特許 7391787 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-27

(45)【発行日】2023-12-05

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/28 20060101AFI20231128BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20231128BHJP

   H03K 3/354 20060101ALN20231128BHJP

   H03K 3/011 20060101ALN20231128BHJP

   H03K 3/03 20060101ALN20231128BHJP

【ＦＩ】

G06F1/28

G01R19/00 B

H03K3/354 B

H03K3/011

H03K3/03

H03K3/354 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020127037

(22)【出願日】2020-07-28

(65)【公開番号】P2022024438

(43)【公開日】2022-02-09

【審査請求日】2023-01-10

(73)【特許権者】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植村 俊文

【審査官】豊田 真弓

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１１５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０５９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５５５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２１４３９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００４１５４７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １／２８

Ｇ０１Ｒ １９／００

Ｈ０３Ｋ ３／３５４

Ｈ０３Ｋ ３／０１１

Ｈ０３Ｋ ３／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置は、
第１温度依存性を有し、検知電圧で動作する第１オシレータと、
前記第１温度依存性とは異なる第２温度依存性を有し、前記検知電圧で動作する第２オシレータと、
前記第１オシレータの出力と、前記第２オシレータの出力とが供給され、前記第１オシレータの出力と前記第２オシレータの出力とをカウントするカウント部と、
前記カウント部で求められた前記第１オシレータのカウント値と前記第２オシレータのカウント値とを演算する演算部と、
前記演算部の出力と閾値とを比較し、比較の結果に応じた検知結果信号を出力する判定部と、
を備え、
前記閾値は、低温状態における前記第１オシレータおよび前記第２オシレータのカウント値および前記低温状態より温度の高い高温状態における前記第１オシレータおよび前記第２オシレータのカウント値出力に基づいて、設定される。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置、
ここにおいて、前記演算部における演算の内容は可変である。

【請求項3】

請求項１に記載の半導体装置、
ここにおいて、前記演算部には、前記第１オシレータのカウント値および前記第２オシレータのカウント値が、逐次的に供給される。

【請求項4】

請求項１に記載の半導体装置は、さらに
プロセッサを備え、
前記演算部は、前記プロセッサによって構成される。

【請求項5】

請求項１に記載の半導体装置、
ここにおいて、前記演算部は、前記第１オシレータのカウント値と前記第２オシレータのカウント値との間の値を内挿により求める第１演算回路を備える。

【請求項6】

請求項１または５に記載の半導体装置、
ここにおいて、前記演算部は、前記第１オシレータのカウント値および前記第２オシレータのカウント値の外の値を、外挿により求める第２演算回路を備える。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関し、例えば、電源電圧等の電圧を検知する電圧検知回路を備えた半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電源電圧を検知する電圧検知回路は、例えば特許文献1に記載されている。特許文献１の図４には、電圧検出回路として遅延モニタ（１２）が記載されている。遅延モニタ（１２）は、リングオシレータにより構成された発振部（１２１）と、発振部（１２１）の周波数をデジタル値に変換するカウント部（１２２）とを備えている。

【0003】

特許文献１では、目標の検知電圧を電圧検知回路に印加した際に、カウント部（１２２）で得られたカウント値が閾値として設定される。実際の電圧検知のときに、カウント部（１２２）のカウント値が、設定された閾値以下となった場合に、電源電圧が低下したとして検知される。

【0004】

リングオシレータ単体の温度ドリフト（温度誤差）は、通常大きいため、特許文献１では、低温ワーストとなるリングオシレータと、高温ワーストとなるリングオシレータを、発振部（１２１）に設け、この温度依存性の異なるリングオシレータを同時に動作させることで、検知電圧の温度ドリフトを低減することも示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－０５５５１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、温度依存性の異なる複数のリングオシレータ（以下、オシレータとも称する）を用いることで、検知電圧の温度ドリフトを低減することが示されているが、オシレータの温度依存性は、半導体装置を製造する際のプロセスや対象とする検知電圧の範囲によって変動する。そのため、プロセスや検知電圧の範囲を考慮して、オシレータを設計する必要がある。

【0007】

通常、温度依存性の異なるオシレータ間の特性差は大きくなる。この大きな特性差をカバーするために、大きな特性差の間に入るような特性を示すオシレータを追加して、動作させることが必要なる。この場合、オシレータの個数が増加し、発振部の専有面積が増加することになる。また、常時動作しているオシレータの個数が増加するため、消費電力のオーバーヘッドが著しく増加することになる。さらに、検知精度を向上させる場合には、オシレータ間の特性を微調整することが要求されるが、この微調整も難しくなる。

【0008】

また、電圧検知回路によって検知することが可能な電圧の範囲は、オシレータを構成するデバイスの特性の限界や温度依存性の調整のための回路面積の現実的でない増加等の理由で、律速されることになる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本明細書に記載されている一実施の形態に係る半導体装置を述べると、次の通りである。

【0010】

すなわち、半導体装置は、第１温度依存性を有し、検知電圧で動作する第１オシレータと、第１温度依存性とは異なる第２温度依存性を有し、検知電圧で動作する第２オシレータと、第１オシレータの出力と、第２オシレータの出力とが供給され、第１オシレータの出力と第２オシレータの出力とをカウントするカウント部と、カウント部で求められた第１オシレータのカウント値と第２オシレータのカウント値とを演算する演算部と、演算部の出力と閾値と比較し、比較の結果に応じた検知結果信号を出力する判定部とを備える。

【0011】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【発明の効果】

【0012】

一実施の形態によれば、プロセス等が変動しても、適切に電圧を検知することが可能な電圧検知回路を備えた半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態１に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態１に係る半導体装置の動作を示すタイミングチャート図である。

【図3】実施の形態１に係る半導体装置で用いられる閾値を取得する方法を示すフローチャート図である。

【図4】実施の形態１に係る電圧検知回路の特性を示す図である。

【図5】実施の形態１に係る電圧検知回路の特性を示す図である。

【図6】実施の形態２に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。

【図7】実施の形態２に係る演算回路および閾値ラッチ部の一例を示すブロック図である。

【図8】実施の形態２に係るトリミング時の動作を説明するフローチャート図である。

【図9】実施の形態３に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。

【図10】実施の形態３に係る電圧検知回路の動作を示すタイミングチャート図である。

【図11】実施の形態４に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまでも一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。

【0015】

また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0016】

（実施の形態１）
＜半導体装置の構成＞
図１は、実施の形態１に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。同図において、１は半導体装置を示している。半導体装置１は、電圧検知回路以外に、複数の回路ブロックを備えているが、図１には、説明に必要な電圧検知回路１０と電圧検知回路１０に接続されたバス１００のみが示されている。バス１００には、例えば図示しないプロセッサが接続されている。プロセッサは、電源電圧Ｖｄｄを動作電源として動作する。電圧検知回路１０は、この電源電圧Ｖｄｄを検知電圧として、電源電圧の低下あるいは上昇等の異常を検知する。

【0017】

電圧検知回路１０は、センサ部１１、非同期転送部１２、演算部１３、オア回路１４、フラグレジスタ１５、制御部１６およびトリミングラッチ部１７を備えている。

【0018】

センサ部１１は、２個のリングオシレータ１１＿ＲＣ１、１１＿ＲＣ４と、オシレータ１１＿ＲＣ１、１１＿ＲＣ４に対応する２個のカウンタ１１＿ＣＴ１、１１＿ＣＴ４を備えている。オシレータ１１＿ＲＣ１とオシレータ１１＿ＲＣ４は、互いに異なった温度依存性を有している。説明の都合上、オシレータ１１＿ＲＣ１を第１オシレータと称し、その温度依存性を第１温度依存性とする。また、オシレータ１１＿ＲＣ４を第２オシレータと称し、その温度依存性を第２温度依存性とする。この場合、第２温度依存性は第１温度依存性と異なることになる。また、カウンタ１１＿ＣＴ１と１１＿ＣＴ４とを合わせて、カウンタ部とも称する。

【0019】

オシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４には、電源電圧Ｖｄｄが給電されている。オシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４は、電源電圧Ｖｄｄを動作電圧として、発振動作を行う。実施の形態１では、電源電圧Ｖｄｄが、検知対象の電圧（検出電圧）である。発振動作により形成されるオシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４の出力であるクロック信号の周波数（所定の時間におけるパルス数）は、電源電圧Ｖｄｄの電圧値に応じて変化する。すなわち、電源電圧Ｖｄｄの電圧値に応じて、オシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４から出力されるクロック信号の遅延値が変化する。

【0020】

オシレータ１１＿ＲＣ１と１１＿ＲＣ４とは、温度依存性が異なるため、オシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４から出力されるクロック信号の遅延値の変化は、温度の変化に対して異なることになる。

【0021】

カウンタ１１＿ＣＴ１のクロック端子ＣＫには、対応するオシレータ１１＿ＲＣ１の出力が供給され、カウンタ１１＿ＣＴ４のクロック端子ＣＫには、対応するオシレータ１１＿ＲＣ４の出力が供給されている。カウンタ１１＿ＣＴ１および１１＿ＣＴ４は、対応するオシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４からのクロック信号をカウントする。これにより、センサ部１１においては、電源電圧Ｖｄｄの電圧値が、クロック信号の遅延値に変換され、この遅延値が、カウンタ１１＿ＣＴ１、１１＿ＣＴ４によって、デジタル値に変換されることになる。センサ部１１で形成されたデジタル値は、非同期転送部１２に供給される。

【0022】

非同期転送部１２は、カウンタ１１＿ＣＴ１および１１＿ＣＴ４に対応するフリップフロップ回路１２＿Ｆ１および１２＿Ｆ４を備えている。フリップフロップ回路１２＿Ｆ１、１２＿Ｆ４のクロック端子ＣＫには、制御部１６からラッチ信号が供給される。ラッチ信号がクロック端子ＣＫに供給されることにより、フリップフロップ回路１２＿Ｆ１は、対応するカウンタ１１＿ＣＴ１から出力されているカウント値を取り込み、保持する。同様に、フリップフロップ回路１２＿Ｆ４は、対応するカウンタ１１＿ＣＴ４から出力されているカウント値を取り込み、保持する。フリップフロップ回路１２＿Ｆ１に保持されたカウント値は、オシレータ１１＿ＲＣ１のカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）として、演算部１３に供給される。同様にフリップフロップ回路１２＿Ｆ４に保持されたカウント値は、オシレータ１１＿ＲＣ４のカウント値ＣＮＴ（Ｔ４）として、演算部１３に供給される。

【0023】

演算部１３は、後で詳しく説明するが、センサ部１１からの出力であるカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）を基にして演算を行い、演算結果とカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）、ＣＮＴ（Ｔ４）とを、閾値と比較し、検知結果信号ＤＴ１～ＤＴ６をオア回路１４に出力する。特に制限されないが、実施の形態１では、電源電圧Ｖｄｄが、所定の電圧値以上に上昇または下降していた場合（上回った場合または下回った場合）、検知結果信号ＤＴ１～ＤＴ６の少なくとも１個の検知結果信号が論理値“１”となる。これにより、オア回路１４からは、異常を示す論理値“１”のエラー信号ＥＲＲＯＲが出力される。このエラー信号ＥＲＲＯＲは、フラグレジスタ１５に供給される。その結果、フラグレジスタ１５を確認することにより、電源電圧Ｖｄｄに異常が発生しているか否かを検知することが可能である。

【0024】

トリミングラッチ部１７は、演算部１３における比較で用いられる閾値を格納するものである。

【0025】

制御部１６は、バス１００に接続されており、バス１００を介して供給されるデータに従って、センサ部１１、非同期転送部１２、演算部１３およびトリミングラッチ部１７を制御する。

【0026】

＜＜演算部の構成＞＞
次に、演算部１３を説明する。演算部１３は、４個の演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５、１３＿ＯＰ６と、６個のデジタルコンパレータ（以下、比較器とも称する）１３＿ＣＰ１～１３＿ＣＰ６と、６個の判定器１３＿ＪＤ１～１３＿ＪＤ６を備えている。演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５、１３＿ＯＰ６には、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）が供給され、演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５、１３＿ＯＰ６は、供給されたカウント値を基にして、所定の演算を行い、カウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）、ＣＮＴ（Ｔ３’）、ＣＮＴ（Ｔ５’）、ＣＮＴ（Ｔ６’）として出力する。

【0027】

比較器１３＿ＣＰ１には、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）が供給され、比較器１３＿ＣＰ２には、演算回路１３＿ＯＰ２からのカウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）が供給され、比較器１３＿ＣＰ３には、演算回路１３＿ＯＰ３からのカウント値ＣＮＴ（Ｔ３’）が供給されている。同様に、比較器１３＿ＣＰ４には、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）が供給され、比較器１３＿ＣＰ５には、演算回路１３＿ＯＰ５からのカウント値ＣＮＴ（Ｔ５’）が供給され、比較器１３＿ＣＰ６には、演算回路１３＿ＯＰ６からのカウント値ＣＮＴ（Ｔ６’）が供給されている。カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）は、オシレータからのクロック信号をカウントしたものであるのに対して、カウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）、ＣＮＴ（Ｔ３’）、カウント値ＣＮＴ（Ｔ５’）およびカウント値ＣＮＴ（Ｔ６’）は、演算により求められたものであるため、演算カウント値とも見なすことができる。

【0028】

比較器１３＿ＣＰ１～１３＿ＣＰ６には、トリミングラッチ部１７から、対応する閾値ＴＨＳ＿Ｔ１、ＴＨＳ＿Ｔ２’、ＴＨＳ＿Ｔ３’、ＴＨＳ＿Ｔ４、ＴＨＳ＿Ｔ５’、ＴＨＳ＿Ｔ６’が供給されている。比較器１３＿ＣＰ１および１３＿ＣＰ２を例にして説明すると、比較器１３＿ＣＰ１は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）と閾値ＴＨＳ＿Ｔ１とを比較し、比較結果を対応する判定器１３＿ＪＤ１に供給する。また、比較器１３＿ＣＰ２は、対応する演算回路１３＿ＯＰ２からのカウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）と閾値ＴＨＳ＿Ｔ２’とを比較し、比較結果を対応する判定器１３＿ＪＤ２に供給する。残りの比較器１３＿ＣＰ３～１３＿ＣＰ６についても同様である。

【0029】

判定器１３＿ＪＤ１～１３＿ＪＤ６は、供給された比較結果を、検知結果信号ＤＴ１～ＤＴ６として出力する。

【0030】

カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）は、第１温度依存性を持つオシレータ１１＿ＲＣ１のクロック信号に基づいているため、第１温度依存性を持つ第１オシレータ特性を有することになる。同様に、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）は、第２温度依存性を持つ第４オシレータ特性を有することになる。

【0031】

演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５および１３＿ＯＰ６は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）および（Ｔ４）に対して、互いに異なる内容の演算を行う。これにより、カウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）、ＣＮＴ（Ｔ３’）、ＣＮＴ（Ｔ５’）およびＣＮＴ（Ｔ６’）は、第１オシレータ特性および第４オシレータ特性とは異なり、さらに互いに異なる温度依存性を持つ第２、第３、第５および第６オシレータ特性を持つことになる。

【0032】

具体例に述べると、演算回路１３＿ＯＰ２は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）にカウント値ＣＮＴ（Ｔ４）の半分を加えるような演算（Ｔ１＋Ｔ４／２）を行い、演算回路１３＿ＯＰ３は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）にカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）の半分を加えるような演算（Ｔ４＋Ｔ１／２）を行う。また、演算回路１３＿ＯＰ５は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）からカウント値ＣＮＴ（Ｔ４）の半分を減算するような演算（Ｔ１－Ｔ４／２）を行い、演算回路１３＿ＯＰ６は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）からカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）の半分を減算するような演算（Ｔ４－Ｔ１／２）を行う。

【0033】

これにより、演算回路１３＿ＯＰ２および１３＿ＯＰ３は、内挿演算を行う演算回路（第１演算回路）として機能する。すなわち、内挿により、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）とＣＮＴ（Ｔ４）との間の範囲におけるカウント値が、カウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）およびＣＮＴ（Ｔ３’）として生成される。また、演算回路１３＿ＯＰ５および１３＿ＯＰ６は、外挿演算を行う演算回路（第２演算回路）として機能する。すなわち、外挿により、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）とＣＮＴ（Ｔ４）との間の範囲から外れたカウント値が、カウント値ＣＮＴ（Ｔ５’）およびＣＮＴ（Ｔ６’）として生成される。

【0034】

内挿および外挿の演算を行う演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５および１３＿ＯＰ６は、例えばシフト演算器および加算器を組み合わせることで実現することが可能である。シフト演算器および加算器で演算回路を構成すれば、演算回路の専有面積の増加を抑制することが可能であるが、これに限定されるものではない。すなわち、目標とする検知精度等に応じて、演算回路の構成は自由に設定することが可能である。

【0035】

実施の形態１では、温度依存性が異なる第１～第６オシレータ特性を持つカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）～ＣＮＴ（Ｔ６’）と、閾値ＴＨＳ＿Ｔ１～ＴＨＳ＿Ｔ６’とが比較され、電源電圧Ｖｄｄが、所定の電圧値を下回った場合あるいは上回った場合を、フラグレジスタ１５に異常を示す論理値“１”が格納される。これにより、電源電圧Ｖｄｄの異常を検知することが可能である。

【0036】

前記した閾値ＴＨＳ＿Ｔ１～ＴＨＳ＿Ｔ６’は、電圧検知回路１０あるいは半導体装置１をトリミングする際に求め、トリミングラッチ部１７に格納する。閾値ＴＨＳ＿Ｔ１～ＴＨＳ＿Ｔ６’を求める方法については、後で図面を用いて説明するので、ここでは詳しい説明を省略する。

【0037】

非同期転送部１２および演算部１３は、センサ部１１からの出力と閾値とを比較する期間において動作させればよい。そのため、制御部１６は、特に制限されないが、この期間においてのみ、非同期転送部１２および演算部１３を動作させる。これにより、消費電力を抑制することが可能である。

【0038】

図１では、２個のオシレータと、４個の演算回路と、６個の比較器とを用いる例を説明したが、この個数に限定されるものではく、任意である。勿論、内挿演算の演算回路および外挿演算の演算回路の個数も２個に限定されるものではない。

【0039】

また、ここでは、演算部１３が、演算回路と比較器と判定器を備えているように説明したが、演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５、１３＿ＯＰ６によって演算部が構成され、比較器１３＿ＣＰ１～１３＿ＣＰ６、判定器１３＿ＪＤ１～ＪＤ６およびオア回路１４によって、判定部が構成されていると見なしてもよい。

【0040】

＜動作例＞
次に、図１に示した半導体装置１の動作例を、図１および図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１に係る半導体装置の動作を示すタイミングチャート図である。図２において、ＣＬＫは、クロック信号を示し、電圧検知回路１０は、クロック信号ＣＬＫに同期して動作する。

【0041】

制御部１６は、時刻ｔ０において、センサ部１１を起動させる（１１＿Ａｃｔ）。すなわち、オシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４を発振（ＯＳＣ）状態にする。また、制御部１６は、カウンタ１１＿ＣＴ１および１１＿ＣＴ４の両方を、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間（所定の期間）、同時に動作させる。これにより、カウンタ１１＿ＣＴ１および１１＿ＣＴ４は、対応するオシレータからのクロック信号のパルス数を、同時にカウント(１１＿Ｃｎｔ)する。

【0042】

カウントにより得られたカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）を、制御部１６は、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間において、非同期転送部１２により、演算部１３へ転送（１２＿Ｔｒａｎ）させる。次に、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間ＰＤ２において、制御部１６は、演算部１３において、演算、比較および判定を実行させる（Ｏｐ）。すなわち、クロック信号ＣＬＫの１サイクル（数１０ｎｓ）の間で、制御部１６は、演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５、１３＿ＯＰ６によって、前記した演算を実行させ、比較器１３＿ＣＰ１～１３＿ＣＰ６で比較動作をさせ、判定器１３＿ＪＤ１～ＪＤ６およびオア回路１４で判定（Ｊｕｄｇｅ）をさせる。

【0043】

比較動作において、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）～ＣＮＴ（Ｔ６’）のいずれかが、閾値ＴＨＳ＿Ｔ１～ＴＨＳ＿Ｔ６’を下回っていた場合あるいは上回っていた場合、時刻ｔ４において、オア回路１４からエラーを示すエラー信号ＥＲＲＯＲが出力され、フラグレジスタ１５に格納される。なお、図２では、エラーが発生していない場合が示されている。

【0044】

図２では、クロック信号を、カウントをした後で、演算部１３へ転送する例が示されているが、カウントと転送は時間的にオーバーラップ、例えば並列的に実行するようにしてもよい。時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間ＰＤ１は、例えば数１０μｓである。

【0045】

時刻ｔ４において、制御部１６は、再びカウンタ１１＿ＣＴ１および１１＿ＣＴ４の両方を同時に動作させる。時刻ｔ０～ｔ１において、オシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４は発振状態にされているため、カウンタ１１＿ＣＴ１および１１＿ＣＴ４は、時刻ｔ４からのクロック信号のパルス数をカウントすることになる。以降、時刻ｔ５～ｔ７における動作は、時刻ｔ２～ｔ４における動作と同じである。なお、図２において、時刻ｔ７における判定としては、エラーの場合が示されている。

【0046】

特に制限されないが、フラグレジスタ１５以外に、例えばエラー発生頻度等を記憶するレジスタを、半導体装置１に追加するようにしてもよい。この場合、例えばプロセッサによって、所定の期間において、フラグレジスタ１５に格納される論理値“１”の回数をカウントし、追加したレジスタに回数を格納することにより、エラー発生頻度を記憶することが可能である。

【0047】

図２において、Ｐｏｗｅｒ＿１１は、センサ部１１における消費電力を示し、Ｐｏｗｅｒ＿１３は、演算部１３における消費電力を示している。センサ部１１においては、オシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４が、時刻ｔ０以降、常時発振しているため、常時消費電力が発生している。これに対して、演算部１３においては、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）が更新されたタイミングで、演算等を行えばよく、活性化率が非常に小さくなる。そのため、消費電力の増加を抑制することが可能である。

【0048】

＜閾値取得方法＞
次に、トリミングラッチ部１７に格納される閾値を取得する方法を、図面を用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る半導体装置で用いられる閾値を取得する方法を示すフローチャート図である。

【0049】

閾値ＴＨＳ＿Ｔ１～ＴＨＳ＿Ｔ６’としては、低温状態で、半導体装置１をトリミングした際に得られたカウント値、低温状態よりも温度の高い高温状態で、半導体装置１をトリミングした際に得られたカウント値および例えば外部コンピュータ等において算出された演算カウント値が用いられる。

【0050】

図３において、ステップＳ１で、閾値を取得する方法が開始する。ステップＳ２では、低温状態で、半導体装置１のトリミング（低温トリミング：ＬＴ＿Ｔｒｉｍ）が行われる。このときのカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）が、カウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）として保持される。ステップＳ1において保持されたカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）が、低温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ１およびＴＨＳ＿Ｔ４として、ステップＳ３で設定される。

【0051】

また、ステップＳ３において、外部コンピュータで算出されたカウント値が低温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ２’およびＴＨＳ＿Ｔ３’として設定される。このとき、外部コンピュータで行われる演算は、ステップＳ２で保持されたカウント値に対して、演算回路１３＿ＯＰ２および１３＿ＯＰ３で行われる演算と同じ演算である。すなわち、低温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ２’およびＴＨＳ＿Ｔ３’は、ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）＋ＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）／２およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）＋ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）／２となる。図３には示していないが、このとき、外部コンピュータによって、演算回路１３＿ＯＰ５および１３＿ＯＰ６で行われる演算と同じ演算も行われる。これにより、カウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）－ＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）／２およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）－ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）／２が、低温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ５’およびＴＨＳ＿Ｔ６’として設定される。

【0052】

次のステップＳ４では、高温状態で、半導体装置１のトリミング（高温トリミング：ＨＴ＿Ｔｒｉｍ）が行われる。このときのカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）が、カウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）として保持される。

【0053】

次に、ステップＳ５が実行される。このステップＳ５は、ステップＳ３と類似している。相違点は、外部コンピュータが、ステップＳ４で格納したカウント値を基にして演算を行うことである。これにより、高温トリミング時のカウント値が算出され、高温トリミング時の閾値として設定される。すなわち、カウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）が高温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ１に設定され、カウント値ＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）が高温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ４に設定される。また、算出されたカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）＋ＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）／２およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）＋ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）／２が、高温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ２’およびＴＨＳ＿Ｔ３’として設定される。さらに、算出されたカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）－ＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）／２およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）－ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）／２が、高温トリミング時の閾値ＴＨＳ＿Ｔ５’およびＴＨＳ＿Ｔ６’として設定される。

【0054】

電源電圧Ｖｄｄが下回った場合、すなわち電源電圧Ｖｄｄの下限を検知する場合には、低温トリミング時の閾値として設定された値と高温トリミング時の閾値として設定された値のうち、値の低い方を、閾値として採用する。これに対して、電源電圧Ｖｄｄが上回った場合、すなわち電源電圧Ｖｄｄの上限を検知する場合には、低温トリミング時の閾値として設定された値と高温トリミング時の閾値として設定された値のうち、値の高い方を、閾値として採用する。この採用された閾値をトリミングラッチ部１７に格納する。これによって。電源電圧Ｖｄｄの異常を検知することが可能となる。

【0055】

図３のステップＳ６～Ｓ１７は、電源電圧Ｖｄｄが、上回った場合を検知するときの状態が示されている。ステップＳ６およびＳ７によって、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）に関する低温トリミング時の閾値に相当するカウント値と高温トリミングの閾値に相当するカウント値のうち、高い値のカウント値が、閾値ＴＨＳ＿Ｔ１として選択される。同様に、ステップＳ８およびＳ９によって、高い値のカウント値が、閾値ＴＨＳ＿Ｔ４として選択され、ステップＳ１０およびＳ１１によって、高い値のカウント値が、閾値ＴＨＳ＿Ｔ２’として選択される。また、ステップＳ１２およびＳ１３によって、高い値のカウント値が、閾値ＴＨＳ＿Ｔ３’として選択され、ステップＳ１４およびＳ１５によって、高い値のカウント値が、閾値ＴＨＳ＿Ｔ５’として選択され、ステップＳ１６およびＳ１７によって、高い値のカウント値が、閾値ＴＨＳ＿Ｔ６’として選択される。これらの選択された閾値が、トリミングラッチ部１７に格納され、ステップＳ１８で処理が終了する。

【0056】

図３では、電源電圧Ｖｄｄが、上回った場合を検知するときの状態を説明したが、ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４およびＳ１６のそれぞれにおいて、条件が満たされたときに、ステップＳ７、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１５およびＳ１７が実行されるようにすれば、電源電圧Ｖｄｄが、下回った場合を検知する閾値を選択することが可能である。また、図３では、低温トリミングの後で、高温トリミングを行う場合を説明したが、高温トリミングを先に実施するようにしてもよい。勿論、閾値を選択するステップも、図３に示された順番とは異なっていてもよい。

【0057】

さらに、ステップＳ３およびステップＳ５で設定した低温トリミング時の閾値と高温トリミング時の閾値とを、トリミングラッチ部１７に格納するようにしてもよい。この場合には、上回った状態を検知するのか、下回った状態を検知するのかに応じて、トリミングラッチ部１７に格納されている閾値を選択すればよい。

【0058】

＜効果＞
実施の形態１においては、センサ部１１で生成された２個のカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）、ＣＮＴ（Ｔ４）を基にして、内挿演算により２種類のカウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）、ＣＮＴ（Ｔ３’）を生成し、外挿演算により２種類のカウント値ＣＮＴ（Ｔ５’）、ＣＮＴ（Ｔ６’）を生成している。図４および図５は、実施の形態１に係る電圧検知回路の特性を示す図である。ここで、図４は、生成されたカウント値の温度特性と、検知電圧の温度特性を示している。また、図５は、カウント値のプロセスあるいは電圧依存性を示している。

【0059】

オシレータ１１＿ＲＣ１と、オシレータ１１＿ＲＣ４は、異なる温度依存性を持っている。そのため、温度が上昇すると、例えば図４に示すように、その差が広がるように、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）、ＣＮＴ（Ｔ４）が変化する。内挿演算により生成されたカウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）、ＣＮＴ（Ｔ３’）も、温度が上昇すると、その差が広がるように、変化するが、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）とカウント値ＣＮＴ（Ｔ４）との間の範囲で変化する。また、外挿演算により生成されたカウント値ＣＮＴ（Ｔ５’）、ＣＮＴ（Ｔ６’）は、温度の上昇に伴って、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）とカウント値ＣＮＴ（Ｔ４）との間の範囲の外側で、広がるように変化する。

【0060】

低温トリミングおよび高温トリミング（ＬＴａｎｄＨＴ Ｔｒｉｍｓ）によって、前記したように閾値を設定することにより、目標の電源電圧（Ｔａｒｇｅｔ）に対するカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）～ＣＮＴ（Ｔ６’）は、図４の右側に示すような特性となる。ここでは、電源電圧を下回る場合を検知する例が、図４の右側に示されている。また、同図において、Ｅｒｒｏｒは、エラー信号ＥＲＲＯＲにより通知されるエラーを示している。

【0061】

図５において、横軸は、プロセスあるいは目標の電源電圧の変化を示している。横軸を目標の電源電圧の変化として見なした場合、図５における横軸の変化は、電源電圧の範囲の変化と見なすことができる。図５において、Ｕ＿Ａの領域は、使用領域を示し、Ｅｘｐの領域は、拡張領域を示している。カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）～ＣＮＴ（Ｔ４）を用いることにより、異常を検知することが可能な領域が、使用領域Ｕ＿Ａである。外挿演算により生成されたカウント値ＣＮＴ（Ｔ５’）、ＣＮＴ（Ｔ６’）を用いることにより、異常を検知することが可能な領域が拡張される。この拡張された領域が、拡張領域Ｅｘｐである。使用領域Ｕ＿Ａの両サイドに、拡張領域Ｅｘｐが設定されるため、プロセスの通常の変化の範囲あるいは電源電圧の通常の変化の範囲を超える変化の範囲においても、異常を検知することが可能である。

【0062】

カウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）およびＣＮＴ（Ｔ３’）は、内挿演算により生成している。この場合、１～５点程度の内挿であれば、１個の単純な加算器のみで実現することが可能である。そのため、カウント値ＣＮＴ（Ｔ２’）およびＣＮＴ（Ｔ３’）を、オシレータとカウンタによって生成する場合に比べて、専有面積を小さくすることが可能であり、電圧検知回路の専有面積の縮小を図ることが可能である。また、オシレータは、ほぼ常時発振動作を行うため、常に電力消費が発生するが、演算回路は、演算時にのみ活性化すればよい。そのため、消費電力のオーバーベッドを小さくすることが可能である。そのため、実施の形態１に係る電圧検知回路によれば、専有面積および消費電力の増加を抑制しながら、温度変化による検知誤差を低減することが可能である。

【0063】

さらに、外挿演算を行う演算回路１３＿ＯＰ５および１３＿ＯＰ６を用いることにより、通常の検知可能な使用範囲Ｕ＿Ａを拡張し、拡張領域Ｅｘｐを加えることにより、検知可能な範囲を、使用領域Ｕ＿Ａの２倍程度に広げることが可能である。通常、使用範囲Ｕ＿Ａの両端は、デバイスの特性等で律速されるが、実施の形態１によれば、デバイスの特性に律速されずに、使用範囲を容易に拡張することが可能である。また、外挿演算を行う演算回路は、単純な減算器のみによって構成することが可能であり、専有面積の増加も抑制することが可能である。

【0064】

（実施の形態２）
実施の形態１では、低温および高温トリミング時に、外部コンピュータ等によって、演算回路１３＿ＯＰ２、１３＿ＯＰ３、１３＿ＯＰ５、１３＿ＯＰ６の演算と同じ演算を行い、閾値を設定していた。

【0065】

実際の検知動作において用いられる閾値は、低温および高温トリミング時において格納（取得）したカウント値から算出することが可能である。実施の形態２においては、低温および高温トリミング時において取得したカウント値が、半導体装置１に格納され、格納されたカウント値に基づいて、半導体装置１内で、閾値が、実際の検知動作の前に算出される。また、実施の形態２においては、演算回路によって行われる演算の内容（種類）が選択可能となっている。次に、図面を用いて、実施の形態２に係る半導体装置を説明する。

【0066】

図６は、実施の形態２に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。図６は、図１と類似しているので、主に相違点を説明する。

【0067】

相違点は、演算部１３＿１が、ｎ個の演算回路１３＿ＯＰ１～１３＿ＯＰｎと、ｎ個の比較器１３＿ＣＰ１～１３＿ＣＰｎと、ｎ個の判定器１３＿ＪＤ１～１３＿ＪＤｎを備えている点と、電圧検知回路１０が、閾値ラッチ部１８と、演算選択ラッチ部１９とを備えている点である。

【0068】

トリミングラッチ部１７には、低温トリミング時に取得されたオシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４に関わるカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）が格納される。また、高温トリミング時に取得されたオシレータ１１＿ＲＣ１および１１＿ＲＣ４に関わるカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）およびＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）も、トリミングラッチ部１７に格納される。

【0069】

演算選択ラッチ部１９には、バス１００を介して、演算回路１３＿ＯＰ１～１３＿ＯＰｎで実施される演算内容を指定する指定情報が格納される。この指定情報は、演算回路１３＿ＯＰ１～１３＿ＯＰｎに供給される。

【0070】

演算回路１３＿ＯＰ１～１３＿ＯＰｎには、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）が供給されている。演算回路１３＿ＯＰ１～１３＿ＯＰｎのそれぞれは、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）に対して、指定情報で指定されている演算を実施、演算結果を演算カウント値として対応する比較器１３＿ＣＰ１～１３＿ＣＰｎに供給する。演算回路１３＿ＯＰ１～１３＿ＯＰｎのそれぞれは、例えば、入力側にバレルシフタを追加した加減算器（例えば、±ＣＮＴ（Ｔ１）＞＞ｘ、±ＣＮＴ（Ｔ４）＞＞ｙ）によって構成される。

【0071】

閾値ラッチ部１８には、トリミングラッチ部１７からトリミング時に取得されたカウント値が供給される。また、この実施の形態２においては、特に制限されないが、演算選択ラッチ部１９から指定情報が、閾値ラッチ部１８に供給されている。実施の形態２では、特に制限されないが、閾値ラッチ部１８において、指定情報により指定される演算内容で、トリミングラッチ部１７から供給されているカウント値に対して演算が行われ、閾値が算出される。すなわち、演算回路１３＿ＯＰ１～１３＿ＯＰｎで行われる演算と同様な演算が、閾値ラッチ部１８で行われ、閾値が生成される。閾値の生成は、検知動作を開始する前に行えばよいため、閾値ラッチ部１８ではなく、半導体装置１内の他の回路ブロック、例えばプロセッサにおいて演算により、閾値を生成するようにしてもよい。

【0072】

演算選択ラッチ部１８には、評価で決定した値あるいはユーザー使用時の条件に応じた値を、指定情報として設定すればよい。図６では、ｎ個の演算回路を用いる例を示したが、演算回路の個数は任意である。

【0073】

＜＜演算回路および閾値ラッチ部＞＞
図７は、実施の形態２に係る演算回路および閾値ラッチ部の一例を示すブロック図である。図７には、例として、演算回路１３＿ＣＰｎが示されているが、残りの演算回路も同様な構成である。

【0074】

演算回路１３＿ＯＰｎは、加減算器ＡＤ３とその入力側に設けられたバレルシフタＢＳ５、ＢＳ６とを備えている。演算選択ラッチ部１９からは、指定情報として加減算選択信号ＡＤＳＬと、カウンタ値ＣＮＴ（Ｔ１）に対応するシフト制御信号ＳＦ＿Ｔ１と、カウンタ値ＣＮＴ（Ｔ４）に対応するシフト制御信号ＳＦ＿Ｔ４とが出力される。加減算器ＡＤ３には、シフト制御信号ＳＦ＿Ｔ１によって制御されるバレルシフタＢＳ５を介して、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）が供給される。また、シフト制御信号ＳＦ＿Ｔ４によって制御されるバレルシフタＢＳ６を介して、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）が、加減算器ＡＤ３に供給される。加減算器ＡＤ３は、バレルシフタＢＳ５、ＢＳ６を介して供給されるカウント値に対して、加減算選択信号ＡＤＳＬで指定された加算または減算を行い、演算結果をカウント値ＣＮＴ（Ｔｎ’）として、対応する比較器１３＿ＣＰｎへ出力する。

【0075】

閾値ラッチ部１８は、加減算器ＡＤ１、ＡＤ２と、バレルシフタＢＳ１～ＢＳ４と、ワースト値選択回路ＳＥＬと、ラッチＬＴＣを備えている。バレルシフタＢＳ１、ＢＳ２は、閾値ＴＨＳ＿Ｔ１（ＬＴ）、ＴＨＳ＿Ｔ４（ＬＴ）をシフト制御信号ＳＦ＿Ｔ１、ＳＦ＿Ｔ４に従ってシフトし、加減算器ＡＤ１に出力する。同様に、バレルシフタＢＳ３、ＢＳ４は、閾値ＴＨＳ＿Ｔ１（ＨＴ）、ＴＨＳ＿Ｔ４（ＨＴ）をシフト制御信号ＳＦ＿Ｔ１、ＳＦ＿Ｔ４に従ってシフトし、加減算器ＡＤ２に出力する。ワースト値選択回路ＳＥＬは、加減算器ＡＤ１、ＡＤ２から出力されているカウント値のうち、値の悪い方を選択し、ラッチＬＴＣに供給される。このラッチＬＴＣの出力が閾値として、比較器１３＿ＣＰｎに供給される。検知動作においては、比較器１３＿ＣＰｎが、供給されている閾値とカウント値ＣＮＴ（Ｔｎ’）とを比較し、比較結果が判定器１３＿ＪＤｎに供給され、検知結果信号ＤＴｎとして出力される。

【0076】

実施の形態２に係る電圧検知回路１０のタイミングチャートは、実施の形態１に係る電圧検知回路と同様であるので、説明は省略する。

【0077】

図８は、実施の形態２に係るトリミング時の動作を説明するフローチャート図である。カウント値を取得する動作が、ステップＳ２０で開始する。ステップＳ２１では、低温トリミング時に、図６に示したカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）を低温時のカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）として取得し、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）を低温時のカウント値ＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）として取得する。この取得したカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）、ＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）は、ステップＳ２２において、トリミングラッチ部１７に格納される。次のステップＳ２３において、高温トリミング時に、図６に示したカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）を高温時のカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）として取得し、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）を高温時のカウント値ＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）として取得する。この取得したカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）、ＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）を、ステップＳ２４において、トリミングラッチ部１７に格納する。その後、ステップＳ２５で、処理を終える。

【0078】

閾値は、検知動作を開始する前に、トリミングラッチ部１７に格納されているカウント値を基にして、算出する。算出された閾値が、閾値ラッチ部１８に格納される。

【0079】

実施の形態２によれば、演算内容を変更することが可能である。そのため、電圧検知回路１０をプログラマブルにすることが可能である。これにより、例えば、目標とする検知電圧に応じて、演算内容を選択することが可能となるため、さらなる温度誤差の低減が期待できる。

【0080】

（実施の形態３）
実施の形態１および２では、複数の演算回路によって、複数のカウント値が並列的に求められていた。これに対して、実施の形態３では、１個の演算回路が、シリアルに複数のカウント値を算出する。

【0081】

図９は、実施の形態３に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。図９は、図６と類似しているので、相違点を説明する。主な相違点は、演算部が変更され、演算部１３＿２となっていることである。

【0082】

演算部１３＿２は、１個の共通の演算回路１３＿ＯＰと、演算選択部２０と、１個の共通の比較器１３＿ＣＰと、セレクタ２１と、判定レジスタ１３＿ＪＤＲ１～１３＿ＪＤＲｎとを備えている。

【0083】

演算回路１３＿ＯＰには、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）とＣＮＴ（Ｔ４）とが、逐次的に供給される。演算回路１３＿ＯＰは、演算選択部２０によって指定された演算内容の演算を、カウンタ値ＣＮＴ（Ｔ１）およびＣＮＴ（Ｔ４）に対して実行し、カウント値ＣＮＴを出力する。演算選択部２０は、制御部１６からの指示信号２２に従って、順次異なる演算内容を指定する。セレクタ２１には、閾値ラッチ部１８から並列的に閾値が供給されており、セレクタ２１は、指示信号２２に従って、供給されている複数の閾値から閾値を選択し、比較器１３＿ＣＰに供給する。比較器１３＿ＣＰは、供給されているカウント値ＣＮＴと閾値とを比較し、比較結果を、判定レジスタ１３＿ＪＤＲ１～１３＿ＪＤＲｎに供給する。特に制限されないが、判定レジスタ１３＿ＪＤＲ１～１３＿ＪＤＲｎには、指示信号２２が供給されている。判定レジスタ１３＿ＪＤＲ１～１３＿ＪＤＲｎのうち、指示信号２２によって指定された判定レジスタ（例えば，１３＿ＪＤＲ１）が、供給されている比較器１３＿ＣＰからの比較結果を保持し、保持した比較結果に従った検知結果信号（ＤＴ１）を出力する。

【0084】

図１０は、実施の形態３に係る電圧検知回路の動作を示すタイミングチャート図である。図１０は、図２に類似しているので、主に相違点を説明する。図１０において、ＤＴ１およびＤＴ２は、検知結果信号を示している。ここでは、判定レジスタ１３＿ＪＤＲ１、１３＿ＪＤＲ２からの検出結果信号ＤＴ１およびＤＴ２のみが示されているが、他の検出結果信号も同様である。また、Ｐｏｗｅｒ＿１３＿２は、演算部１３＿２の消費電力の変化を示している。

【0085】

図１０において、制御部１６は、非同期転送１２＿Ｔｒａｎを指示した後、図２と同様に、演算部１３＿２に対して演算、比較および判定を実行させるが、この演算、比較および判定を、シリアルに実行させる。すなわち、図２においては、期間ＰＤ２において、複数の演算、複数の比較および複数の判定が、それぞれ並列的に実行されていたが、実施の形態３においては、期間ＰＤ２に相当する期間ＰＤ＿Ａが、複数の単位期間ＰＤ２＿Ｕによって構成され、それぞれの単位期間ＰＤ２＿Ｕにおいて、1個の演算、比較および判定が行われる。この場合、指定信号２２によって、演算選択部２０は、演算Ｏｐ１からＯｐｎの順に行われるに演算内容を、順次選択する。また、このとき、演算Ｏｐ１からＯｐｎに対応した閾値が選択されるように、セレクタが、指定信号２２によって選択される。これにより、比較器１３＿ＣＰは、順次供給される演算の結果と選択された閾値とを比較する。比較結果は、例えば、判定レジスタ１３＿ＪＤＲ１から１３＿ＪＤＲｎの順に格納され、保持される。

【0086】

図１０に示すように、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）、ＣＮＴ（Ｔ４）のセットが、逐次的に、演算回路１３＿ＯＰに供給され、演算回路１３＿ＯＰは、供給された１つのカウント値のセットに対して、異なる演算カウント値を逐次的に生成する。演算カウント値は、比較器１３＿ＣＰに逐次的に供給され、対応する閾値と比較される。その後、判定レジスタによって、並列的な検知結果信号ＤＴ１～ＤＴｎに変換されることになる。

【0087】

実施の形態３によれば、消費電力とのトレードオフになるが、演算回路および比較器が共通化されるため、専有面積の削減を図ることが可能である。

【0088】

（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。図１１において、センサ部１１、非同期転送部１２およびトリミングラッチ部１７は、図６と同じである。図１１において、ＣＮＴ＿ＲＧ１およびＣＮＴ＿ＲＧ４は、カウント値保持レジスタ（以下、カウントレジスタとも称する）を示しており、カウントレジスタＣＮＴ＿ＲＧ１は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ１）を保持し、カウントレジスタＣＮＴ＿ＲＧ４は、カウント値ＣＮＴ（Ｔ４）を保持する。実施の形態４においては、バス１００にカウントレジスタＣＮＴ＿ＲＧ１、ＣＮＴ＿ＲＧ４、フラグレジスタ１５、トリミングラッチ部１７およびプロセッサＣＰＵが接続されている。なお、特に制限されないが、制御部１６もバス１００に接続されている。

【0089】

プロセッサＣＰＵは、バス１００を介して、トリミングラッチ部１７に格納された低温時および高温時トリミングのカウント値ＣＮＴ＿Ｔ１（ＬＴ）、ＣＮＴ＿Ｔ１（ＨＴ）、ＣＮＴ＿Ｔ４（ＬＴ）、ＣＮＴ＿Ｔ４（ＨＴ）を読み出して、演算によって、実施の形態２で示した閾値を算出する。また、プロセッサＣＰＵは、バス１００を介して、カウンタレジスタＣＮＴ＿ＲＧ１、ＣＮＴ＿ＲＧ４に格納されているカウント値ＣＮＴ（Ｔ１）、ＣＮＴ（Ｔ４）を読み出し、実施の形態２で示した複数のカウント値を、演算によって算出する。さらに、プロセッサＣＰＵは、算出したカウント値と閾値との比較を行い、比較の結果を、フラグレジスタ１５に格納する。このような動作を、カウントレジスタＣＮＴ＿ＲＧ１およびＣＮＴ＿ＲＧ４に、カウント値が格納されるたびに、プロセッサＣＰＵが実行する。

【0090】

実施の形態４によれば、プロセッサＣＰＵでの演算においてレイテンシーが発生するが、ハードウェアの増加を抑制することが可能である。また、カウント値および閾値を算出するための演算は、任意に変更することが可能であり、自由度の向上を図ることも可能である。

【0091】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0092】

１ 半導体装置
１０ 電圧検知回路
１１ センサ部
１２ 非同期転送部
１３ 演算部
１４ オア回路
１５ フラグレジスタ
１６ 制御部
１７ トリミングラッチ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】