[發明專利]半導體集成電路

無效

• 申請號: 200980126736.0
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN102089972A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 來田和久
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H03K5/19
• 分類號: H03K5/19;H03K3/017;H03K3/354;H03K5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發明涉及用于增強振子型振蕩電路的操作停止的故障防護功能的半導體集成電路。

背景技術

存在實現安全性能的故障防護功能，作為對車輛安裝的LSI等的強烈需求。為了實現LSI的故障防護功能，使用看門狗計時器等來監測LSI的故障，而不考慮正常操作時間或停止時間。由于提供給LSI的時鐘要求精確的量度，所以，從高精度振子型振蕩電路獲得主時鐘，但是因為電源電壓的波動等，有必要獲取針對于振子型振蕩電路的停止的措施。

作為措施之一，有一種通過看門狗計時器使用一直獨立于振子型振蕩電路的操作狀態而操作的環形振蕩器的輸出時鐘來監測LSI的故障的技術。圖9是顯示了使用基于環形振蕩器的輸出時鐘操作的看門狗計時器來監測故障的傳統LSI的配置示例的框圖。

圖9中所示的LSI?10包括振子51、用于基于輸入端的振蕩電容53和輸出端的振蕩電容55產生主時鐘信號S11的振子型主振蕩電路11、用于實現所述LSI預期的功能的包含CPU等的功能電路塊13、看門狗計時器15、以及一直獨立于主振蕩電路11的操作狀態操作的低電流消耗型的環形振蕩器17。

所述看門狗計時器15使用來自環形振蕩器17的輸出時鐘信號S13，并監測根據主時鐘信號S11操作的功能電路塊13的操作狀態。因此，LSI?10的故障可以獨立于主振蕩電路11的操作狀態被監測。與圖9所示的LSI?10一起使用的環形振蕩器17甚至在大約1V的低電源電壓下操作，耐受電源電壓的波動，且消耗很小的電流。

由于與數字時鐘等一起使用的系統LSI要求高精度的時鐘，所以，高精度的振子型振蕩電路提供了主時鐘。在這樣的系統LSI中，必須保證振蕩電路一直正常地操作，且由此，提供了用于直接監測振子型振蕩電路的輸出的振蕩停止檢測電路(例如，參考專利文獻1)。所述振蕩停止檢測電路在某個電位電平處理振蕩電路的輸出，由此檢測振蕩操作的停止，根據振蕩電路的輸出控制振蕩電路的電源電壓，并自動地重啟所述振蕩電路。

相關技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP-A-58-70630

發明內容

技術問題

如上所述，供應給LSI的主時鐘是從高精度振子型振蕩電路獲得的。然而，當所述振子型振蕩電路由于電源電壓的波動等而停止時，雖然可以通過使用看門狗計時器等監測LSI的故障而采取緊急的步驟，但不能執行自動的操作恢復。因此，所述功能作為故障防護功能是不足的。在專利文獻1所示的技術中，在所述電位電平監測振蕩電路的輸出，且當振蕩停止時，所述振蕩電路的電源電壓被控制，并重啟所述振蕩電路。因此，對于電源電壓的波動等，不能保證預期的功能。

本發明的一個目標是提供能夠可靠地檢測振子型振蕩電路的振蕩停止、并在檢測到振蕩停止時可靠地重啟所述振蕩電路的半導體集成電路。

問題的解決方案

本發明提供了半導體集成電路，其包括一個或多個被配置用于通過振子產生主時鐘信號的主振蕩電路、被配置用于一直獨立于所述主振蕩電路操作的環形振蕩器、被配置用于基于所述環形振蕩器的輸出時鐘信號監測所述主時鐘信號并確定所述主振蕩電路的操作狀態的主時鐘檢測電路、以及被配置用于響應于所述主時鐘檢測電路的檢測結果來切換組成所述主振蕩電路的元件的組合的元件配置切換電路。

所述半導體集成電路包括被配置用于響應于來自所述元件配置切換電路的命令進行操作并輸出時鐘信號的高速RC振蕩器、以及被配置用于響應于所述元件配置切換電路的處理結果來選擇從所述主振蕩電路輸出的主時鐘信號和從所述高速RC振蕩器輸出的時鐘信號中的任一個的時鐘選擇電路。

在所述半導體集成電路中，所述環形振蕩器的輸出時鐘信號的頻率是所述主時鐘信號的頻率的兩倍或更高。

所述半導體集成電路包括被配置用于倍乘所述環形振蕩器的輸出時鐘信號的頻率并輸出具有所述主時鐘信號的頻率的兩倍或更高的頻率的時鐘信號的倍頻電路，其中，所述主時鐘檢測電路基于從所述倍頻電路輸出的時鐘信號、來替代所述環形振蕩器的輸出時鐘信號，來監測所述主時鐘信號，并確定所述主振蕩電路的操作狀態。

在所述半導體集成電路中，所述倍頻電路是PLL或DLL。

所述半導體集成電路包括被配置用于對輸入的主時鐘信號的頻率進行分頻、從而將所述頻率設置為所述環形振蕩器的輸出時鐘信號的頻率的一半或更低的分頻電路，其中，所述主時鐘檢測電路基于所述環形振蕩器的輸出時鐘信號，監測從所述分頻電路輸出的分頻時鐘信號、來替代所述主時鐘信號，并確定所述主振蕩電路的操作狀態。