(57)【要約】【課題】電源投入手順によらずに安定した動作を行う入出力回路の制御を、回路規模の増大を抑え、チューニングが不要なデジタル回路のみで実現する集積回路を提供する。【解決手段】信号発生器１１３で生成した信号を、レベルシフト回路１１１で電源電圧Ｖｃｃ２の信号振幅へ変換する。次にＶｃｃ２の信号振幅に変換したものを、もう一度レベルシフト回路１１２で内部電源電圧Ｖｃｃ１の信号振幅へ変換して、フィードバック信号を生成する。比較器１１４で信号発生器１１３が生成したオリジナルの信号と、２つのレベルシフトを経て生成された、フィードバック信号とを論理的に比較し、一致しない場合にはＶｃｃ２の電源が遮断されていると見なして、入出力回路１１５での不定伝播を防止するように制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源電圧を動作電圧とする内部回路と、
第１電源電圧よりも大きな第２電源電圧を動作電圧とし、
第１電源電圧に対応した信号振幅を第２電源電圧に対応した信号振幅に変換する第１ＩＯレベルシフト回路および、第２電源電圧に対応した信号振幅を第１電源電圧に対応した信号振幅に変換する第２ＩＯレベルシフト回路を備えた入出力回路と、
第１電源電圧に対応した信号振幅を第２電源電圧に対応した信号振幅に変換する第１レベルシフト回路と、
第２電源電圧に対応した信号振幅を第１電源電圧に対応した信号振幅に変換する第２レベルシフト回路と、
上記第１レベルシフト回路に供給する信号を発生させる信号発生器と、
上記入出力回路を制御する制御信号を生成するために、上記信号発生器から出力された信号を上記第１レベルシフト回路に入力し、上記第１レベルシフト回路から出力された信号を上記第２レベルシフト回路に入力することで生成される、上記第２レベルシフト回路からの出力信号と、上記信号発生器から出力された信号とを比較する比較器と、
上記第２レベルシフト回路から出力された信号が不定信号となった場合に、上記比較器への不定入力を防止するためのプルアップ抵抗と
上記第１ＩＯレベルシフト回路および第２ＩＯレベルシフト回路および第１レベルシフト回路において、信号振幅の変換を行うレベル変換部と、上記レベル変換部の出力信号と上記制御信号およびリセット信号とを受けるゲート回路からなる不定伝播防止部とを備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記プルアップ抵抗が、上記比較器の出力に応じてＯＮあるいはＯＦＦを切り替えることが出来る回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項１において、
プルアップ抵抗の代わりに、プルダウン抵抗を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項３において、
上記プルダウン抵抗が、上記比較器の出力に応じてＯＮあるいはＯＦＦを切り替えることが出来る回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項５】
上記請求項１、請求項２、請求項３または請求項４の半導体集積回路装置をシステムの一部として用いるデジタルビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部電圧と異なる電源電圧で動作する周辺装置に対し、信号受け渡しを行う入出力回路と、レベルシフト回路を有する半導体集積回路装置および上記半導体集積回路装置を組み込んだセット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路装置では、複数の周辺装置を構成する半導体集積回路装置との間で信号の受け渡しが必要とされる。また上記複数の半導体集積回路装置は、それぞれが個別の電源電圧で動作する場合があり、半導体集積回路装置の入出力回路は、接続される装置の電源電圧で動作する必要がある。
【０００３】
一方で、内部回路は高集積化や低消費電力化のために低電源電圧で動作しているため、上記入出力回路との間には、信号振幅を相互に変換するレベルシフト回路が設けられている。しかしながら、内部回路と入出力回路の電源投入順序や、立ち上がり時間が異なることにより、入出力信号が不定レベルとなり、それを受ける入出力回路で大きな貫通電流が流れたり、電圧衝突が生じたりして素子破壊を生じるといった問題がある。
【０００４】
また内部回路が動作している際に入出力回路の電源が遮断される場合にも、入出力回路からの不定入力が内部回路に伝播し、同様の問題が発生する。
【０００５】
従来この問題の解決方法として、電源検知回路を用いて入出力回路に印加されている電源レベルを測定して、入出力回路からの不定伝播を防ぐよう入出力回路を制御する構成がなされていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
入出力回路の電源電圧が所定のレベルに達した場合は、電源検知回路からの制御信号により、入出力回路に設けられているレベルシフタ回路の不定伝播防止部が有効になり内部回路への不定伝播を防いでいる。
【特許文献１】特開２００５−２８６６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、電源検知回路を用いて入出力回路からの電源状況を監視し、不定伝播を防ぐように入出力回路を制御しているため、通常電源検知回路はアナログ回路を用いて構成され、回路規模が大きくなり装置小型化の妨げとなる課題を有していた。
【０００８】
またアナログ回路の特性上、期待する検出信号を得るためには検知電圧のチューニングが必要となり、電圧・温度といった動作環境の様々な要因にも左右され、その特性が変化してしまい、入出力回路の制御には不向きであるといった課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、入出力回路の制御をディジタル回路のみで実現し、回路規模の増大を抑え、更にチューニングの必要を省いた、電源投入手順によらずに安定した動作を行う半導体集積回路装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の半導体集積回路装置は、第１レベルシフト回路に供給する信号を発生させる信号発生器と、信号発生器から出力された信号を第１電源電圧に対応した信号振幅を第２電源電圧に対応した信号振幅に変換する第１レベルシフト回路に入力し、第１レベルシフト回路から出力された信号を第２電源電圧に対応した信号振幅を第１電源電圧に対応した信号振幅に変換する第２レベルシフト回路に入力することで生成される第２レベルシフト回路からの出力信号と、信号発生器から出力された信号とを比較する比較器を有し、上記比較器は入力された２つの信号レベルが一致していない場合は、不定伝播を防ぐよう制御信号を出力する。
【００１１】
ここで、信号発生器とは、要するに定期的または不定期なＨ区間とＬ区間が出現する、任意の波形を発生する回路であればいかなるものであってもよいので、具体的には例えばタイマー回路やカウンタ回路、発振回路などを使用することができる。またレベルシフト回路とは、異なる電源間で信号レベルや論理の受け渡しが行える回路であればいかなる回路であってもよいので、具体的には変圧器やリレー回路などを使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように構成された本発明の半導体集積回路装置によれば、レベルシフト回路、信号発生器、比較器といった動作電圧や動作温度といった条件による影響が極めて少ないディジタル回路のみで、入出力回路からの不定伝播を防止するための制御信号を生成することができるため、回路規模を最小限に抑えた上で、内部電源と周辺回路の電源投入順序に関わらずに、半導体集積回路装置の安定動作を可能にすることができる。なお、内部回路および周辺回路が動作している際に、周辺回路の動作電源電圧のみ遮断した場合も、半導体集積回路装置は安定した動作が可能であり、その際はセット全体の低消費電力に貢献することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置の概略ブロック図である。
同図においてＩ／Ｏ領域に形成される入出力回路を介して、内部回路の動作電源電圧Ｖｃｃ１とは異なる動作電源電圧Ｖｃｃ２で動作する周辺回路装置の半導体集積回路装置との間で信号の授受を行う。
【００１５】
１１１は内部回路で生成された電源電圧Ｖｃｃ１の信号振幅を持った信号１０１を、電源電圧Ｖｃｃ２の信号振幅を持った信号に変換する第１レベルシフト回路である。１１２は電源電圧Ｖｃｃ２の信号振幅を持った信号を電源電圧Ｖｃｃ１の信号振幅を持った信号に変換する第２レベルシフト回路である。第１レベルシフト回路１１１と第２レベルシフト回路１１２は上記のようなレベル変換動作を行うために、Ｖｃｃ１とＶｃｃ２との２つの電源電圧で動作する。また第１レベルシフト回路１１１と第２レベルシフト回路１１２は信号線１０２によって接続されている。加えて、第１レベルシフト回路１１１には電源電圧Ｖｃｃ２の信号振幅を持ったリセット信号ＲＳＴが入力されている。なお、本実施の形態において、Ｖｃｃ１とＶｃｃ２は互いに異なる電圧であってもよいし、同じ電圧であってもよい。
【００１６】
１１３は内部回路内に設けられた信号発生器であり、所定の信号を出力して信号線１０１を介し第１レベルシフタ１１１と比較器１１４に信号を供給する。なお、本実施の形態において、上記所定の信号とはＨ区間及びＬ区間の両方が定期的あるいは不定期に出現する信号である。また信号発生器１１３は発振回路であってもよいし、カウンタ回路であってもよい。
【００１７】
１１４は第２レベルシフト回路１１２から出力された信号１０３と、信号発生器１１３から出力された信号１０１を比較する比較器であり、それぞれの信号を比較して所定の条件を満たすことを確認し、入出力回路１１５を制御する制御信号１０４を生成する。また第２レベルシフト回路１１２と比較器１１４は信号線１０３で接続され、信号線１０３はプルアップ抵抗１１６を介してＶｃｃ１に接続されている。なおプルアップ抵抗１１６はプルダウン抵抗とすることができる。なお所定の条件とは信号１０３と信号１０１の排他的論理和で不一致となる場合であってもよいし、ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴの論理の組み合わせで生成した条件であってもよい。
【００１８】
１１５は内部回路で生成された信号を周辺回路装置の半導体集積回路装置に伝えたり、逆に周辺回路装置の半導体集積回路装置から受ける信号を内部回路に伝えたりする入出力回路である。また入出力回路１１５は、周辺回路装置の半導体集積回路装置との間で受け渡した信号が格納されるＩＯバッファと、第１レベルシフト回路１１１や第２レベルシフト回路１１２と同様にレベル変換動作を行う第１ＩＯレベルシフト回路と第２ＩＯレベルシフト回路を備えている。つまり上記第１ＩＯレベルシフト回路は、内部回路で生成された電源電圧Ｖｃｃ１の信号振幅を持った信号を、電源電圧Ｖｃｃ２の信号振幅を持った信号に変換するレベルシフト回路であり、上記第２ＩＯレベルシフト回路は、電源電圧Ｖｃｃ２の信号振幅を持った信号を電源電圧Ｖｃｃ１の信号振幅を持った信号に変換するレベルシフト回路である。また上記第１ＩＯレベルシフト回路および第２ＩＯレベルシフト回路には電源電圧Ｖｃｃ２の信号振幅を持ったリセット信号ＲＳＴが入力されている。なお、本実施の形態において、上記入出力回路１１５は１つであってもよいし、２つ以上あってもよい。またＶｃｃ１とＶｃｃ２は互いに異なる電圧であってもよいし、同じ電圧であってもよい。またリセット信号ＲＳＴはI／O領域で生成される信号であってもよいし、外部から入力される信号であってもよい。
【００１９】
図２は、図１の半導体集積回路装置の動作の一例を説明する波形図である。同図では内部電源電圧Ｖｃｃ１が立ち上がり、電源電圧Ｖｃｃ２が遅れて立ち上がる状態を示している。リセット信号ＲＳＴは内部回路が安定してから解除され、内部電源電圧Ｖｃｃ１の立ち上がり直後に解除される。このような順番で電源電圧が供給された場合、Ｔ１の区間では電源電圧Ｖｃｃ２が供給されていないため、第１レベルシフト回路１１１と第２レベルシフト回路１１２は動作しておらず、信号線１０３はプルアップ抵抗１１６を介して内部電源電圧Ｖｃｃ１と同電位に固定される。そのため信号発生器１１３から出力される信号１０１と、信号１０３が等しくならず、入出力回路１１５での不定伝播を防ぐ制御信号１０４が設定され、不定の伝播を防止することができる。またＴ２の区間では電源電圧Ｖｃｃの供給が開始しており、第１レベルシフト回路１１１と第２レベルシフト回路１１２が動作する。よって、信号発生器１１３から出力される信号１０１と信号１０３が等しくなり、入出力回路１１５での不定伝播を防ぐ制御信号１０４は解除される。
【００２０】
図３は、電源電圧Ｖｃｃ２が立ち上がり、内部電源電圧Ｖｃｃ１が遅れて立ち上がる状態を示している。リセット信号ＲＳＴは内部回路が安定してから解除され、内部電源電圧Ｖｃｃ１の立ち上がり直後に解除される。このような順番で電源電圧が供給された場合、Ｔ１の区間では内部電源Ｖｃｃ１が供給されておらず、入出力回路１１５での不定伝播を防ぐ制御信号１０４を生成する比較器１１３が動作していないが、Ｖｃｃ１が立ち上がるまでの間は、リセット信号ＲＳＴがリセット状態となるため入出力回路からの不定伝播が防止される。またＴ２の区間では、内部電源電圧Ｖｃｃ１が立ち上がり、リセット信号ＲＳＴが解除され、更に信号発生器１１３および比較器１１４が動作するため、信号発生器１１３から出力される信号１０１と、第１レベルシフト回路１１１と第２レベルシフト回路１１２を介した信号１０３が等しいと判断されて入出力回路１１５での不定伝播を防ぐ制御信号１０４が解除される。
【００２１】
図４は、図１の半導体集積回路装置の動作の一例を説明する波形図である。動作時に電源電圧Ｖｃｃ２が立ち下げられ、内部電源電圧Ｖｃｃ１が遅れて立ち下がる電源遮断時の状態を示している。このような順番で電源が遮断された場合、Ｔ１の区間では電源電圧Ｖｃｃ２が供給されなくなるため、第１レベルシフト回路１１１と第２レベルシフト回路１１２の動作が停止し、信号線１０３はプルアップ抵抗１１６を介して内部電源電圧Ｖｃｃ１と同電位に固定される。そのため信号発生器１１３から出力される信号１０１と、信号１０３が等しくならず、入出力回路１１５での不定伝播を防ぐ制御信号１０４が設定され不定の伝播を防止することができ安定した動作を行うことができる。
【００２２】
なおＴ１の区間で再び電源電圧Ｖｃｃ２が供給された場合は、図２の動作の一例で示した、内部電源電圧Ｖｃｃ１が立ち上がり、電源電圧Ｖｃｃ２が遅れて立ち上がる状態と同一の状態となり、同様に安定した動作を行うことができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における半導体集積回路装置の概略ブロック図である。入出力回路等は実施の形態１と同じなので省略する。
【００２４】
５１７はプルアップ抵抗５１６のＯＮ／ＯＦＦを切り替える制御回路である。比較器５１４の比較結果である信号５０４を受けて、制御信号５０５を生成する。比較器５１４において信号５０３と信号５０１が等しくないと判断されている期間は、実施の形態１と同様にプルアップ制御回路５１７はプルアップ抵抗５１６をＯＮ状態にして、第２レベルシフト回路５１２が不定を出力した際、比較器５１４への不定伝播を防止することができる。逆に信号５０３と信号５０１が等しいと判断されている期間は、プルアップ制御回路５１７はプルアップ抵抗５１６をＯＦＦ状態にし、第２レベルシフト回路５１２の出力がプルアップ抵抗５１６を介して、内部電源電圧Ｖｃｃ１と短絡することを防ぐことができる。なお、本実施の形態において、プルアップ抵抗５１６の制御としてＯＮ／ＯＦＦの切り替え制御としたが、抵抗値を変更する制御により流れる電流を抑制することも可能である。また、本実施の形態ではプルアップ制御に比較器５１４の出力信号５０４を用いたが、信号発生器５１３の出力信号５０１を用いてもよいし、第２レベルシフト回路５１２の出力信号５０３を用いてもよいし、その他内部回路で生成される信号であってもよい。加えて、プルアップ抵抗をプルダウン抵抗とすることでも同様の効果を得ることが可能である。
【００２５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置を組み込んだディジタルビデオカメラの一例を示す概略ブロック図である。
【００２６】
６１８はＣＣＤ撮像素子であり６１９のレンズを通過した、外界の光情報をディジタルル化して、ディジタルビデオカメラ内に取り込む機能を有する装置である。なお本実施の形態においてＣＣＤ撮像素子を使用しているが、ＣＭＯＳ撮像素子であってもよい。
【００２７】
６２０はＣＣＤ撮像素子６１８でディジタル化されたデータや内部回路で処理された結果を記録しておくハードディスク装置である。なお本実施の形態において記録媒体にハードディスクを使用した構成となっているが、ハードディスクだけではなく、ＳＤカード、コンパクトＦｌａｓｈといった不揮発性メモリーを用いてもよいし、ＣＤ・ＤＶＤといった光学ディスク媒体に記録する構成であってもよいし、ＤＶテープといった磁気テープ媒体に記録する構成であってもよい。
【００２８】
６２１はハードディスク装置６２０に記録されたデータを再生することができる液晶ディスプレイである。なお本実施の形態において、液晶ディスプレイを用いているが、有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイを用いてもよい。
【００２９】
６２５は本発明の実施の形態１の構成を含むマイクロコンピューターである。
【００３０】
６１０はセット内に張り巡らされた通信路であり、ＣＣＤ撮像素子６１８とは信号線６０７で、ハードディスク装置６２０とは信号線６０８で、液晶ディスプレイ６２１とは信号線６０９で、マイクロコンピューター６２５とは信号線６０６で、それぞれが通信路６１０と接続されている。なお本実施の形態において通信路６１０はＣＣＤ撮像素子６１８、ハードディスク装置６２０、液晶ディスプレイ６２１、マイクロコンピューター６２５の信号受け渡しにおいて通信路６１０を共用する構成をとっているが、各装置が個別に接続された通信路を構成していてもよいし、また一方向にしか通信できない通信路を構成してもよいし、双方向に通信できる通信路を構成してもよい。
【００３１】
６２２はマイクロコンピューター６２５の内部回路およびＩ／Ｏ領域に電源電圧Ｖｃｃ１を供給する第１電源装置であり、６２４はＣＣＤ撮像素子６１８、ハードディスク装置６２０および液晶ディスプレイ６２１に電源電圧Ｖｃｃ２を供給する第２電源装置である。
【００３２】
６２３は第１電源装置６２２と第２電源装置６２４のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御することができる電源制御装置である。上記電源制御装置６２３によって、第１電源装置６２２のみＯＮにしたり、第１電源装置６２２および第２電源装置６２４の両方がＯＮになっている際に、第２電源装置６２４のみＯＦＦにしたりといった制御を行うことができる。
【００３３】
特に、上記電源制御装置６２３によって、第１電源装置６２２および第２電源装置６２４の両方がＯＮになっている際に、第２電源装置６２４のみＯＦＦにした場合、本発明の実施の形態１を構成要素とするマイクロコンピューター６２５が、内部で不定の伝播を防止することができるため、安定動作を保ったままＣＣＤ撮像素子６１８やハードディスク装置６２０、液晶ディスプレイ６２１の電源を遮断する事ができるため、ディジタルビデオカメラ全体として、消費電力を抑えることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、内部電圧と異なる電源電圧で動作する周辺装置に対し、信号受け渡しを行う入出力回路と、レベルシフト回路を有する半導体集積回路装置において、内部電圧および周辺装置の電源電圧の投入や遮断といった順序などに制限を持たせずに、安定した動作を行う半導体集積回路装置を実現する際に有用となる。また上記半導体集積回路装置をセット装置に搭載し利用する事により、セット装置全体の低消費電力化に貢献することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る半導体集積回路装置の第１実施形態を示す概略ブロック図
【図２】図１の半導体集積回路装置の動作において、内部電源電圧Ｖｃｃ１が立ち上がり、電源電圧Ｖｃｃ２が遅れて立ち上がる状態の一例を示した波形図
【図３】図１の半導体集積回路装置の動作において、電源電圧Ｖｃｃ２が立ち上がり、内部電源電圧Ｖｃｃ１が遅れて立ち上がる状態の一例を示した波形図
【図４】図１の半導体集積回路装置の動作において、動作時に電源電圧Ｖｃｃ２が立ち下げられ、内部電源電圧Ｖｃｃ１が遅れて立ち下がる電源遮断時の一例を示した波形図
【図５】本発明に係る半導体集積回路装置の第２実施形態を示す概略ブロック図
【図６】本発明に係る半導体集積回路装置を組み込んだセット回路の実施形態を示す概略ブロック図
【符号の説明】
【００３６】
１１１、５１１  第１レベルシフト回路
１１２、５１２  第２レベルシフト回路
１１３、５１３  信号発生器
１１４、５１４  比較器
１１５、５１５  入出力回路
５１７  プルアップ制御回路
６１０  通信路
６１８  ＣＣＤ撮像素子
６１９  レンズ
６２０  ハードディスク装置
６２１  液晶ディスプレイ
６２２  第１電源装置
６２３  電源制御装置
６２４  第２電源装置
【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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