JP4351410B2 - 機能障害を検出する回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、第１の差動増幅器および第２の差動増幅器を用いて、機能障害を検出する回路装置に関する。この発明において、回路装置の出力はゲートの入力と接続され、入力は、それぞれ、参照電位端子と接続され、他の入力は、それぞれ、供給電圧と結合される。
【０００２】
供給電圧の低周波電圧にゆらぎがある場合、集積回路の機能性能は、通常保証された状態である。しかしながら、高周波の妨害パルスの場合、集積回路の不確定な状態に至り得る。例えば、集積回路の種々の信号の同期化が妨害され得る。メモリ内容の読み出しが誤って行なわれ得る。同様に、論理的回路装置に悪影響が及ぼされ得る。
【０００３】
しかしながら、集積回路の構造的構成および動作方法を究明するために、これらの本来望ましくないこの効果を探索し得る。
【０００４】
このような不正な意図を回避するために、フィルタ回路により、特定の供給電圧の領域内の電圧のゆらぎが低減される。しかし、この場合、集積回路は機能のシーケンスを、通常、中断しない。
【０００５】
本発明の課題は、機能障害を検出する回路装置を提供することである。この回路装置は、集積回路内の、上述のような機能障害を阻止または、少なくとも検出する。
【０００６】
本課題は、請求項１の特徴により解決される。
【０００７】
本発明は、通常、各集積回路内に、供給電圧の電圧ゆらぎが存在することを監視する回路装置が存在するという状況を利用する。集積回路は、予め与えられた供給電圧の範囲内で動作され得る。供給電圧が上側電圧閾値を上回るか、または下側電圧閾値を下回ると、いわゆる「パワーオンリセット」が作動される。これは、集積回路が「パワーオンリセット」が作動した後に規定の動作状態にシフトされることを意味する。従って、この機能性は、例えば、ゼロから連続的に上昇する供給電圧に基づいてスイッチオンする場合に集積回路を、下側の特定の電圧閾値に達した場合にパワーオンリセットを作動させるために利用される。このパワーオンリセットは、その後、集積回路を規定の動作状態に切り換える。パワーオンリセットをそれぞれ作動させる、下側および上側の電圧閾値を設定するために、例えば、２つの分圧器が設けられる。上側切り換え閾値（Ｓｃｈａｌｔｓｃｈｗｅｌｌｅ）を規定する分圧器は、第１の演算増幅器の入力に接続され、他方、下側切り換え閾値を規定する分圧器は、第２の演算増幅器の入力に接続される。第１の演算増幅器および第２の演算増幅器のそれぞれ別の入力は、参照電位端子と接続される。この参照電位端子には一定に設定された参照電圧が存在する。第１の演算増幅器および第２の演算増幅器の出力は、ゲートに供給され、このゲートは、第１の演算増幅器および第２の演算増幅器により送達された信号を評価し、出力において利用可能にする。この回路装置の出力は、集積回路の別の回路領域と接続され、その後、パワーオンリセットを作動させ得る。
【０００８】
しかしながら、電圧のゆらぎを検出するこの回路装置は、リセット閾値内で変動する高周波電圧のゆらぎを検出するために適切でないので、本発明は、監視手段と接続する第１の差動増幅器および第２の差動増幅器のそれぞれ別の入力を提供する。この監視手段は、供給電圧が変化する場合、回路装置の供給電位端子で応答する。
【０００９】
有利な実施形態は、従属請求項から明らかである。
【００１０】
好適には、各差動増幅器に１つの監視手段が割り当てられる。
【００１１】
監視手段は、例えば、微分器として実施され得る。しかしながら、これは、供給電位端子と接続される電荷蓄積器でもあり得る。監視手段の寸法調整に応じて、供給電圧のどの変動速度の場合にそれぞれの演算増幅器が応答するかが設定され得る。好適には、構成部品は、供給電圧の高周波の電圧変動のみが検出されるように寸法調整される。このようにして、集積回路のシーケンスにおいて機能障害を達成するという目的において、供給電圧における障害が阻止され得る。低周波の電圧変動は、集積回路のシーケンスを、通常、損なわないので、監視手段は応答する必要がない。すなわち、上記の第１の演算増幅器および第２の演算増幅器の入力において存在する参照電圧を上回る。
【００１２】
好適な実施形態において、分圧器は、供給電位端子と参照接地電位端子との間に設けられる。分圧器の中央タップは、それぞれの監視手段、およびそれぞれの差動増幅器と接続される。分圧器は、冒頭で述べたように、上側電圧閾値および下側電圧閾値を設定するために機能する。従って、第１の差動増幅器にも、第２の差動増幅器にも、それぞれ固有の分圧器が設けられる。
【００１３】
以下の実施例を用いて、本発明のさらなる利点および実施形態の変形が説明される。
【００１４】
図１は、機能障害を検出する回路装置の好適な実施例を示す。この回路装置は、同時に、従来技術から公知の機能性が、供給電圧に関する上側電圧閾値および下側電圧閾値を監視し、一方で、この特定の供給電圧領域内で生じる高周波妨害パルスを検出し、かつ回路装置の出力において、信号を発信することを可能にする。この信号は、集積回路を安全な状態に至らせることを可能にする。
【００１５】
この目的のために、この回路装置は、第１の差動増幅器４および第２の差動増幅器８を備える。第１の差動増幅器４の出力７および第２の差動増幅器８の出力１１は、ゲート１２の入力と接続される。ゲート１２の出力１３は、図示されない、パワーオンリセットを作動させ得るさらなる回路装置と接続される。第１の差動増幅器４の非反転入力６、および第２の差動増幅器８の反転入力９は、参照電位端子３と接続され、この端子に、一定に設定された参照電圧が存在する。第１の差動増幅器４の反転入力５は、抵抗器１４、１５からなる、分圧器の中央タップ１６と接続される。分圧器は、供給電位端子１と参照接地電位端子２（Ｂｅｚｕｇｓｐｏｔｉｎｔｉａｌａｎｓｃｈｌｕｓｓ）との間に配置される。抵抗器１８、１９からなる、さらなる分圧器は、同様に、供給電位端子１と参照接地電位端子２との間に配置される。中央タップ２０は、第２の差動増幅器８の非反転入力１０と接続される。
【００１６】
第１の分圧器の抵抗器１４、１５が、中央タップ１６において、参照電位端子（Ｒｅｆｅｒｅｎｚｐｏｔｅｎｚｉａｌａｎｓｃｈｌｕｓｓ）３における参照電圧よりも少し小さい電圧が生じるように設定される。これに対して、第２の分圧器の抵抗器１８、１９は、中央タップ２０において、参照電位端子３における参照電圧よりも少し大きい電圧が生じるように設定される。供給電位端子１に存在する電圧が上昇する場合、第１の分圧器の中央タップ１６において存在する電圧も上昇する。中央タップ１６において存在する電圧が、第１の差動増幅器４の非反転入力６に存在する参照電圧を上回る場合、第１の差動増幅器４は、その出力７に信号を発信する。ＯＲゲート１２は、この信号を出力１３に転送し、これにより、パワーオンリセットが起動され得る。他方、供給電位端子１において電圧が低下した場合、中央タップ２０において低下する電圧が生成される。その結果、第２の差動増幅器８はトグル（ｋｉｐｐｔ）し、回路装置の出力１３において、同様に、パワーオンリセットのための信号が生成される。
【００１７】
本発明により、監視手段が設けられる。この監視手段は、好適には、供給電圧の高周波が変化した場合、それぞれの差動増幅器を同様にトグルさせる。従って、図１による実施例において、中央タップ１６と供給電位端子１との間に電荷蓄積器１７が設けられる。同様に、第２の分圧器の中央タップ２０と供給電位端子１との間に、電荷蓄積器２１が設けられる。電荷蓄積器１７、２１は、高い周波数の場合、すなわち、電圧が急上昇した場合、ブリッジのように作用し、第１の差動増幅器４の反転入力５、および第２の差動増幅器８の非反転入力１０における電圧を、他の入力における参照電圧よりも上に上昇させ、このようにして、パワーオンリセット信号を生成する。従って、集積回路は、信号シーケンスにおいて機能障害を引き起こすことを目標として攻撃された場合、この集積回路を安全な動作状態に至らせ得る。安全な動作状態は、例えば、集積回路の停止であり得る。これにより、メモリチップのメモリ内容の読み出しはもはや不可能である。
【００１８】
機能障害を検出するための、本発明による回路装置は、従来技術において既存の回路装置と比較して、ただわずかな追加的構成部品が必要であるという点で特徴的である。簡単な電荷蓄積器を設けることにより、予め与えられた電圧切り換え閾値を監視するように機能する回路装置が、故意でない機能障害を回避するために用いられ得る。
【００１９】
代替的実施例が図２に示される。図２に示される回路装置は、機能障害を検出するようにのみ機能する。この実施例において、上側電圧閾値および下側電圧閾値の監視は提供されない。第１の差動増幅器４の反転入力５、および第２の差動増幅器８の非反転入力１０を、それぞれの分圧器と接続する代わりに、差動増幅器４、８の上述の両方の入力が互いに接続される。接続点は、微分器２２の出力２３と接続され、微分器は、供給電位端子１と参照接地電位端子２との間に位置する。微分器を用いて、簡単に電圧の上昇が検出され得る。電圧の上昇は、電圧の変動の周波数の測定（Ｍａｓｓ）である。微分器は、原則的に、各任意の様態で設計され得る。正の電圧の上昇は、その後、上述のように第１の差動増幅器４により検出され、他方、負の方向での電圧の上昇は、第２の差動増幅器８により検出される。
【００２０】
図３は、従来技術から公知の微分器の実施例を示す。この微分器は、非反転入力が参照接地電位端子２と接続される差動増幅器２４を備える。反転入力２５は、電荷蓄積器２９を介して、供給電位端子１と接続される。さらに、反転入力２５は、抵抗器２８を介して、差動増幅器２４の出力２７と接続される。差動増幅器２４の出力は、いわば微分器の出力２３を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、機能障害を検出するための、本発明による回路装置の第１の実施例を示し、監視手段として、電荷蓄積器が設けられる。
【図２】 図２は、機能障害を検出するための、本発明による回路装置の第２の実施例を示し、監視手段として、微分器が設けられる。
【図３】 図３は、図２による回路装置において用いられる微分器の実施形態を示す。

Claims (6)

1. 機能障害を検出する回路装置であって、
   該回路装置は、
   供給電位端子と、
   第１および第２の差動増幅器であって、該第１および第２の差動増幅器のそれぞれは出力を有している、第１および第２の差動増幅器と、
   複数の入力を有するゲートであって、該複数の入力はそれぞれ該第１および第２の差動増幅器の該出力に接続されている、ゲートと
   を備え、
   該第１の差動増幅器は、該供給電位端子での供給電圧を分圧した第１の電圧を受け取るように接続された第１の入力と、参照電位端子に接続された第２の入力とを有しており、該第２の差動増幅器は、該参照電位端子に接続された第１の入力と、該供給電位端子での該供給電圧を分圧した第２の電圧であって該第１の電圧とは異なる第２の電圧を受け取るように接続された第２の入力とを有しており、該参照電位端子は、該第１および第２の差動増幅器のそれぞれに該供給電圧とは独立した参照電圧を提供し、
   該回路装置は、
   該第１の差動増幅器の該第１の入力に接続された第１のデバイスと、
   該第２の差動増幅器の該第２の入力に接続された第２のデバイスと
   をさらに備え、
   該第１のデバイスおよび該第２のデバイスは、該供給電位端子での該供給電圧が変化した場合にその変化に応答する、回路装置。
2. 前記デバイスは、前記供給電圧の高周波電圧の変化のみを検出するように構成されている、請求項１に記載の回路装置。
3. 前記デバイスは、前記差動増幅器のそれぞれに割り当てられた２つのデバイスのうちの一方である、請求項１に記載の回路装置。
4. 前記デバイスは、微分器である、請求項１に記載の回路装置。
5. 前記デバイスは、前記供給電位端子に接続された電荷蓄積器である、請求項１に記載の回路装置。
6. 前記供給電位端子と参照接地電位端子との間に接続された分圧器を備え、
   該分圧器は、該それぞれのデバイスと該それぞれの差動増幅器とに接続された中央タップを有している、請求項３に記載の回路装置。

Images