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Title:
INTEGRATED CIRCUIT DEVICE, METHOD FOR CONTROLLING OPERATION OF INTEGRATED CIRCUIT DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING INTEGRATED CIRCUIT DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/087756
Kind Code:
A1
Abstract:
An integrated circuit device comprises a start time operation circuit (101) performing processing required for starting, and an after start operation circuit (102) performing normal operation after ending the processing required for starting. The lower limit value of operation guarantee temperature of the after start operation circuit (102) is set higher than the lower limit value of operation guarantee temperature of the start time operation circuit (101). The after start operation circuit (102) starts normal operation when the temperature of the integrated circuit device exceeds a threshold temperature which is the lower limit value of operation guarantee temperature of the after start operation circuit (102).

Inventors:
TAKAHASHI YUKA
MIZOBATA NORIHIKO
Application Number:
PCT/JP2007/063158
Publication Date:
July 24, 2008
Filing Date:
June 29, 2007
Export Citation:
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Assignee:
MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD (JP)
TAKAHASHI YUKA
MIZOBATA NORIHIKO
International Classes:
H01L21/822; G06F1/00; H01L27/04
Foreign References:
JP2004006473A2004-01-08
JP2002111006A2002-04-12
JPS6252620A1987-03-07
JP2005340486A2005-12-08
Attorney, Agent or Firm:
MAEDA, Hiroshi et al. (5-7 Hommachi 2-chome, Chuo-ku, Osaka-sh, Osaka 53, JP)
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Claims:
 起動に必要な処理を行なう起動時動作回路と、
 前記起動に必要な処理が終了後に通常動作を行なう起動後動作回路とを備え、
 前記起動後動作回路は、動作保証温度の下限値が、前記起動時動作回路の動作保証温度の下限値よりも高く構成されており、
 前記起動後動作回路は、前記集積回路装置の温度が、前記起動後動作回路の動作保証温度の下限値である閾値温度を越えた後に、通常動作を開始することを特徴とする集積回路装置。
 起動に必要な処理を行なう起動時動作回路と前記起動に必要な処理が終了後に通常動作を行なう起動後動作回路とを備え、前記起動後動作回路の動作保証温度の下限値が、前記起動時動作回路の動作保証温度の下限値よりも高く構成されている集積回路装置の動作制御方法であって、
 前記起動時動作回路を動作させて、前記集積回路装置の起動に必要な処理を行なわせるステップと、
 前記集積回路装置の温度を検出するステップと、
 検出した温度が、前記起動後動作回路の動作保証温度の下限値である閾値温度を超えた場合に、前記起動後動作回路に通常動作を開始させるステップと、
 を有することを特徴とする集積回路装置の動作制御方法。
 請求項1の集積回路装置であって、
 前記起動後動作回路は、前記集積回路装置の温度が前記閾値温度以下の場合に動作して、前記集積回路装置の温度を上昇させることを特徴とする集積回路装置。
 請求項1の集積回路装置であって、
 前記集積回路装置の温度が前記閾値温度を越えるまでは、電源電圧を高めることを特徴とする集積回路装置。
 請求項1の集積回路装置であって、
 前記集積回路装置の温度が前記閾値温度を越えるまでは、前記起動後動作回路に与えるクロック信号の周波数を高めることを特徴とする集積回路装置。
 起動に必要な処理を行なう起動時動作回路と前記起動に必要な処理が終了後に通常動作を行なう起動後動作回路とを備え、前記起動後動作回路の動作保証温度の下限値が、前記起動時動作回路の動作保証温度の下限値よりも高く構成されている集積回路装置の製造方法であって、
 前記起動時動作回路用のプロセスライブラリを準備するステップと、
 前記起動後動作回路用のプロセスライブラリを準備するステップと、
 前記起動時動作回路用及び前記起動後動作回路用のプロセスライブラリを用いて、2種の回路をつくりわけるステップと、
 を有することを特徴とする集積回路装置の製造方法。
 請求項1の集積回路装置であって、
 前記集積回路装置の温度は、前記集積回路装置の内部又は外部に設けられた温度検知回路によって検知され、
 前記温度検知回路は、前記集積回路装置の温度が前記閾値温度を超えた場合に、動作開始信号を出力し、
 前記起動後動作回路は、前記動作開始信号を受けて、通常動作を開始するように構成されており、
 前記起動時動作回路は、起動時に、前記閾値温度を示す値を前記温度検知回路に設定することを特徴とする集積回路装置。
 請求項1の集積回路装置であって、
 動作保証温度の下限値が前記起動後動作回路よりも高いプロセスパラメータ回路をさらに備え、
 前記プロセスパラメータ回路は、正常に動作すると、動作OK信号を出力するように構成されており、
 前記起動後動作回路は、前記動作OK信号が出力された後に、通常動作を開始することを特徴とする集積回路装置。
Description:
集積回路装置、集積回路装置の 作制御方法、及び集積回路装置の製造方法

 本発明は、温度によって起動シーケンス 制御される集積回路装置、前記集積回路装 の動作制御方法、及び前記集積回路装置の 造方法に関するものである。

 集積回路装置は、低温から高温条件まで 比較的広い温度範囲での動作保証が要求さ る場合がある。そのため、集積回路装置は 低温から高温条件までの動作を保証できる うに設計を行なわないといけない。

 これに対しては、少なくとも一部のトラン スタがマトリックス状に配設され、かつ選 されたトランジスタ群に所要の駆動配線が 成れて成るゲートアレイ型またはスタンダ ドセル型の集積回路装置において、所要の 導体集積回路に関与しないトランジスタのP Nジャンクションの電圧変化を利用して、装 の温度を計測し、その計測結果に応じて冷 装置、非常運転への切り替えなどへとフィ ドバックをかけるようにしたものがある(例 ば、特許文献1を参照)。

特開平6-265593号公報

 しかしながら、電子機器の小型化により 集積回路装置の大規模化及び高速化が進み 集積回路装置に内蔵されるトランジスタ数 急激に増加しているため、それらの高速動 を低温から高温まで幅広い温度範囲で保証 る設計を行なうことが困難になってきてい 。

 本発明は上記の問題に着目してなされた のであり、集積回路装置に要求された動作 証温度範囲を保証する設計が、容易にでき ようにすること目的としている。

 前記の課題を解決するため、本発明の一態 は、
 起動に必要な処理を行なう起動時動作回路 、
 前記起動に必要な処理が終了後に通常動作 行なう起動後動作回路とを備え、
 前記起動後動作回路は、動作保証温度の下 値が、前記起動時動作回路の動作保証温度 下限値よりも高く構成されており、
 前記起動後動作回路は、前記集積回路装置 温度が、前記起動後動作回路の動作保証温 の下限値である閾値温度を越えた後に、通 動作を開始することを特徴とする。

 本発明によれば、集積回路装置に要求さ た動作保証温度範囲を保証する設計が容易 なる。

図1は、実施形態1に係る集積回路装置10 0の構成を示すブロック図である。 図2は、実施形態2に係る集積回路装置20 0の構成を示すブロック図である。 図3は、実施形態3に係る集積回路装置30 0の構成を示すブロック図である。 図4は、実施形態4に係る集積回路装置40 0の構成を示すブロック図である。 図5は、実施形態5に係る集積回路装置50 0の構成を示すブロック図である。 図6は、実施形態6に係る集積回路装置60 0の構成を示すブロック図である。

符号の説明

    100   集積回路装置
    101   起動時動作回路
    102   起動後動作回路
    103   温度検知回路
    200   集積回路装置
    201   起動時動作回路
    210   温度検知回路
    300   集積回路装置
    301   プロセスパラメータ回路
    302   温度検知回路
    400   集積回路装置
    401   温度検知回路
    402   起動後動作回路
    500   集積回路装置
    510   温度検知回路
    600   集積回路装置
    601   クロック生成回路
    602   起動後動作回路
    603   温度検知回路

 以下、本発明の実施形態に係る集積回路 置ついて図面を参照しながら説明する。以 に説明する各集積回路装置は、起動時は、 積回路装置全体が動作するのではなく、例 ば集積回路装置の動作に必要な膨大なプロ ラムを読み込んだり、内蔵するクロック逓 回路の動作が安定するのを待つなどの特定 機能のみが動作できる状態にあればよい集 回路装置である。

 なお、以下の各実施形態の説明において 一度説明した構成要素と同様の機能を有す 構成要素については、同一の符号を付して 明を省略する。

 《発明の実施形態1》
 (集積回路装置100の構成)
 図1は、本発明の実施形態1に係る集積回路 置100の構成を示すブロック図である。集積 路装置100は、図1に示すように、起動時動作 路101、起動後動作回路102、及び温度検知回 103を備えている。

 起動時動作回路101は、起動開始信号が入 されると動作を開始して、集積回路装置100 起動時に必要な処理を行なうようになって る。起動開始信号は、集積回路装置100に対 て起動を指示する信号である。起動開始信 は、例えば、電源投入などによって集積回 装置100の外部から入力される。なお、起動 必要な処理とは、例えば、起動開始信号を 知する処理、内部のクロック動作を開始さ る処理、システムの初期化処理、外部につ がる記憶装置から動作に必要なデータをダ ンロードする処理などである。

 さらに、起動時動作回路101は、温度検知 路103の制御も行なう。具体的には、起動時 作回路101は、起動開始信号が入力されると 温度検知開始信号を温度検知回路103に送信 て、温度検知回路103が温度検知を開始する うに制御する。

 起動後動作回路102は、起動時動作回路101 よる処理が終了し、かつ動作開始信号が入 された場合に通常動作を開始する。動作開 信号は、温度検知回路103が出力する信号で る。

 上記の起動時動作回路101及び起動後動作 路102は、起動後動作回路102の動作保証温度 下限値が、起動時動作回路101の動作保証温 の下限値よりも高くなるように構成する。

 具体的には、起動時動作回路101は、低温( ある一定の温度(後述)よりも低い温度)から高 温まで広い温度範囲で動作保証ができるよう に設計する。ここで、ある一定の温度とは、 例えば、集積回路装置100が通常動作を行なう 場合に必ず達する温度、あるいは集積回路装 置100が使用される地域の周辺温度などである 。

 また、起動後動作回路102は、前記のある 定の温度よりも低い温度での動作保証はせ 、前記のある一定の温度以上での動作保証 できるように設計する。すなわち、起動後 作回路102の動作保証温度の下限値(以下、閾 値温度と呼ぶ)は、前記のある一定の温度で る。

 上記のような起動時動作回路101及び起動 動作回路102は、起動時動作回路101に対して 、低温(前記のある一定の温度よりも低い温 度)から高温まで広い温度範囲で動作保証さ ているプロセスライブラリを使用し、起動 動作回路102に対しては、前記のある一定の 度以上での動作のみが保証されているプロ スライブラリを使用することにより、2種の 路をつくりわける。

 温度検知回路103は、起動時動作回路101が 信した温度検知開始信号を受けて、集積回 装置100の温度検知を開始するようになって る。温度検知回路103は、具体的には、温度 出トランジスタを設けたり、集積回路装置1 00に流れる電流値、集積回路装置100の端子の 度などを測定したりすることにより、集積 路装置100の温度を検知するように構成する

 この温度検知回路103には、閾値温度(起動 後動作回路102の動作保証温度の下限値)が予 設定されており、検知した温度が閾値温度 達した時点で、起動後動作回路102に対して 動作開始信号を送信する。

 (集積回路装置100の動作)
 集積回路装置100では、電源が投入された後 、外部から起動開始信号が入力されると、 ず起動時動作回路101が動作を開始する。そ て、起動時動作回路101は、起動時に必要な 理を行なう。さらに起動時動作回路101は、 度検知開始信号を温度検知回路103に出力す 。これにより、温度検知回路103は、集積回 装置100の温度検知を開始する。そして、検 した温度が閾値温度を越えると、温度検知 路103は、動作開始信号を起動後動作回路102 出力する。起動後動作回路102は、動作開始 号が入力されると、通常動作を開始する。 上により、集積回路装置100全体が動作を開 する。

 上記のように、本実施形態の集積回路装 では、起動時に必要な処理を行なう回路と その処理が終了後に通常動作する回路とで 動作保証する温度範囲が異なるようにした それゆえ、起動時に必要な処理後に動作を 始すればよい回路部分の動作保証温度範囲 狭めることができ、要求された動作保証温 範囲を保証する集積回路装置の設計が容易 なる。また、回路規模の削減による小型化 高集積化、タイミング緩和による歩留向上 び高速化、さらには設計工数の削減が可能 なる。

 《発明の実施形態2》
 図2は、本発明の実施形態2に係る集積回路 置200の構成を示すブロック図である。集積 路装置200は、温度検知回路を集積回路装置 外部に設けた例である。

 集積回路装置200は、起動後動作回路102と 動時動作回路201とを備えており、温度検知 路210と接続されている。

 起動時動作回路201は、集積回路装置200の 動時に必要な処理を行なうようになってい 。起動時動作回路201は、起動時動作回路101 同様に、低温から高温まで広い温度範囲で 作保証ができるように設計した回路である 起動時動作回路201も、起動開始信号が外部 ら入力されると動作を開始する。起動開始 号は、本実施形態においても、集積回路装 に対して起動を指示する信号であり、例え 、電源投入などによって集積回路装置の外 から入力される。

 なお、起動時動作回路201は、実施形態1の 起動時動作回路101のように、温度検知回路を 制御する機能は必要ない。

 温度検知回路210は、起動開始信号を受け 動作を開始し、集積回路装置200から温度情 を取得するようになっている。温度検知回 210には、閾値温度(起動後動作回路102の動作 保証温度の下限値)が予め設定されており、 積回路装置200の温度が、閾値温度に達した 点で、動作開始を起動後動作回路102に対し 指示する信号(動作開始信号)を送信する。

 《発明の実施形態3》
 図3は、本発明の実施形態3に係る集積回路 置300の構成を示すブロック図である。集積 路装置300は、実施形態1の集積回路装置100に ロセスパラメータ回路301を追加し、さらに 度検知回路103を温度検知回路302に置き換え 構成したものである。

 プロセスパラメータ回路301は、動作保証 度の下限値が、起動後動作回路102よりも少 高い温度となるように設計した回路である プロセスパラメータ回路301は、正常に動作 ると、温度検知回路302に対して動作OK信号 出力するようになっている。

 温度検知回路302は、起動時動作回路101が 度検知開始信号を出力すると、集積回路装 300の温度検知を開始するようになっている 温度検知回路302には、閾値温度(起動後動作 回路102の動作保証温度の下限値)が予め設定 れており、検知した温度が閾値温度に達し 時点で、動作開始信号を送信する。ただし 温度検知回路302は、プロセスパラメータ回 301が動作OK信号を出力すると、検知した温度 にかかわらず、動作開始信号を起動後動作回 路102に送信する。

 プロセスパラメータ回路301には実際の集 回路装置製造時のプロセスパラメータ値が 映されており、適切な閾値温度が温度検知 路302に設定されていなくても集積回路装置3 00を正常に起動することが可能になる。その め、本実施形態では、閾値温度を設定する めに、プロセスライブラリのパラメータ値 確認を行なう必要がない。

 《発明の実施形態4》
 図4は、本発明の実施形態4に係る集積回路 置400の構成を示すブロック図である。集積 路装置400は、起動後動作回路が通常動作を 始するまでの時間を短縮する仕組みをいれ 例である。

 集積回路装置400は、図4に示すように、起 動時動作回路101、温度検知回路401、及び起動 後動作回路402を備えている。

 温度検知回路401は、起動時動作回路101が 度検知開始信号を出力すると、集積回路装 400の温度検知を開始するようになっている 温度検知回路401には、閾値温度(起動後動作 回路402の動作保証温度の下限値)が予め設定 れており、検知した温度が設定された閾値 度に達した時点で、動作開始信号を起動後 作回路402に送信する。

 また、温度検知回路401は、集積回路装置4 00の温度が、閾値温度に達していないうちは 高負荷動作開始信号を起動後動作回路402に 信する。高負荷動作開始信号とは、起動後 作回路402に対して、高負荷動作(後述)を指 する信号である。

 起動後動作回路402は、起動時動作回路101 よる処理が終了した後に通常動作を開始す 回路である。

 起動後動作回路402は、動作保証温度の下 値が、起動時動作回路101の動作保証温度の 限値よりも高くなるように設計する。詳し は、起動後動作回路402は、前記のある一定 温度(実施形態1を参照)よりも低温での動作 証はせず、前記のある一定の温度以上での 作のみを保証する。すなわち、起動後動作 路402の動作保証温度の下限値(閾値温度)は 記のある一定の温度である。

 また、起動後動作回路402は、温度検知回 401から高負荷動作開始信号が入力されると 高負荷動作を行なうように構成する。

 ここで、高負荷動作とは、集積回路装置4 00の温度を上昇させることが可能な動作であ 。具体的には、例えば、内蔵されているス ャン回路やBIST(Built In Self Test)回路を動作 せることにより、集積回路装置400を高負荷 態にして温度が上昇するのを早める動作で る。

 このとき、スキャン回路やBIST回路を動作 させるのは、回路のトグル率を高めるためで あり、必ずしもスキャン回路やBIST回路は、 しく動作させる必要性はない。すなわち、 動後動作回路402は、閾値温度以下での動作 保証する必要はない。

 《発明の実施形態5》
 図5は、本発明の実施形態5に係る集積回路 置500の構成を示すブロック図である。集積 路装置500は、図5に示すように、起動後動作 路102と起動時動作回路201とを備え、温度検 回路510と接続されている。また、集積回路 置500は、外部から与えられた電圧制御信号 応じて、電源電圧を変更できるように構成 れている。

 温度検知回路510は、起動開始信号を受け 動作を開始し、集積回路装置500から温度情 を取得するようになっている。集積回路装 500には、閾値温度(起動後動作回路102の動作 保証温度の下限値)が予め設定されており、 積回路装置500の温度が閾値温度に達した時 で、起動後動作回路102に対して動作開始信 を送信する。

 また、温度検知回路510は、集積回路装置5 00の温度が、閾値温度に達していないうちは 電圧制御信号を集積回路装置500に出力して 集積回路装置500の電源電圧が、通常動作時 りも高くなるように制御する。これにより 集積回路装置500の温度が閾値温度に達して ないうちは、集積回路装置500の温度の上昇 早まる。

 《発明の実施形態6》
 図6は、本発明の実施形態6に係る集積回路 置600の構成を示すブロック図である。集積 路装置600は、図5に示すように、起動時動作 路101、クロック生成回路601、起動後動作回 602、及び温度検知回路603を備えている。

 クロック生成回路601は、入力されたクロ ク制御信号に応じた周波数の動作クロック 、起動後動作回路602に出力するようになっ いる。

 起動後動作回路602は、起動時動作回路101 よる処理が終了した場合に通常動作を開始 る回路である。

 起動後動作回路602は、動作保証温度の下 値を、起動時動作回路101の動作保証温度の 限値よりも高くする。詳しくは、起動後動 回路602は、前記のある一定の温度(実施形態 1を参照)よりも低温での動作保証はせず、前 のある一定の温度以上での動作のみを保証 る。すなわち、起動後動作回路402の動作保 温度の下限値(閾値温度)は前記のある一定 温度である。

 温度検知回路603は、起動時動作回路101が 力した温度検知開始信号によって動作を開 し、集積回路装置600の温度を検知するよう なっている。温度検知回路603には、閾値温 (起動後動作回路602の動作保証温度の下限値 )が予め設定されている。そして、温度検知 路603は、集積回路装置600の温度が閾値温度 達していないうちは、クロック生成回路601 対して、通常動作時よりも動作クロックの 波数を高めるようにクロック制御信号を送 。また、閾値温度に達すると、通常動作時 動作クロックの周波数となるように、クロ ク制御信号を送る。

 すなわち、集積回路装置600の温度が閾値 度に達していないうちは、起動後動作回路6 02が高速で動作する。これにより、起動後動 回路602の温度上昇が早まる。

 以上のように、実施形態4~実施形態6の集 回路装置によれば、起動時に必要な処理が 了してから動作する回路の温度上昇を早め ことが可能になる。それゆえ、集積回路装 が通常動作を開始するまでの時間を短縮す ことが可能になる。

 なお、実施形態1、2、4~6の集積回路装置 は、温度検知回路に与える閾値温度は、上 のように予め温度検知回路に設定しておく に、例えば起動時動作回路によって、設定 るようにしてもよい。これにより、集積回 装置製造時のプロセスライブラリのパラメ タ値により、起動後動作回路が動作可能な 度を確認することができるため、それぞれ 集積回路装置に適した閾値温度を設定して 起動後動作回路の動作開始時間を最速にす ことが可能になる。

 本発明に係る集積回路装置は、集積回路 置に要求された動作保証温度範囲を保証す 設計が容易になるという効果を有し、温度 よって起動シーケンスが制御される集積回 装置等として有用である。