(57)【要約】【課題】内部電源電圧の多様な制御を行うことのできる半導体集積回路を提供する。【解決手段】半導体集積回路１００は、スタンバイモードに切り替わったときに動作モード時に生成されたデータの保持を必要としない内部回路１へ内部電源電圧ＶＤＤ１を供給する内部電源電圧発生回路３と、スタンバイモードに切り替わったときに動作モード時に生成されたデータの保持を必要とする内部回路２へ内部電源電圧ＶＤＤ２を供給する内部電源電圧発生回路４と、を備え、スタンバイモードのときに、内部電源電圧発生回路４は、内部電源電圧ＶＤＤ２を動作モード時の電圧よりも低い電圧とし、内部電源電圧発生回路３は、内部電源電圧ＶＤＤ１を接地電位とする。【選択図】図１
2008294208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作モードとスタンバイモードの切り替えが行われる半導体集積回路であって、
動作モードからスタンバイモードに切り替わったときに、動作モード時に生成されたデータの保持を必要としない第１の内部回路と、
動作モードからスタンバイモードに切り替わったときに、動作モード時に生成されたデータの保持を必要とする第２の内部回路と、
前記第１の内部回路へ第１の内部電源電圧を供給する第１の内部電源電圧発生回路と、
前記第２の内部回路へ第２の内部電源電圧を供給する第２の内部電源電圧発生回路と、
を備え、
スタンバイモードのときに、
前記第２の内部電源電圧発生回路は、前記第２の内部電源電圧を動作モード時の電圧よりも低い電圧とし、
前記第１の内部電源電圧発生回路は、前記第１の内部電源電圧を接地電位とする
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
動作モードからスタンバイモードへの切り替えを制御する信号が、前記第１の内部回路から出力され、スタンバイモードから動作モードへの切り替えを制御する信号が、外部端子から前記第２の内部回路へ入力される
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記第１の内部電源電圧発生回路は、前記第１の内部電源電圧を生成する第１の電圧レギュレータを有し、
前記第２の内部電源電圧発生回路は、前記第２の内部電源電圧を生成する第２の電圧レギュレータを有し、
前記第１の電圧レギュレータおよび前記第２の電圧レギュレータは、動作モード用、スタンバイモード用に、それぞれ設定された基準電圧をもとに、前記第１の内部電源電圧、前記第２の内部電源電圧をそれぞれ生成する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記動作モードが、さらに通常動作モードと高速動作モードとに分かれ、
高速動作モードのときに、
前記第１の電圧レギュレータおよび前記第２の電圧レギュレータは、それぞれ、前記第１の内部電源電圧、前記第２の内部電源電圧を、通常動作モード時の電圧よりも高い電圧とする
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
スタンバイモードのときに、
前記第１の電圧レギュレータおよび前記第２の電圧レギュレータの電源電圧を、動作モード時の電圧よりも低い電圧とする
ことを特徴とする請求項３または４に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、半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路内に、動作時用電源降圧回路と、スタンバイ時用電源降圧回路と、を設け、スタンバイ制御信号による切り替えにより、スタンバイ時には、通常動作時よりも低い電源電圧を内部回路へ供給することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。このようにスタンバイ時の電源電圧を下げることにより、スタンバイ時の消費電力を低減させている。このとき、スタンバイ時の電源電圧を低くしすぎると、内部回路に含まれるメモリに保持されているデータが消滅するなどの悪影響が出るため、スタンバイ時の電源電圧は、内部回路に保持されているデータが消滅しない程度の低電圧とされている。
【０００３】
しかし、内部回路にはデータの保持を必要としない回路も多く含まれている。このような回路では、スタンバイ時の電源電圧をもっと下げてもよい。しかしながら、従来、メモリと同じ電源電圧が与えられ、このような回路ではスタンバイ時に無駄な電力を消費するという問題があった。そのため、スタンバイ時のさらなる低消費電力化が求められている。
【０００４】
一方、このよう低消費電力への要求とともに、高速動作が必要のときには、内部回路に供給する電圧を通常よりも高くしたいという要求もある。
【特許文献１】特開２００２−３７３９４２号公報  （第５ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、内部電源電圧の多様な制御を行うことのできる半導体集積回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、動作モードとスタンバイモードの切り替えが行われる半導体集積回路であって、動作モードからスタンバイモードに切り替わったときに、動作モード時に生成されたデータの保持を必要としない第１の内部回路と、動作モードからスタンバイモードに切り替わったときに、動作モード時に生成されたデータの保持を必要とする第２の内部回路と、前記第１の内部回路へ第１の内部電源電圧を供給する第１の内部電源電圧発生回路と、前記第２の内部回路へ第２の内部電源電圧を供給する第２の内部電源電圧発生回路と、を備え、スタンバイモードのときに、前記第２の内部電源電圧発生回路は、前記第２の内部電源電圧を動作モード時の電圧よりも低い電圧とし、前記第１の内部電源電圧発生回路は、前記第１の内部電源電圧を接地電位とすることを特徴とする半導体集積回路が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、半導体集積回路の内部電源電圧の多様な制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の実施例１に係る半導体集積回路の構成の例を示すブロック図である。
【００１０】
本実施例の半導体集積回路１００は、動作モードとスタンバイモードの切り替えが行われる半導体集積回路であって、動作モードからスタンバイモードに切り替わったときに、動作モード時に生成されたデータの保持を必要としない論理回路１１などを含む内部回路１と、動作モードからスタンバイモードに切り替わったときに、動作モード時に生成されたデータの保持を必要とするメモリ２１などを含む内部回路２と、を備える。
【００１１】
また、半導体集積回路１００は、内部回路１へ内部電源電圧ＶＤＤ１を供給する内部電源電圧発生回路３と、内部回路２へ内部電源電圧ＶＤＤ２を供給する内部電源電圧発生回路４と、を備え、さらに、内部電源電圧発生回路３および内部電源電圧発生回路４へ基準電圧Ｖｒｅｆを供給する基準電圧生成回路５を有する。
【００１２】
内部回路１には、動作モードとスタンバイモードの切り替えを制御し、モードの切り替えが行われたことを示すモード切り替え信号を出力するモード切り替え制御回路１２が含まれる。このモード切り替え制御回路１２としては、例えば、ＭＣＵなどが用いられる。
【００１３】
なお、モードの切り替えとしては、動作モードを、さらに、通常動作モードと高速動作モードに切り替えるようにしてもよい。
【００１４】
内部回路２には、モード切り替え制御回路１２から出力されるモード切り替え信号を受けて、内部電源電圧発生回路３に対するスタンバイモード信号、および基準電圧生成回路５に対する基準電圧切り替え信号を出力する内部電源電圧制御回路２２が含まれる。この内部電源電圧制御回路２２へは、外部端子からスタンバイモード解除信号が入力される。
【００１５】
内部電源電圧発生回路３は、電圧レギュレータ３１を有する。
【００１６】
この電圧レギュレータ３１は、出力電圧ＶＤＤ１を抵抗Ｒ３１とＲ３２で分圧した値が、基準電圧生成回路５から供給される基準電圧Ｖｒｅｆと一致するように、出力電圧ＶＤＤ１を制御する。したがって、基準電圧生成回路５から供給される基準電圧Ｖｒｅｆが変化すれば、それに応じて、電圧レギュレータ３１の出力電圧ＶＤＤ１も変化する。
【００１７】
この電圧レギュレータ３１の基準電圧Ｖｒｅｆが入力される端子には、スイッチＳＷ３１が接続されている。スイッチＳＷ３１は、内部電源電圧制御回路２２から出力されるスタンバイモード信号により切り替えられ、スタンバイモード信号がスタンバイモードであることを示すときは、電圧レギュレータ３１への入力を基準電圧Ｖｒｅｆから接地電位に切り替える。
【００１８】
これにより、内部電源電圧制御回路２２から出力されるスタンバイモード信号がスタンバイモードであることを示すときは、電圧レギュレータ３１の出力電圧ＶＤＤ１は接地電位になる。
【００１９】
内部電源電圧発生回路４は、電圧レギュレータ４１を有する。
【００２０】
この電圧レギュレータ４１は、出力電圧ＶＤＤ２を抵抗Ｒ４１とＲ４２で分圧した値が、基準電圧生成回路５から供給される基準電圧Ｖｒｅｆと一致するように、出力電圧ＶＤＤ２を制御する。したがって、基準電圧生成回路５から供給される基準電圧Ｖｒｅｆが変化すれば、それに応じて、電圧レギュレータ４１の出力電圧ＶＤＤ２も変化する。
【００２１】
電圧レギュレータ３１および電圧レギュレータ４１の電源電圧は、電圧レギュレータ電源Ｖｒｅｇから供給される。
【００２２】
基準電圧生成回路５は、内部電源電圧制御回路２２から出力される基準電圧切り替え信号に応じて、内部電源電圧発生回路３および内部電源電圧発生回路４へ供給する基準電圧Ｖｒｅｆを変化させる。
【００２３】
図２に、基準電圧生成回路５の構成の例を示す。
【００２４】
図２（ａ）は、モードが、動作モードと、スタンバイモードとに切り替えられるときの基準電圧生成回路５の構成の例である。
【００２５】
この例では、基準電圧生成回路５は、基準電圧源Ｖｓの電圧を抵抗Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３で分圧し、その分圧電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２をスイッチＳＷ５１、ＳＷ５２で切り替えて、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。スイッチＳＷ５１、ＳＷ５２は、内部電源電圧制御回路２２から出力される基準電圧切り替え信号ｍ１、ｍ２により制御される。
【００２６】
モードが動作モードであるときは、スイッチＳＷ５１がオン、スイッチＳＷ５２がオフし、基準電圧ＶｒｅｆとしてＶｒｅｆ１を出力する。
【００２７】
モードがスタンバイモードであるときは、スイッチＳＷ５１がオフ、スイッチＳＷ５２がオンし、基準電圧Ｖｒｅｆとして、Ｖｒｅｆ１より低い電圧のＶｒｅｆ２を出力する。
【００２８】
これに対して、図２（ｂ）は、動作モードが、さらに通常動作モードと、高速動作モードとに分かれている場合の基準電圧生成回路５の構成の例である。
【００２９】
この場合、図２（ａ）に示したＶｒｅｆ１を通常動作モード用の基準電圧とし、高速動作モード用に、このＶｒｅｆ１より高い電圧Ｖｒｅｆ０を出力するように、図２（ｂ）に示すスイッチＳＷ５０を設ける。
【００３０】
このとき、内部電源電圧制御回路２２からは、基準電圧切り替え信号ｍ０、ｍ１、ｍ２が出力される。
【００３１】
モードが通常動作モードであるときは、スイッチＳＷ５０がオフ、スイッチＳＷ５１がオン、スイッチＳＷ５２がオフし、基準電圧ＶｒｅｆとしてＶｒｅｆ１を出力する。
【００３２】
モードが高速動作モードであるときは、スイッチＳＷ５０がオン、スイッチＳＷ５１がオフ、スイッチＳＷ５２がオフし、基準電圧Ｖｒｅｆとして、Ｖｒｅｆ１より高い電圧のＶｒｅｆ０を出力する。
【００３３】
モードがスタンバイモードであるときは、スイッチＳＷ５０がオフ、スイッチＳＷ５１がオフ、スイッチＳＷ５２がオンし、基準電圧Ｖｒｅｆとして、Ｖｒｅｆ１より低い電圧のＶｒｅｆ２を出力する。
【００３４】
図３に、本実施例における内部電源電圧ＶＤＤ１、ＶＤＤ２の制御の様子を示す。ここでは、モードが、高速動作モード、通常動作モード、スタンバイモードに切り替えられる場合を例にとって示す。
【００３５】
高速動作モード、通常動作モード、スタンバイモードの切り替えに応じて、基準電圧Ｖｒｅｆを高速動作用、通常動作用、スタンバイ用に切り替える、基準電圧切り替え信号が内部電源電圧制御回路２２から出力される。
【００３６】
また、スタンバイモードのときは、内部電源電圧制御回路２２からスタンバイモード信号が出力される。
【００３７】
基準電圧切り替え信号の指定に応じて、基準電圧生成回路５からは、高速動作モードのときは基準電圧Ｖｒｅｆ０が出力され、通常動作モードのときは基準電圧Ｖｒｅｆ１が出力され、スタンバイモードのときは基準電圧Ｖｒｅｆ２が出力される。
【００３８】
このとき、高速動作モードの基準電圧Ｖｒｅｆ０は通常動作モードのときの基準電圧Ｖｒｅｆ０より高いので、高速動作モードのときに内部電源電圧発生回路３および内部電源電圧発生回路４から出力される内部電源電圧ＶＤＤ１および内部電源電圧ＶＤＤ２は、通常動作モードのときよりも高い電圧となる。
【００３９】
これに対して、スタンバイモードのときは、内部電源電圧発生回路３は、内部電源電圧制御回路２２から出力されるスタンバイモード信号により制御され、内部電源電圧ＶＤＤ１は接地電位になる。
【００４０】
したがって、内部電源電圧ＶＤＤ１が供給される内部回路１の消費電力はゼロになる。
【００４１】
一方、内部電源電圧発生回路４は、基準電圧生成回路５から出力される基準電圧に応じて、その出力電圧ＶＤＤ２を変化させる。このとき、スタンバイモード時の基準電圧Ｖｒｅｆ２は通常動作モードのときの基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも低いので、内部電源電圧発生回路４から出力される内部電源電圧ＶＤＤ２は、通常動作モードのときよりも低い電圧となる。
【００４２】
したがって、内部電源電圧ＶＤＤ２が供給される内部回路２の消費電力は、通常動作モードのときよりも少なくなる。
【００４３】
このようなスタンバイモードを解除するときは、外部端子からスタンバイモード解除信号を入力する。スタンバイモード解除信号は、スタンバイモード時に低電圧が入力される内部回路２に入力されるため、スタンバイモード時でも機能する。
【００４４】
スタンバイモード解除信号が入力されると、内部電源電圧制御回路２２は、通常動作用の基準電圧切り替え信号を出力する。これを受けて、基準電圧生成回路５が通常動作モード用の基準電圧Ｖｒｅｆ１を出力し、内部電源電圧ＶＤＤ１および内部電源電圧ＶＤＤ２は通常動作用の電圧に復帰する。
【００４５】
このような本実施例によれば、半導体集積回路の内部電源電圧を動作モードに応じてさまざまな値に制御することができる。その中で、動作モードからスタンバイモードに切り替わったときに動作モード時に生成されたデータの保持を必要としない内部回路に対しては、スタンバイモード時の電源電圧を接地電位にすることができる。これにより、この内部回路の消費電力をゼロにすることができ、スタンバイモード時の半導体集積回路の消費電力を大幅に減少させることができる。
【実施例２】
【００４６】
図４は、本発明の実施例２に係る半導体集積回路の構成の例を示すブロック図である。
【００４７】
本実施例の半導体集積回路２００は、実施例１の半導体集積回路１００に、さらに、電圧レギュレータ電源Ｖｒｅｇから電圧レギュレータ３１および電圧レギュレータ４１へ供給する電源電圧を低減させる電圧降下回路６を追加したものである。そこで、図４において、実施例１のブロックと同じ機能を有するブロックには図１と同じ符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００４８】
電圧降下回路６は、電圧レギュレータ電源Ｖｒｅｇと電圧レギュレータ３１および電圧レギュレータ４１との間に挿入される抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ６に並列に接続されるスイッチＳＷ６と、を有する。スイッチＳＷ６の開閉は、内部電源電圧制御回路２２から出力されるスタンバイモード信号により制御される。
【００４９】
通常の動作モードのときは、スイッチＳＷ６は開いており、電圧レギュレータ３１および電圧レギュレータ４１へは、電圧レギュレータ電源Ｖｒｅｇの電圧がそのまま印加される。
【００５０】
一方、スタンバイモードになり、内部電源電圧制御回路２２からスタンバイモード信号が出力されると、スイッチＳＷ６は閉じ、電圧レギュレータ３１および電圧レギュレータ４１へは、電圧レギュレータ電源Ｖｒｅｇの電圧が抵抗Ｒ６を介して印加される。したがって、抵抗Ｒ６での電圧降下が生じ、電圧レギュレータ３１および電圧レギュレータ４１へは、電圧レギュレータ電源Ｖｒｅｇの電圧よりも低い電圧が印加される。したがって、その分、電圧レギュレータ３１および電圧レギュレータ４１における電力消費が少なくなる。
【００５１】
なお、電圧レギュレータ３１の出力電圧ＶＤＤ１および電圧レギュレータ４１の出力電圧ＶＤＤ２の値は、入力電圧の値によって決まるため、電源電圧の降下の影響は受けない。
【００５２】
このような本実施例によれば、スタンバイモード時の電圧レギュレータの消費電力を低減させることができるので、スタンバイモード時の半導体集積回路の消費電力をさらに減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体集積回路の構成の例を示すブロック図。
【図２】図１に示す基準電圧生成回路の構成の例を示す回路図。
【図３】実施例１の半導体集積回路における内部電源電圧の制御の様子を示す図。
【図４】本発明の実施例２に係る半導体集積回路の構成の例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５４】
１、２  内部回路
３、４  内部電源電圧発生回路
５  基準電圧生成回路
６  電圧降下回路
１１  論理回路
１２  モード切り替え制御回路
２１  メモリ
２２  内部電源電圧制御回路
３１、４１  電圧レギュレータ
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ６  抵抗
ＳＷ５１、ＳＷ５２、ＳＷ５３、ＳＷ６  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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