(57)【要約】【課題】本発明は周辺装置を必要としないで広範囲の温度変化に対応することができる半導体集積回路を提供することを目的とする。【解決手段】半導体集積回路１の温度を測定する温度感知回路６と、異なる温度範囲に適応した回路機能が同一の複数の温度別ブロック回路４，５と、前記異なる温度範囲の総てに適応した共通温度ブロック回路３と、前記温度感知回路６で測定した温度によって前記複数の温度別ブロック回路４，５のうち１の温度別ブロック回路を稼動させ、残りの選択されなかった温度別ブロック回路を動作停止させる動作ブロック切替制御回路７とを備えた半導体集積回路１。【選択図】  図１
2004235179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、
異なる温度範囲に適応した、回路機能が同一の複数の温度別ブロック回路と、
前記異なる温度範囲の総てに適応した共通温度ブロック回路と、
前記温度感知回路で測定した温度によって前記複数の温度別ブロック回路のうち１の温度別ブロック回路を稼動させ、残りの温度別ブロック回路を動作停止させる動作ブロック切替制御回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、
異なる温度範囲に動作タイミングが適応した、回路機能が同一の複数の温度別ブロック回路と、
前記異なる温度範囲の総てに適応した共通温度ブロック回路と、
前記温度感知回路で測定した温度によって前記複数の温度別ブロック回路のうち１の温度別ブロック回路を稼動させ、残りの温度別ブロック回路を動作停止させる動作ブロック切替制御回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項３】
半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、
異なる温度範囲に動作速度が適応した、回路機能が同一の複数の温度別ブロック回路と、
前記異なる温度範囲の総てに適応した共通温度ブロック回路と、
前記温度感知回路で測定した温度によって前記複数の温度別ブロック回路のうち１の温度別ブロック回路を稼動させ、残りの温度別ブロック回路を動作停止させる動作ブロック切替制御回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項４】
前記温度感知回路は、
複数の奇数個のインバータを環状に直列接続したリングオシレータと、
このリングオシレータの周波数をカウントする周波数カウンタとを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、
共通温度ブロック回路と、
この共通温度ブロック回路と接続した第１の温度別ブロック回路と、
この第１の温度別ブロック回路と同機能を有し、かつ、前記第１の温度別ブロック回路よりも動作タイミングの遅い前記共通温度ブロック回路と接続した第２の温度別ブロック回路と、
前記温度感知回路で測定した温度が高い場合は前記第２の温度別ブロック回路を稼動させ、前記温度が低い場合は前記第１の温度別ブロック回路を稼動させる動作ブロック切替制御回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項６】
半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、
共通温度ブロック回路と、
この共通温度ブロック回路と接続した第１の温度別ブロック回路と、
この第１の温度別ブロック回路と同機能を有し、かつ、前記第１の温度別ブロック回路よりも動作速度の遅い前記共通温度ブロック回路と接続した第２の温度別ブロック回路と、
前記温度感知回路で測定した温度が高い場合は前記第１の温度別ブロック回路を稼動させ、前記温度が低い場合は前記第２の温度別ブロック回路を稼動させる動作ブロック切替制御回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項７】
前記第１の温度別ブロック回路のトランジスタのゲート電極のゲート長は、前記第２の温度別ブロック回路のトランジスタのゲート電極のゲート長よりも短いことを特徴とする請求項６記載の半導体集積回路。
【請求項８】
前記第１の温度別ブロック回路のトランジスタのゲート電極のゲート幅は、前記第２の温度別ブロック回路のトランジスタのゲート電極のゲート幅よりも広いことを特徴とする請求項６記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記ブロック回路は複数の基本ゲートから構成されたゲートアレイであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
前記共通温度ブロック回路には、前記温度別ブロック回路における処理データを記憶するデータ記憶素子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路に関し、特に広範囲の温度変化に対応することができる半導体集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の動作特性には温度依存性があり、高温では動作速度が遅くなり、低温では速くなる。例えば、図７（ａ）のように適当なランダムロジック１０１にノードＡから入力した信号がノードＢに出力するまでの遅延時間は、図７（ｂ）に示すように温度依存性が見られる。
【０００３】
このような半導体集積回路の温度依存性による動作速度の変動は以下のようなシステム上の問題が生ずる。
【０００４】
図８（ａ）は、図７（ａ）に示すランダムロジック１０１を通過した出力信号（ノードＢ）がＤＡＴＡ信号としてフリップ・フロック１０２のＤ端子に入力し、ＣＫ端子に入力したＣＬＯＣＫによってＱ端子から出力信号（ノードＣ）を出力する回路図である。
【０００５】
図８（ａ）の回路図の常温時における信号のタイムチャートを図８（ｂ）に示す。ノードＡに入力されたＤＡＴＡ信号はランダムロジック１０１を通過してノードＢに出力される。この場合の遅延時間はＴ１ｎである。ノードＢに出力されたＤＡＴＡ信号はフリップ・フロップ１０２のＤ端子に入力され、ＣＫ端子に入力されたＣＬＯＣＫ信号の立ち上がりでラッチしてＱ端子からノードＣに“１”が出力される。
【０００６】
次に低温時における信号のタイムチャートを図８（ｃ）に示す。ランダムロジック１０１の遅延時間はＴ１ｃであり、常温時のそれと比較して短くなっている。遅延時間が短くなっているため、フリップ・フロップ１０２に入力されたＣＬＯＣＫ信号の立ち上がりには既にＤ端子に入力されたＤＡＴＡ信号は“０”になっており、ＤＡＴＡ信号をラッチすることができない。したがって、Ｑ端子からノードＣにＤＡＴＡ信号の“１”が出力されることはなく、出力は“０”のままである。
【０００７】
また高温時における信号のタイムチャートを図８（ｄ）に示す。ランダムロジック１０１の遅延時間はＴ１ｈであり、常温時のそれと比較して長くなっている。遅延時間が長くなっているため、フリップ・フロップ１０２に入力されたＣＬＯＣＫの立ち上がりにはまだＤＡＴＡ信号がＤ端子に入力されていない。したがって、ＤＡＴＡ信号がＣＬＯＣＫ信号によってラッチされてノードＣに出力さることはなく、前述した低温時と同様にＱ端子の出力は“０”のままである。
【０００８】
このように本来はＤＡＴＡ信号である“１”をＣＬＯＣＫ信号の立ち上がりでラッチしなければならないが、低温時及び高温時にはＤＡＴＡ信号を正確にラッチすることができない事態が生じ、システム不良を引き起こすことになる。
【０００９】
特に図８（ｂ）〜図８（ｄ）に示すようなパルス幅の狭い信号や高速動作が求められるというようなタイミングが厳しい回路ではこのような温度変化によってシステム不良は起こり易くなってしまう。
【００１０】
このような温度変化によるシステム不良を無くすため、下記の対策がとられている。
【００１１】
第１の対策は、高温時に半導体集積回路の電源電圧を上げる制御を行う。これは、半導体集積回路の動作速度が高電源電圧時には高速動作する特性を活かした対策である。
【００１２】
第２の対策は、半導体集積回路の製造ばらつきを抑えることによって常温時の動作特性のばらつきを少なくする。製造ばらつきを小さくすることで、温度変化による動作速度変化の規格外品の製造を抑えた対策である。保証する動作温度範囲の中間温度にあわせればよい。
【００１３】
第３の対策は、半導体集積回路の温度が一定になるように外部から放熱や加熱する。
【００１４】
例えば、半導体集積回路は電源電圧を加えることによって集積回路自体の温度が徐々に上昇し、動作速度が温度上昇に伴って遅くなる。このような時間経過を伴った温度変化を抑えるため、集積回路に放熱フィンを取り付けて集積回路の熱を放熱し、一定に保つようにする。また、集積回路を予め高温動作に対応するように設計し、集積回路が常に高温で動作させるように集積回路にヒーターを取り付けて加熱する。
【００１５】
また、第４の対策として、半導体集積回路内に温度補償回路を設ける（例えば、特許文献１参照。）。
【００１６】
【特許文献１】
特開平９−２７０６９２号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した第１の対策は集積回路内に電源電圧を制御する回路が必要となる。また、周辺の集積回路との信号の交信時の電圧変換回路が必要となる。
【００１８】
また、第２の対策は製造のばらつきを抑えるために製造管理幅を狭める必要があるが、製造装置の限界性能での製造が要求される近年の製品においては、これ以上の製造管理幅の圧縮は厳しい状況にある。
【００１９】
また、第３の対策は半導体集積回路の周囲部品として放熱フィンや加熱ヒーター等の部品を必要であり、セットが大きくなってしまう。さらに、集積回路を高温動作するように設計している場合などは低温時には集積回路が暖まるまで時間をおいて稼動させる必要がある。
【００２０】
また、第４の対策は回路内に温度補償回路を設けることによって外部からの熱の制御を必要とせずに、集積回路の温度変化による動作速度の変化に対応することができるが、この温度補償回路の挿入には回路制限があって自由度が効かないというという欠点があった。
【００２１】
そこで、本発明は周辺装置を必要としないで広範囲の温度変化に対応することができる半導体集積回路を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、異なる温度範囲に適応した回路機能が同一の複数の温度別ブロック回路と、前記異なる温度範囲の総てに適応した共通温度ブロック回路と、前記温度感知回路で測定した温度によって前記複数の温度別ブロック回路のうち１の温度別ブロック回路を稼動させ、残りの温度別ブロック回路を動作停止させる動作ブロック切替制御回路とを備えた半導体集積回路を提供する。
【００２３】
また、半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、異なる温度範囲に動作タイミングが適応した回路機能が同一の複数の温度別ブロック回路と、前記異なる温度範囲の総てに適応した共通温度ブロック回路と、前記温度感知回路で測定した温度によって前記複数の温度別ブロック回路のうち１の温度別ブロック回路を稼動させ、残りの温度別ブロック回路を動作停止させる動作ブロック切替制御回路とを備えた半導体集積回路を提供する。
【００２４】
また、半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、異なる温度範囲に動作速度が適応した回路機能が同一の複数の温度別ブロック回路と、前記異なる温度範囲の総てに適応した共通温度ブロック回路と、前記温度感知回路で測定した温度によって前記複数の温度別ブロック回路のうち１の温度別ブロック回路を稼動させ、残りの温度別ブロック回路を動作停止させる動作ブロック切替制御回路とを備えた半導体集積回路を提供する。
【００２５】
また、半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、共通温度ブロック回路と、この共通温度ブロック回路と接続した第１の温度別ブロック回路と、この第１の温度別ブロック回路と同機能を有し、かつ、前記第１の温度別ブロック回路よりも動作タイミングの遅い前記共通温度ブロック回路と接続した第２の温度別ブロック回路と、前記温度感知回路で測定した温度が高い場合は前記第２の温度別ブロック回路を稼動させ、前記温度が低い場合は前記第１の温度別ブロック回路を稼動させる動作ブロック切替制御回路とを備えた半導体集積回路を提供する。
【００２６】
また、半導体集積回路の温度を測定する温度感知回路と、共通温度ブロック回路と、この共通温度ブロック回路と接続した第１の温度別ブロック回路と、この第１の温度別ブロック回路と同機能を有し、かつ、前記第１の温度別ブロック回路よりも動作速度の遅い前記共通温度ブロック回路と接続した第２の温度別ブロック回路と、前記温度感知回路で測定した温度が高い場合は前記第１の温度別ブロック回路を稼動させ、前記温度が低い場合は前記第２の温度別ブロック回路を稼動させる動作ブロック切替制御回路とを備えた半導体集積回路を提供する。
【００２７】
上記解決手段によって、随時半導体集積回路の温度に適応したブロック回路が稼動することができるので、温度の変化によって生ずる回路動作のタイミングずれ等によるシステムエラーが起こらない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の半導体集積回路を図１に示す。
【００２９】
図１に示す半導体集積回路１は、入力バッファ２、共通温度動作ブロック３、第１の温度別動作ブロック４、第２の温度別動作ブロック５、温度感知回路６、動作ブロック切替制御回路７、出力信号選択回路８及び出力バッファ９とを備えている。
【００３０】
第１の温度別動作ブロック４は、第１の高温動作ブロック４ａ、第１の常温動作ブロック４ｂ及び第１の低温動作ブロック４ｃから構成されている。第２の温度別動作ブロック５は、第２の高温動作ブロック５ａ、第２の常温動作ブロック５ｂ及び第２の低温動作ブロック５ｃから構成されている。
【００３１】
半導体集積回路１の外部から入力バッファ２に入力された入力信号は共通温度動作ブロック３に送られる。
【００３２】
共通温度動作ブロック３と第１及び第２の温度別動作ブロック４，５とは内部信号の受け渡しを行いながら信号処理を行っている。
【００３３】
例えば、先ず入力バッファ２から共通温度動作ブロック３へ入力信号を入力して共通温度動作ブロック３で処理される。次に共通温度動作ブロック３から第１の高温動作ブロック４ａ、第１の常温動作ブロック４ｂ及び第１の低温動作ブロック４ｃに信号が送られる。ただし、これらの温度別動作ブロックは全て稼動していなく、温度感知回路６で測定された温度に適応した動作ブロックのみが稼動し、残りの動作ブロックは停止している。選択された温度別動作ブロックで処理された信号は出力信号選択回路８を介して再度共通温度動作ブロック３に戻される。
【００３４】
次に、共通温度動作ブロック３で処理され、処理された信号が共通温度動作ブロック３から第２の高温動作ブロック５ａ、第２の常温動作ブロック５ｂ、第３の低温動作ブロック５ｃに信号が送られる。第２の温度別動作ブロックも第１の温度別動作ブロックと同様に温度に適応した動作ブロックのみが稼動し、残りの動作ブロックは停止している。選択された温度別動作ブロックで処理された信号は出力信号選択回路８を介して再度共通温度動作ブロック３に戻され、共通温度動作ブロック３で処理された出力信号は、出力バッファ９に送られて半導体集積回路１の外部に出力される。
【００３５】
ここで、共通温度動作ブロック３は、半導体集積回路の温度変化によって生じる遅延時間の変動が問題とならない回路をまとめて配置した回路ブロックである。すなわち、共通温度動作ブロック３の動作速度は半導体集積回路１が保証している温度範囲内で動作するように設定されている。
【００３６】
具体的には、共通温度動作ブロック３には温度別動作ブロック４，５において処理されたデータを記憶するフリップ・フロップ回路３ａ等のデータ記憶素子等が配置されている。
【００３７】
図１では、第１の温度別動作ブロック４で処理されたデータを共通温度動作ブロック３内のフリップ・フロップ３ａに受け渡し、データを一旦記憶させる。次に、フリップ・フロップ３ａに記憶されたデータは、ＣＬＯＣＫ信号でラッチして、第２の温度別動作ブロック５に受け渡す。
【００３８】
一方、半導体集積回路１の温度変化によって生じる遅延時間の変動がシステム上で問題となってしまう回路があることは従来技術において説明した。第１及び第２の温度別動作ブロック４，５は、このような温度変化によって影響を受ける回路を３つの温度範囲に分類して、各温度範囲に適応して動作するように設計された回路である。
【００３９】
なお、温度別動作ブロック４，５は本実施形態のように２つに限らず、３つ以上の温度別動作ブロックを設けてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では温度別動作ブロック内を高温、常温及び低温の３つの温度範囲に分類したがこれに限らず、２又は４以上の温度範囲の動作ブロックを設けてもよい。
【００４１】
図１では、第１及び第２の高温動作ブロック４ａ，５ａは高温時（例えば４５〜８５℃）に正常稼動するように設計されている。第１及び第２の常温動作ブロック４ｂ，５ｂは常温時（例えば５〜４５℃）に正常動作するように設計されている。第１及び第２の低温動作ブロック４ｃ，５ｃは低温時（例えば−３５〜５℃）に正常動作するように設計されている。
【００４２】
なお、第１及び第２の温度別動作ブロック４，５はそれぞれ同一機能を果たすように設計されている。すなわち、第１の高温動作ブロック４ａ、第１の常温動作ブロック４ｂ及び第１の低温動作ブロック４ｃは全て同一機能を果たすよう設計されている。また、第２の高温動作ブロック５ａ、第２の常温動作ブロック５ｂ及び第２の低温動作ブロック５ｃは全て同一機能を果たすよう設計されている。
【００４３】
一般に半導体集積回路の動作速度は高温時には遅くなり、低温時には速くなるので、従来技術において説明した図８（ｃ）若しくは（ｄ）に示すようなシステムエラーを起こすことになる。
【００４４】
よって、例えば高温動作ブロック３の動作速度を速めるためトランジスタのチャネル長若しくはゲート長を短くしたり、また、トランジスタのチャネル幅若しくはゲート幅を広くする手法が考えられる。また、動作速度の遅い高温動作ブロック３の動作タイミングにあわせるためにＣＬＯＣＫ等にバッファ等の遅延回路を挿入することによって動作タイミングを合わせ込む手法が考えられる。
【００４５】
一方、低温動作ブロック５は動作速度を遅くするためトランジスタのチャネル長若しくはゲート長を長くしたり、また、トランジスタのチャネル幅若しくはゲート幅を狭くする手法が考えられる。また、動作速度の速い低温動作ブロック５の動作タイミングにあわせるために信号にバッファ等の遅延回路を挿入することによって動作タイミングを合わせ込む手法が考えられる。
【００４６】
温度感知回路６は、半導体集積回路１自体の温度を測定する回路であり、温度センサ６ａと周波数カウンタ６ｂとを備えている。
【００４７】
温度センサ６ａは図２に示すように奇数個のインバータが環状に縦属接続されたリングオシレータで構成されている。リングオシレータによって発振した発振周波数は各インバータの遅延時間に比例するため、その発振周波数を測定することによって半導体集積回路１の温度を測定することができる。
【００４８】
リングオシレータからなる温度センサ６ａの出力信号は周波数カウンタ６ｂに送られて常時発振周波数がカウントされる。周波数カウンタ６ｂには、所定の周波数の基準クロックが入力されており、この基準クロックによって把握された基準時間内に温度センサ６ａからの信号のパルス数をカウントして周波数を求めている。このようにカウントされた周波数と、予めシミュレーションによって割り出されている周波数の温度特性から半導体集積回路１の温度を測定することができる。
【００４９】
なお、温度感知回路６は前述したリングオシレータ６ａと周波数カウンタ６ｂから構成される実施形態に限らず、半導体集積回路１の温度を測定できる回路であれば他の回路であればよい。
【００５０】
温度感知回路６の周波数カウンタ６ｂにおけるカウントデータは動作ブロック切替制御回路７に送られる。動作ブロック切替制御回路７では、カウントデータによって測定した温度からどちらの温度別動作ブロック４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃを稼動すべきかを判断する。すなわち、測定した温度が４５〜８５℃の場合は第１及び第２の高温動作ブロック４ａ，５ａ、５〜４５℃の場合は第１及び第２の常温動作ブロック４ｂ，５ｂ、−３５〜５℃の場合は第１及び第２の低温動作ブロック４ｃ，５ｃを稼動させる。稼動している温度別動作ブロック以外の他の温度別動作ブロックは停止させる。
【００５１】
例えば図３に示すように動作ブロック切替制御回路７から高温選択信号ａ、常温選択信号ｂ及び低温選択信号ｃが各温度別動作ブロック４ａ〜４ｃ及び出力信号選択回路８に送られる。
【００５２】
第１及び第２の高温動作ブロック４ａ，５ａにはａ信号、第１及び第２の常温動作ブロック４ｂ，５ｂにはｂ信号、第１及び第２の低温動作ブロック４ｃ，５ｃにはｃ信号がそれぞれ入力される。例えば半導体集積回路１の温度が４５℃以上ではａ信号が“１”、ｂ信号及びｃ信号は“０”となって、第１及び第２の高温動作ブロック４ａ，５ａのみが稼動し、第１及び第２の常温動作ブロック４ｂ，５ｂ及び第１及び第２の低温動作ブロック４ｃ，５ｃは停止する。
【００５３】
ここで、動作ブロック切替制御回路７の動作手順を図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
先ず、周波数カウンタ６ｂにおいてリングオシレータ６ａから発振された発振周波数（Ｆ）をカウントする（ステップ１）。
【００５５】
次に、発振周波数Ｆと第１の基準周波数Ｆ１又は第２の基準周波数Ｆ２と比較する（ステップ２）。リングオシレータ６ａの発振周波数Ｆが第１の基準周波数Ｆ１以下の場合は高温、第１の基準周波数Ｆ１より大きいが第２の基準周波数Ｆ２以下の場合は常温、第２の基準周波数Ｆ２より大きい場合は低温を示している。
【００５６】
次に、温度選択信号をリングオシレータ６ａの発振周波数Ｆの値によって設定する（ステップ３）。リングオシレータ６ａの発振周波数Ｆが基準周波数Ｆ１以下の場合は、高温選択信号ａを“１”、常温選択信号ｂ及び低温選択信号ｃを“０”に設定する（ステップ３−１）。リングオシレータ６ａの発振周波数Ｆが第１の基準周波数Ｆ１より大きいが第２の基準周波数Ｆ２以下の場合は常温選択信号ｂを“１”、高温選択信号ａ及び低温選択信号ｃを“０”に設定する（ステップ３−２）。リングオシレータ６ａの発振周波数Ｆが第２の基準周波数Ｆ２より大きい場合は低温選択信号ｃを“１”、高温選択信号ａ及び常温選択信号ｂを“０”に設定する（ステップ３−３）。
【００５７】
ステップ１〜３までが１つのルーチンである。よってステップ３まで終了すると再度ステップ１から始まり次のルーチンが開始される。
【００５８】
動作ブロック切替制御回路７によって選択された動作ブロックの出力信号は出力信号選択回路８に送られる。また、出力信号選択回路８には動作ブロック切替制御回路７から温度選択信号ａ〜ｃが送られる。
【００５９】
ここで出力信号選択回路８の一例を図５に示す。出力信号選択回路８には動作ブロック切替制御回路７から高温選択信号ａ、常温選択信号ｂ及び低温選択信号ｃが入力される。各温度別動作ブロック４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃの出力信号とｄ〜ｆ信号はそれぞれＡＮＤゲートをとる。これらのＡＮＤゲートをとられた信号をまとめてＯＲゲートをとって、動作ブロック切替制御回路７において選択された温度の動作ブロックの出力信号のみを出力する。
【００６０】
出力信号選択回路８から出力された出力信号は共通温度動作ブロック３に戻され、共通温度動作ブロック３内で処理されて出力バッファ９に送られる。出力バッハ９は受け取った信号を電流増幅して半導体集積回路１の外部に出力する。
【００６１】
なお、前述した実施形態では半導体集積回路１の外部から入力された信号は入力バッファ２から共通温度動作ブロック３へ送られたがこれに限定されず、入力バッファ２から直接温度別動作ブロックへ入力してもよい。また、温度別動作ブロックで処理された信号を出力信号選択回路８を介して直接出力バッファ９へ送り、半導体集積回路１の外部に出力してもよい。
【００６２】
以上より異なる速度で動作する同機能を有したブロック回路を複数設けて、半導体集積回路１の温度に適したブロック回路を選択する。半導体集積回路１の温度変化による動作速度の変化が生じても、その動作速度に適したブロック回路が動作するのでシステムエラーを起こすことがない。
【００６３】
前述した温度別動作ブロックに代えて、図６に示すような温度別のゲートアレイとしてもよい。
【００６４】
ゲートアレイは共通温度ブロック形成用ゲートアレイ１０と、温度別に高温ブロック形成用ゲートアレイ１１、常温ブロック形成用ゲートアレイ１２、低温ブロック形成用ゲートアレイ１３をそれぞれ配置する。また、共通温度ブロック形成用ゲートアレイ１０と温度別ブロック形成用ゲートアレイ１１，１２，１３との間には出力信号選択回路形成用ゲートアレイ１４が配置されている。
【００６５】
前述した実施形態と同様にリングオシレータ１５ａと周波数カウンタ１５ｂとを備えた温度感知回路１５と温度感知回路１５によって測定した温度によって稼動させる各温度別ブロック形成用ゲートアレイ１１，１２，１３を選択する動作ブロック切替制御回路１６が配置されている。また、ゲートアレイの外周囲には入出力バッファ１７が配置されている。
【００６６】
ゲートアレイは、基本セルが何列も整然と並べられ、各セル列間に基本論理回路（ゲート）間を結ぶための配線の通路が設けられたロジック回路である。基本論理回路を組み合わせることによって大規模な論理回路を構成することができるので、全工程最後の配線工程前までは論理回路に無関係に大量生産され、配線工程で多品種の対応が計られる。すなわち、配線工程で初めて各設計に対応した基本セル内の配線と基本ゲート間の配線を行う。
【００６７】
ここで、高温ブロック形成用ゲートアレイ１１、常温ブロック形成用ゲートアレイ１２及び低温ブロック形成用ゲートアレイ１３の基本セルの配置と配線パターンは同様である。ただし、高温ブロック形成用ゲートアレイ１１の基本セルは他の２つのゲートアレイと比較して動作速度は速く、低温ブロック形成用ゲートアレイ１３の基本セルは他の２つのゲートアレイと比較して動作速度は遅く設計されている。また、常温ブロック形成用ゲートアレイ１２の基本セルの動作速度は、高温ブロック形成用ゲートアレイ１１と低温ブロック形成用ゲートアレイ１３のそれの中間の値を示す。
【００６８】
また、共通温度ブロック形成用ゲートアレイ１０は、半導体集積回路１８の温度変化によって生じる遅延時間の変動が問題とならない回路を形成するために設けられている。この共通温度ブロック形成用ゲートアレイ１０の基本セルの動作速度は半導体集積回路１８が保証している温度範囲内で動作するように設定すればよい。
【００６９】
基本セルの動作速度を変化させるには、基本セル中のトランジスタのチャネル長若しくはゲート長やチャネル幅若しくはゲート幅によって制御することができる。一般に、トランジスタのゲート長を長くするとトランジスタの動作速度は遅くなり、逆にゲート長を短くすると動作速度は速くなる。
【００７０】
一方、トランジスタのゲート幅を広げるとトランジスタの動作速度は速くなり、逆にゲート幅を狭くすると動作速度は遅くなる。
【００７１】
したがって、高温ブロック形成用ゲートアレイ１１に用いる基本セルはゲート長が短く、ゲート幅を広げたトランジスタから構成されている。また、低温ブロック形成用ゲートアレイ１３に用いる基本セルはゲート長が長く、ゲート幅を狭めたトランジスタから構成されている。
【００７２】
前述した実施形態では温度別の動作ブロック回路の温度範囲は、高温範囲を４５〜８５℃、常温範囲を５〜４５℃、低温範囲を−３５〜５℃としたが、この温度範囲に限ることはない。また、高温、常温、低温と３つの温度範囲の動作ブロックを設けたが、これに限らず常温と高温など２つの温度範囲の動作ブロックを設けてもよく、また４つ以上の温度範囲に分類した動作ブロックから構成してもよい。
【００７３】
また、温度別動作ブロックはロジック回路に限らず、アナログ回路であってもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、周辺装置を必要としないで広範囲の温度変化に対応することができる半導体集積回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の半導体集積回路を示す構成図である。
【図２】リングオシレータの一例を示す図である。
【図３】動作ブロック切替制御回路の入出力信号の接続を表わした図である。
【図４】動作ブロック切替制御回路の動作手順を表わしたフローチャートである。
【図５】出力信号選択回路の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の半導体集積回路を示す構成図である。
【図７】従来技術のランダムロジックの遅延時間の温度依存性を表わす図である。
【図８】従来技術のランダムロジックを通過した信号をフリップ・フロップでラッチする際のタイムチャートである。
【符号の説明】
１，１８・・・半導体集積回路
２・・・入力バッファ
３・・・共通温度動作ブロック
４・・・第１の温度別動作ブロック
４ａ・・・第１の高温動作ブロック
４ｂ・・・第１の常温動作ブロック
４ｃ・・・第１の低温動作ブロック
５・・・第２の温度別動作ブロック
５ａ・・・第２の高温動作ブロック
５ｂ・・・第２の常温動作ブロック
５ｃ・・・第２の低温動作ブロック
６，１５・・・温度感知回路
６ａ，１５ａ・・・温度センサ（リングオシレータ）
６ｂ，１５ｂ・・・周波数カウンタ
７，１６・・・動作ブロック切替制御回路
８・・・出力信号選択回路
９・・・出力バッファ
１０・・・共通温度ブロック形成用ゲートアレイ
１１・・・高温ブロック形成用ゲートアレイ
１２・・・常温ブロック形成用ゲートアレイ
１３・・・低温ブロック形成用ゲートアレイ
１４・・・出力信号選択回路用ゲートアレイ
１７・・・入出力バッファ
【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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【図８】
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