Beschreibung Integrierte Schaltung mit einer Stützkapazität Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit einem Versorgungspotentialanschluß und einem Bezugspotentialan- schluß und mit einer zwischen dem Versorgungspotentialan- schluß und dem Bezugspotentialanschluß verschalteten Stützka- pazität.

In integrierten Schaltungen treten während und kurz nach ei- ner Taktflanke große Stromspitzen auf. Um zu verhindern, daß die am Versorgungspotentialanschluß anliegende Versorgungs- spannung aufgrund der großen Stromspitze absinkt, werden zwi- schen dem Versorgungspotentialanschluß und dem Bezugspoten- tialanschluß verschaltete Stützkapazitäten vorgesehen.

Derartige Stützkapazitäten können entweder als externe Kon- densatoren an den genannten Potentialanschlüssen vorgesehen sein oder als interne Kondensatoren in der integrierten Schaltung realisiert sein. Das Vorsehen externer Stützkapazi- täten erfordert beim Einbau der integrierten Schaltung, z. B. auf eine Leiterplatte, weitere Verarbeitungsschritte. Interne Stützkapazitäten benötigen eine verhältnismäßig große Fläche, wodurch die integrierte Schaltung einerseits in ihren Abmaßen groß und andererseits teuer wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße integrierte Schaltung anzugeben, die ein Ein- brechen der Versorgungsspannung zuverlässig verhindert und auf einfache Weise herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird durch eine integrierte Schaltung, die ge- mäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ausgebildet ist, gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Stützkapazität aus zwei kapazitiv miteinander koppelnden Leiterzügen gebildet ist. Eine kapazitive Kopplung zwischen den zwei Leiterzügen, die ausreichend ist, um die Funktion einer Stützkapazität zu übernehmen, wird dann erreicht, wenn ein Leiterzug ein hohes Potential aufweist, während der andere Leiterzug ein niedri- ges Potential aufweist.

Die die Stützkapazität bildenden Leiterzüge können Signallei- tungen der integrierten Schaltung sein. Die Leiterzüge können auch Signalleitungen eines die integrierte Schaltung bedek- kenden Shields sein. Da integrierte Schaltungen vielfach be- reits über einen Shield verfügen, um ein Ausspähen von Daten oder der Topologie der integrierten Schaltung zu verhindern oder zumindest zu erschweren, bietet sich die Verwendung der Leiterzüge eines Shields als Stützkapazität an. Im Falle ei- nes passiven Shields werden Leiterzüge definiert mit einem Versorgungsspannungspotential bzw. einem Bezugspotential be- aufschlagt. Zwei nebeneinander. oder nahe gelegene Leiterzüge weisen dann eine kapazitive Kopplung auf, die von dem Shield zur Auswertung, ob ein Angriff erfolgt, herangezogen wird.

Die zwischen zwei Leiterzügen gebildete Kapazität wird nun erfindungsgemäß als Stützkapazität der integrierten Schaltung benutzt.

Denkbar ist auch, daß die Leiterzüge ein in der Höhe variie- rendes Potential aufweisen. Hierdurch können auch die Leiter- züge eines sogenannten aktiven Shields als Leiterkapazität herangezogen werden. Im Gegensatz zu einem passiven Shield werden bei einem aktiven Shield die Potentiale der Leiterzüge variiert. Da jedoch auch bei einem aktiven Shield die kapazi- tive Kopplung zweier benachbarter oder nahe zueinander gele- gener Leiterzüge für die Auswertung eines Angriffs verwendet wird, stehen auch hier"Kondensatoren"zur Verfügung, die als Stützkapazität verwendet werden können.

Sofern eine integrierte Schaltung nicht über einen derartigen Shield verfügt, können auch Signalleitungen der integrierten Schaltungen als Stützkapazität verwendet werden. Denkbar ist beispielsweise interne Busleitungen hierfür heranzuziehen.

Vorzugsweise ist zumindest einer der Leiterzüge über jeweils einen Schalter mit dem Versorgungspotentialanschluß und/oder mit dem Bezugspotentialanschluß der integrierten Schaltung verbindbar. Diese Ausgestaltung erlaubt es, einen Leiterzug, abhängig von dessen Potential mit dem Versorgungspotential- oder Bezugspotentialanschluß zu verbinden. Diese Variante ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Leiterzüge ein schwankendes Potential aufweisen. Andererseits könne auch ein Schalter zwischen einem Leiterzug und dem Bezugspotentialan- schluß und ein anderer Schalter zwischen dem anderen Leiter- zug und dem Versorgungspotentialanschluß vorgesehen sein.

Diese Variante bietet sich insbesondere dann an, wenn die die Stützkapazität bildenden Leiterzüge mit einen festen Potenti- al beaufschlagt sind.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Leiterzüge mit einem Mittel zum Umladen dieses Leiterzuges verbunden. Vor- zugsweise ist dieser Leiterzug über jeweils einen Schalter sowohl mit dem Versorgungspotentialanschluß als auch mit dem Bezugspotentialanschluß verbindbar. Weiterhin ist ein Mittel zum Überwachen des Ladungszustandes dieses Leiterzuges vorge- sehen, das abhängig vom Ladungszustand des Leiterzuges einen der Schalter ansteuert und den mit diesem Schalter verbunde- nen Potentialanschluß mit dem Leiterzug elektrisch verbindet.

Durch dieses Vorgehen ist sichergestellt, daß eine Verbindung des Leiterzuges mit dem zugeordneten Potantialanschluß erst dann erfolgt, wenn die Potentialdifferenz zwischen dem Lei- terzug und dem Potentialanschluß derartig gering ist, daß kein Spannungseinbruch beim Schließen des Schalters mehr auf- treten kann. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß der Lei- terzug zunächst auf das gewünschte Potential gebracht wird,

bevor seine elektrische Verbindung mit dem entsprechenden Po- tentialanschluß erfolgt.

Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele wird die Erfin- dung und deren Vorteile weiter erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ßen integrierten Schaltung, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ßen integrierten Schaltung und Figur 3 ein Ausführungsbeispiel des Mittels zum Überwachen des Ladungszustandes.

In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen integrierten Schaltung 10. Mit 11 ist ein Schal- tungsblock gekennzeichnet, der die eigentliche Funktionalität der integrierten Schaltung beinhaltet. Der Schaltungsblock 11 kann somit einen Speicher, eine Recheneinheit, Register und dergleichen aufweisen. Der Schaltungsblock 11 ist einerseits über eine Versorgungspotentialleitung 12 mit einem Versor- gungspotentialanschluß 14 und andererseits über eine Bezugs- potentialleitung 13 mit einem Bezugspotentialanschluß 15 ver- bunden. An dem Versorgungspotentialanschluß 14 liegt bei- spielsweise das Versorgungspotential VDD an, während am Be- zugspotentialanschluß 15 das Massepotential VGND anliegt.

Mit 20 und 21 sind zwei weitere Schaltungsblöcke gekennzeich- net, die beispielsweise die Ansteuer-und Empfangsvorrichtung eines Shields darstellen können. Die Schaltungsblöcke 20, 21 könnten gleichfalls Sender und Empfänger eines Bussystems re- präsentieren. Zwischen den Schaltungsblöcken 20, 21 verlaufen beispielhaft zwei Leiterzüge 22, 23. Sofern es sich bei die-

ser Anordnung um einen Shield handeln würde, würden die Lei- terzüge 22, 23 beispielsweise mäanderförmig über dem Schal- tungsblock 11 verlaufen. Die Schaltungsblöcke 21, 22 könnten dann in dem Schaltungsblock 11 integriert sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Leiterzüge 22, 23 sowie die Schaltungsblöcke 20, 21 benachbart dem Schaltungsblock 11 dargestellt.

Sofern die Leiterzüge 22, 23 ein unterschiedlich hohes Poten- tial aufweisen, weisen diese eine kapazitive Kopplung zuein- ander auf. Dies ist in der Figur 1 durch den Kondensator 24 angedeutet. Der Kondensator 24 stellt kein Bauelement der in- tegrierten Schaltung dar, sondern ist vielmehr ein parasitä- res Element der integrierten Schaltung.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 zeigt eine Anordnung, in der Leiterzug 22 mit dem Versorgungspoten- tial VDD und der Leiterzug 23 mit einem Bezugspotential VGND beaufschlagt ist. Der Leiterzug 22 ist über einen Schalter 25 mit der Versorgungspotentialleitung 12 verbunden. In entspre- chender Weise ist der Leiterzug 23 über einen Schalter 26 mit der Bezugspotentialleitung 13 verbunden. Bei den Schaltern 25 und 26 kann es sich um Halbleiterschalter, z. B. MOS Fets han- deln, die über eine Steuerleitung 16 durch den Schaltungs- block 11 ansteuerbar sind. Die Schalter 25, 26 können dabei Bestandteil des Schaltungsblocks 11 sein.

Sofern die Leiterzüge 22, 23 mit einem festen Potential be- aufschlagt sind, können die Schalter 25, 26 permanent ge- schlossen sein. Die zwischen den Leiterzügen 22, 23 gebildete Kapazität 24 wirkt als Stützkapazität, um ein Einbrechen der Spannung bei großen Stromspitzen zu verhindern.

Figur 2 zeigt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbei- spiels. Im Unterschied zu Figur 2 sei angenommen, daß die Leiterzüge 22, 23 ein variierendes Potential aufweisen. Die Variation könnte beispielsweise durch einen in dem Schal-

tungsblock 20 befindlichen Inverter hervorgerufen sein, der das Potential des Leiterzuges 23 zwischen dem Versorgungspo- tential und dem Bezugspotential sowie in umgekehrter Richtung umlädt.

Weiterhin ist ein Schaltungsblock 30 vorgesehen, der über ei- ne Leitung 33 mit dem Leiterzug 23 elektrisch verbunden ist.

Der Schaltungsblock 30 stellt ein Mittel zum Überwachen des Ladungszustandes des Leiterzuges 23 dar. Beim Erreichen einer Schwelle, die knapp unterhalb des Versorgungspotentiales VDD liegt, wird über die Steuerleitung 31 der Schalter 25 ge- schlossen, so daß der Leiterzug 23 mit der Vorsorgungspoten- tialleitung 12 verbunden wird. Der Schalter 26, welcher mit der Bezugspotentialleitung 13 verbunden ist bleibt hingegen geöffnet. Der Leiterzug 23 bildet mit einer benachbarten Lei- tung, die im genannten Ausführungsbeispiel auf oder nahe dem Bezugspotential gelegen ist, eine Stützkapazität. Im vorlie- genden Ausführungsbeispiel der Figur 2 könnte dies sowohl der Leiterzug 22 oder ein weiteren Leiterzug 27 sein. Zur Vergrö- ßerung der Kapazität könnte eine der beiden Leiterzüge 22, 27 auch mit der Bezugspotentialleitung 13 verbunden werden. Dies ist aber nicht zwingend notwendig.

Beim Umladen des Leiterzuges 23 in Richtung Bezugspotential VGND durch den Schaltungsblock 20 müssen beide Halbleiter- schalter 25, 26 geöffnet sein. Bei einer Schwelle, die nahe über dem Bezugspotential VGND gelegen ist, wird der Schalter 26 durch das Mittel zum Überwachen des Ladezustandes im Schaltungsblock 30 geschlossen. Der Schalter 25 hingegen bleibt geöffnet. Eine kapazitive Kopplung findet nun zwischen dem auf Bezugspotential liegenden Leiterzug 23 und einem auf Versorgungspotential liegenden Leiterzug 22 oder 27 statt.

Die Signalleitungen 22, 23, 27 müssen nicht, wie in den Figu- ren 1 und 2 gezeigt, parallel nebeneinander verlaufen. Die Leiterzüge können einander überkreuzen oder einen anderen be- liebigen Verlauf aufweisen. Sofern zwei benachbarte Leiterzu-

gabschnitte unterschiedliches Potential aufweisen, findet zwischen diese Leiterzugabschnitten eine kapazitive Kopplung statt, die als Stützkapazität dienen kann. In jedem Fall ist jedoch sicherzustellen, daß die in den Leiterzügen bzw. im Leiterzugabschnitt befindliche Ladung ausreichend ist, um ei- ne Spannungsschwankung auszugleichen.

Figur 3 zeigt eine aus dem Stand der Technik an sich bekannte Anordnung zum Überwachen des Ladungs-bzw. Potentialzustandes eines Leiterzuges. Das Mittel 30. weist zu diesem Zweck zwei Komparatoren 35, 36 auf, deren Ausgänge mit den Steuerleitun- gen 31, 32 verbunden sind. Die Steuerleitungen 31, 32 sind, wie aus Figur 2 besser ersichtlich ist, mit den Schaltern 25, 26 verbunden. Gegebenenfalls kann zwischen den Ausgängen der Komperatoren 35, 36 und den Schaltern 25, 26 jeweils ein Treiber gelegen sein.

Der invertierende Eingang des Komperators 35 wird, ebenso wie der nicht-invertierende Eingang des Komparators 36 mit dem Potential des zu überwachenden Leiterzuges beaufschlagt. Die Leitung 33 stellt zu diesem Zweck eine Verbindung zu diesem Leiterzug her.

Der nicht-invertierende Eingang des Komperators 35 wird mit einem Potential beaufschlagt, welches knapp über dem Bezugs- potential VGND gelegen ist. In entsprechender Weise wird der invertierende Eingang des Komperators 36 mit einem Potential beaufschlagt, welches knapp unterhalb der Versorgungsspannung VDD liegt.

Beim Überschreiten einer dieser eingestellten Schwellen wird wie in Figur 2 beschrieben, der zugeordnete Schalter ge- schlossen, um eine elektrische Verbindung zwischen dem über- wachten Leiterzug und der gewünschten Potentialleitung herzu- stellen.

Dieses Vorgehen ist nur dann notwendig, wenn die die Stützka- pazität bildenden Leiterzüge variable Potentiale aufweisen, um zu verhindern, daß beim Schließen einer der Schalter 25, 26 ein Spannungseinbruch aufgrund einer zu großen Potential- differenz zwischen dem zu verbindenden Leiterzug und der je- weiligen Potentialleitung erfolgt, wird das Mittel zum Über- wachen des Ladezustandes dieses Leiterzuges vorgesehen.

Bezugszeichenliste 10 integrierte Schaltung 11 Schaltungsblock 12 Versorgungspotentialleitung 13 Bezugspotentialleitung 14 Versorgungspotentialanschluß 15 Bezugspotentialanschluß 16 Steuerleitung 20 Schaltungsblock 21 Schaltungsblock 22 Leiterzug 23 Leiterzug 24 Kapazität 25 Schalter 26 Schalter 27 Leiterzug 30 Schaltungsblock 31 Steuerleitung 32 Steuerleitung 33 Leitung 35 Komparator 36 Komparator