定の場合は、製造時にキャリブレーション処理を実行しておかなくても、対象装置の起動時にステップＳ８０３〜Ｓ８０７のキャリブレーション処理を行って配線遅延量ＤTを得ることができる。
【００７５】
図８に示したように、温度検出回路１００は、第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４のクロック周波数ｆを変化させ、ＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果（比較の結果）が切り替わったときのクロック周波数ｆに基づいて対象装置の温度を検出することができる。これにより、対象装置の温度によって変化する第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４の間の遅延量に基づく対象装置の温度検出を簡易な回路により行うことができる。
【００７６】
また、温度検出回路１００は、対象装置が所定温度Ｔ［℃］であるときに、ＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果が切り替わるクロック周波数ｆ（配線遅延量ＤT）を測定しておくキャリブレーション処理を行うことができる。そして、温度検出回路１００は、ＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果が切り替わったときのクロック周波数ｆと、温度算出テーブル５０５と、測定しておいたクロック周波数ｆ（配線遅延量ＤT）と、に基づいて対象装置の温度を検出することができる。これにより、対象装置の製造時の半導体プロセスばらつきがあっても、対象装置の温度を精度よく検出することができる。
【００７７】
（実施の形態にかかるＰＲＢＳ検査回路による検査）
図９〜図１２は、実施の形態にかかるＰＲＢＳ検査回路による検査の一例を示す図である。図９〜図１２において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９〜図１２は、制御回路１０６がＰＬＬ１０１のクロック周波数ｆを所定単位量ずつ増加させた各段階におけるクロック信号２０１、第１ＦＦ出力２０２および第２ＦＦ出力２０３の各タイミングを示している。
【００７８】
図９〜図１２に示す例では、ＰＲＢＳ生成回路１０２がＰＲＢＳとして“１０１０”を第１ＦＦ１０３へ出力する場合について説明する。図９〜図１１に示す段階においては第２ＦＦ１０４が“１０１０”を出力するため、ＰＲＢＳ検査回路１０５は“一致”を示す検査結果を出力する。そして、図１２に示す段階においては第２ＦＦ１０４が“０１０１”を出力するため、ＰＲＢＳ検査回路１０５は“不一致”を示す検査結果を出力する。
【００７９】
（実施の形態にかかる温度検出回路による温度検出の具体例）
図１３は、実施の形態にかかる温度検出回路による温度検出の具体例を示す図である。図１３において、図７に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。まず、キャリブレーション処理における対象装置の温度Ｔが０［℃］であり、クロック周波数ｆを７１４［ＭＨｚ］まで増加させた時点でＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果が“一致”から“不一致”に切り替わったとする。
【００８０】
この場合に、温度検出回路１００は、たとえば１／７１４［ＭＨｚ］を算出することにより、温度Ｔ＝０［℃］における配線遅延量ＤTとして約１．４［ｎｓ］を得る。一方、図１３に示す例では、温度算出テーブル５０５が示す温度遅延特性４０１（Ｔｙｐｉｃａｌ）において０［℃］に対応する配線遅延量が１．１［ｎｓ］である。したがって、温度検出回路１００は、１．４［ｎｓ］と１．１［ｎｓ］との差分である０．３［ｎｓ］を、上述したＤoffsetとして得る。
【００８１】
つぎに、温度検出回路１００は、温度検出時に、クロック周波数ｆを５１２［ＭＨｚ］まで増加させた時点でＰＲＢＳ検査回路１０５による検査結果が“一致”から“不一致”に切り替わったとする。
【００８２】
この場合に、温度検出回路１００は、１／５１２［ＭＨｚ］を算出することにより、上述した温度ＤXにおける配線遅延量ＤXとして約１．９５［ｎｓ］を得る。そして、温度検出回路１００は、温度算出テーブル５０５のアドレスＡｄｄ＝０，１，２，…に格納された配線遅延量Ｄ0，Ｄ1，Ｄ2，…を順次読み出す。
【００８３】
図１３に示す例では、下記（５）式に示すように、配線遅延量Ｄ0〜Ｄ13までは配線遅延量Ｄn＋ＤoffsetがＤXより小さく、配線遅延量Ｄ14＋ＤoffsetはＤX以上であったとする。
【００８４】
Ｄ13＋Ｄoffset＜ＤX：１．６＋０．３＜１．９５
Ｄ14＋Ｄoffset≧ＤX：１．７＋０．３≧１．９５    …（５）
【００８５】
この場合は、対象装置の温度ＴXは、温度算出テーブル５０５のアドレスＡｄｄ＝１３の領域に格納された温度範囲、すなわち１００〜１２０［℃］に含まれると判定することができる。したがって、温度検出回路１００は、１００〜１２０［℃］の範囲を示す温度情報を出力する。また、温度検出回路１００は、特定した温度範囲を示す温度情報に限らず、たとえば特定した温度範囲の中央値等の代表値（たとえば１１０［℃］）を示す温度情報を出力してもよい。
【００８６】
（実施の形態にかかる温度検出回路を適用した伝送装置）
図１４は、実施の形態にかかる温度検出回路を適用した伝送装置の一例を示す図である。図１４に示す伝送装置１４００は、ＦＰＧＡ１４１０と、温度調整部１４２０と、を備える。伝送装置１４００は、他の伝送装置との間で信号伝送を行う装置である。伝送装置１４００による信号伝送は、たとえば、電気信号による伝送、無線信号による伝送、光信号による伝送など各種の伝送とすることができる。
【００８７】
ＦＰＧＡ１４１０は、上述した対象装置（温度検出回路１００による温度の検出対象の装置）の一例である。たとえば、ＦＰＧＡ１４１０は、伝送処理回路１４１１と、温度検出回路１００と、を備える。伝送処理回路１４１１は、伝送装置１４００における信号伝送の処理を行う。温度検出回路１００は、ＦＰＧＡ１４１０の温度を検出し、検出した温度を示す温度情報を温度調整部１４２０へ出力する。
【００８８】
温度調整部１４２０は、温度検出回路１００から出力された温度情報に基づいて、ＦＰＧＡ１４１０の温度を調整する温度調整部である。たとえば、温度調整部１４２０は、温度検出回路１００から出力される温度情報が示す温度が所定の基準範囲内になるようにＦＰＧＡ１４１０の温度を調整する。温度調整部１４２０には、たとえば、ＦＰＧＡ１４１０を冷却し、回転数を制御することによってＦＰＧＡ１４１０の温度を調整するファンを用いることができる。ただし、温度調整部１４２０にはファンに限らず、各種の温度調整部を用いることができる。
【００８９】
伝送装置１４００によれば、たとえばサーミスタ等の温度センサをＦＰＧＡ１４１０の付近に設けなくても、ＦＰＧＡ１４１０の内部に設けられた温度検出回路１００によってＦＰＧＡ１４１０の温度を検出し、ＦＰＧＡ１４１０の温度を調整することができる。これにより、たとえば、装置の省電力化を図りつつ、たとえば温度上昇によるＦＰＧＡ１４１０の誤動作や破壊を防止することができる。
【００９０】
（実施の形態にかかる温度検出回路の他の一例）
図１５は、実施の形態にかかる温度検出回路の他の一例を示す図である。図１５において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。上記において、ＰＲＢＳを用いて配線遅延量を測定する構成について説明したが、配線遅延量の測定に用いるパターンはＰＲＢＳに限らない。
【００９１】
たとえば、図１５に示すように、温度検出回路１００は、図１に示したＰＲＢＳ生成回路１０２およびＰＲＢＳ検査回路１０５に代えて、固定値生成回路１５０１および固定値検査回路１５０２を備えていてもよい。
【００９２】
固定値生成回路１５０１は、ＰＬＬ１０１から出力されたクロック信号の周波数に応じたレートの固定パターンを生成する。固定パターンは、たとえば“１１１１０１１０”や“００１０１０００”など、“０”と“１”が混在した任意のパターンとすることができる。そして、固定値生成回路１５０１は、生成した固定パターンを試験パターン信号として第１ＦＦ１０３へ出力する。
【００９３】
また、温度検出回路１００による対象装置（たとえばＦＰＧＡ１４１０）の内部に温度検出回路１００の各回路が設けられる構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、図１に示した温度検出回路１００の構成のうち、第１ＦＦ１０３、第２ＦＦ１０４および配線１０７が対象装置の内部に設けられていればよい。すなわち、ＰＬＬ１０１、ＰＲＢＳ生成回路１０２、ＰＲＢＳ検査回路１０５および制御回路１０６は対象装置の外部に設けられていてもよい。
【００９４】
また、ＰＬＬ１０１を用いて周波数が可変のクロック信号を生成する構成について説明したが、周波数が可変のクロック信号を生成する構成はこれに限らない。たとえば、プログラマブルなクロックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）を用いて周波数が可変のクロック信号を発振する構成としてもよい。
【００９５】
また、不揮発メモリ５１０に配線遅延量ＤTを書き込む構成について説明したが、特定した配線遅延量ＤTに基づくＤoffsetを不揮発メモリ５１０に書き込む構成としてもよい。この場合は、温度検出回路１００は、温度検出時に、不揮発メモリ５１０からＤoffsetを読み出し、読み出したＤoffsetを用いて上述した補正を行う。
【００９６】
また、対象装置の半導体プロセスを考慮したキャリブレーション処理を行う構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば対象装置における温度遅延特性の半導体プロセスばらつきが小さく無視できる範囲内である場合は、キャリブレーション処理を行わない構成としてもよい。この場合は、たとえば図５に示した不揮発メモリ５１０やメモリアクセス部５０３を省いた構成としてもよい。また、この場合は図８に示したステップＳ８０１〜Ｓ８０７を省いてもよい。そして、ステップＳ８１４において、温度検出回路１００は、ステップＳ８０９による配線遅延量の読み出し値がＤXより小さいか否かを判断する。
【００９７】
このように、実施の形態にかかる温度検出回路１００によれば、試験パターンを第１ＦＦ１０３へ入力し、第１ＦＦ１０３の出力信号を第２ＦＦ１０４へ入力し、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較を行うことができる。そして、第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４のクロック周波数を変化させ、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較の結果が切り替わったときのクロック周波数に基づいて半導体装置の温度を検出することができる。これにより、半導体装置の温度によって変化する第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４の間の遅延量に基づく半導体装置の温度検出を簡易な回路により行うことができる。
【００９８】
なお、第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４のクロック周波数を変化させる処理には、第１ＦＦ１０３および第２ＦＦ１０４のクロック周期を変化させる処理が含まれる。また、クロック周波数に基づく半導体装置の温度の検出には、クロック周期に基づく半導体装置の温度の検出が含まれる。
【００９９】
たとえば、温度検出回路１００によれば、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較の結果が切り替わるクロック周波数と半導体装置の温度との対応情報を用いて半導体装置の温度を検出することができる。すなわち、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較の結果が切り替わったときのクロック周波数と対応情報において対応付けられた温度を取得することによって半導体装置の温度を検出することができる。
【０１００】
この対応情報は、たとえば、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較の結果が切り替わるクロック周波数と半導体装置の温度とを直接的に対応付ける対応情報である。また、この対応情報は、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較の結果が切り替わるクロック周期と半導体装置の温度とを対応付けることによりクロック周波数と半導体装置の温度とを間接的に対応付ける対応情報であってもよい。
【０１０１】
また、温度検出回路１００によれば、半導体装置が所定温度である状態で、第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較の結果が切り替わるクロック周波数を測定しておくことができる。そして、温度測定時に第２ＦＦ１０４の出力信号と試験パターンとの比較の結果が切り替わったときのクロック周波数と、対応情報と、測定しておいたクロック周波数と、に基づいて半導体装置の温度を検出することができる。これにより、半導体装置の製造時の半導体プロセスばらつきがあっても、半導体装置の温度を精度よく検出することができる。
【０１０２】
以上説明したように、温度検出回路および温度検出方法によれば、半導体装置の温度検出を簡易な回路により行うことができる。
【０１０３】
たとえば、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ内の温度を測定する技術として、遅延回路およびフリップフロップ回路を組み合わせた回路においてフリップフロップ回路の出力を監視する技術が考えられる（たとえば、上記特許文献１）。しかしながら、この構成では装置温度がある温度を超えたか否かを判定できるに過ぎず、装置温度を検出することができない。
【０１０４】
これに対して、遅延回路およびフリップフロップ回路の組み合わせを複数用いる構成が考えられるが、近年の微細化が進んだプロセスでは、ナノ秒単位の遅延を生じさせるためには膨大な数の論理素子や配線リソースを要するため、回路規模が大きくなる。また、半導体プロセスばらつきにより温度の検出誤差が生じる。
【０１０５】
これに対して、上述した実施の形態によれば、複数個の遅延回路を実装するのではなく、クロック周波数を可変とすることで、回路規模の増加を抑制しつつたとえば３段階以上の温度を測定することができる。また、製造時や装置立ち上げ時などの温度が一定の条件下であらかじめ遅延値を測定するキャリブレーション処理を行うことで、半導体プロセスばらつきによる測定誤差を補償した温度を検出することができる。したがって、上述した実施の形態によれば、従来技術より小規模な遅延素子や配線リソースで温度検出回路を構成できる。また、半導体プロセスばらつきを考慮した温度検出を実現することができる。
【０１０６】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１０７】
（付記１）半導体装置の温度を検出する温度検出回路であって、
周波数が可変のクロック信号を生成する生成回路と、
試験パターン信号がデータとして入力され、前記生成回路により生成された前記クロック信号がクロックとして入力される第１フリップフロップ回路と、
前記第１フリップフロップ回路の出力信号がデータとして入力され、前記クロック信号がクロックとして入力される第２フリップフロップ回路と、
前記第２フリップフロップ回路の出力信号と前記試験パターン信号との比較を行う比較回路と、
前記クロック信号の周波数を変化させ、前記比較回路による前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数に基づいて前記温度を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする温度検出回路。
【０１０８】
（付記２）前記検出部は、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数と、前記比較の結果が切り替わる前記クロック信号の周波数と前記温度との対応情報と、に基づいて前記温度を検出することを特徴とする付記１に記載の温度検出回路。
【０１０９】
（付記３）前記検出部は、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数と、前記対応情報と、前記半導体装置が所定温度であるときに測定した前記比較の結果が切り替わる前記クロック信号の周波数と、に基づいて前記温度を検出することを特徴とする付記２に記載の温度検出回路。
【０１１０】
（付記４）前記検出部は、前記半導体装置が所定温度であるときに測定した前記比較の結果が切り替わる前記クロック信号の周波数と、前記対応情報において前記所定温度と対応付けられた周波数と、の間の差分を取得し、取得した前記差分と、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数と、前記対応情報と、に基づいて前記温度を検出することを特徴とする付記３に記載の温度検出回路。
【０１１１】
（付記５）前記生成回路により生成され前記第１フリップフロップ回路および前記第２フリップフロップ回路へ入力される各クロック信号のタイミングが一致するように、前記生成回路と前記第１フリップフロップ回路との間の配線距離と、前記生成回路と前記第２フリップフロップ回路との間の配線距離と、が調整されていることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の温度検出回路。
【０１１２】
（付記６）前記第１フリップフロップ回路と前記第２フリップフロップ回路との間の信号の遅延量は前記半導体装置の温度に応じて変化することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の温度検出回路。
【０１１３】
（付記７）少なくとも前記第１フリップフロップ回路、前記第２フリップフロップ回路および前記第１フリップフロップ回路と前記第２フリップフロップ回路との間の配線が前記半導体装置に設けられていることを特徴とする付記６に記載の温度検出回路。
【０１１４】
（付記８）半導体装置の温度を検出する温度検出方法であって、
周波数が可変のクロック信号を生成し、
第１フリップフロップ回路に、試験パターン信号をデータとして入力し、生成した前記クロック信号をクロックとして入力し、
第２フリップフロップ回路に、前記第１フリップフロップ回路の出力信号をデータとして入力し、前記クロック信号をクロックとして入力し、
前記第２フリップフロップ回路の出力信号と前記試験パターン信号との比較を行い、
前記クロック信号の周波数を変化させ、前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数に基づいて前記温度を検出する、
ことを特徴とする温度検出方法。
【０１１５】
（付記９）他の伝送装置との間の信号の伝送処理を行う半導体装置と、
周波数が可変のクロック信号を生成する生成回路と、
試験パターン信号がデータとして入力され、前記生成回路により生成された前記クロック信号がクロックとして入力される第１フリップフロップ回路と、
前記第１フリップフロップ回路の出力信号がデータとして入力され、前記クロック信号がクロックとして入力される第２フリップフロップ回路と、
前記第２フリップフロップ回路の出力信号と前記試験パターン信号との比較を行う比較回路と、
前記クロック信号の周波数を変化させ、前記比較回路による前記比較の結果が切り替わったときの前記クロック信号の周波数に基づいて前記半導体装置の温度を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記温度に基づいて前記半導体装置の温度を調整する調整部と、
を備えることを特徴とする伝送装置。
【符号の説明】
【０１１６】
１００  温度検出回路
１０１  ＰＬＬ
１０２  ＰＲＢＳ生成回路
１０３  第１ＦＦ
１０４  第２ＦＦ
１０５  ＰＲＢＳ検査回路
１０６  制御回路
１０７  配線
２０１  クロック信号
２０２  第１ＦＦ出力
２０３  第２ＦＦ出力
３０１，４０１〜４０４  温度遅延特性
３０２  温度範囲
５０１  周波数制御部
５０２  遅延算出部
５０３  メモリアクセス部
５０４  温度テーブル読出部
５０５  温度算出テーブル
５０６  温度算出部
５１０  不揮発メモリ
６０１  アドレス群
１４００  伝送装置
１４１０  ＦＰＧＡ
１４１１  伝送処理回路
１４２０  温度調整部
１５０１  固定値生成回路
１５０２  固定値検査回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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