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JPH04372220A - semiconductor equipment - Google Patents

semiconductor equipment

Info

Publication number
JPH04372220A
JPH04372220A JP3150095A JP15009591A JPH04372220A JP H04372220 A JPH04372220 A JP H04372220A JP 3150095 A JP3150095 A JP 3150095A JP 15009591 A JP15009591 A JP 15009591A JP H04372220 A JPH04372220 A JP H04372220A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
amplitude
power supply
level conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3150095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Sumi
成生 角
Tatsuji Matsuura
達治 松浦
Shigeki Imaizumi
栄亀 今泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Japan Display Inc
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Device Engineering Co Ltd, Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Device Engineering Co Ltd
Priority to JP3150095A priority Critical patent/JPH04372220A/en
Publication of JPH04372220A publication Critical patent/JPH04372220A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Logic Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に関し
、特にMOS型集積回路の回路内インターフェースに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to an in-circuit interface of a MOS type integrated circuit.

【0002】0002

【従来の技術】従来、2つもしくは複数の回路ブロック
間において、信号の転送を行う場合、図2に示すように
、機能ブロック1と機能ブロック2の間を信号線または
バスライン3で接続し、両回路の電源電圧と等しい電圧
振幅の信号4により転送を行っていた。例えば、両回路
の電源電圧が5Vの場合両回路間の信号線の振幅も5V
であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, when transferring signals between two or more circuit blocks, a signal line or a bus line 3 is used to connect a functional block 1 and a functional block 2, as shown in FIG. , transfer was performed using a signal 4 having a voltage amplitude equal to the power supply voltage of both circuits. For example, if the power supply voltage of both circuits is 5V, the amplitude of the signal line between both circuits is also 5V.
Met.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】日々、LSIの高集積
化および高速化が進んでいる。それに伴いチップ当りの
消費電力も増大してきている。そのため、既存のパッケ
ージに納めるためまたは電池を用いた長時間動作を実現
するためには、チップの消費電力を抑える必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Day by day, LSIs are becoming more highly integrated and faster. Along with this, power consumption per chip has also increased. Therefore, it is necessary to reduce the power consumption of chips in order to fit them into existing packages or to realize long-term operation using batteries.

【0004】例えば、論理LSIを構成する場合では、
回路間の信号線または機能ブロック間における信号の転
送を行うためのバスラインが多数存在する。特に、ディ
ジタル論理LSIでは、信号線が多数存在し、チップ中
でかなりの面積を占める場合が少なくない。これらの信
号線またはバスラインは、大部分が配線長が長いため、
それに伴う配線容量も大きい。例えば、ビデオ信号処理
プロセッサμDSPの場合、バスラインで消費される電
力は、チップ全体の消費電力の約25%を占める。さら
に、素子の微細化が進んでスケーリングされると、トラ
ンジスタの寄生容量は減少するが、チップ内部における
回路間の配線長は減少しないため、寄生容量全体の中で
配線容量の占める割合は増加することが予想される。そ
のため、これらの配線を充放電するときに消費する電力
の割合は増加する。よって、LSIの低消費電力化を進
める上で、これらの配線によって消費される電力の低減
が課題となる。
For example, when configuring a logic LSI,
There are many bus lines for transferring signals between circuits or between functional blocks. In particular, digital logic LSIs often have a large number of signal lines and occupy a considerable area within the chip. Most of these signal lines or bus lines have long wiring lengths, so
The wiring capacity associated with this is also large. For example, in the case of a video signal processing processor μDSP, the power consumed by the bus line accounts for about 25% of the power consumption of the entire chip. Furthermore, as elements become smaller and scaled, the parasitic capacitance of transistors decreases, but the length of wiring between circuits inside the chip does not decrease, so the proportion of wiring capacitance in the total parasitic capacitance increases. It is expected that. Therefore, the proportion of power consumed when charging and discharging these wirings increases. Therefore, in order to reduce the power consumption of LSIs, it is important to reduce the power consumed by these wirings.

【0005】本発明の目的は、高集積LSIの消費電力
を下げることである。
An object of the present invention is to reduce the power consumption of highly integrated LSIs.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、LSI全体の電源電圧を下げると消費電力は減少
する。しかし、電源電圧を下げるために回路の動作速度
も低下してしまう。そこで本発明は、図1に示すように
機能回路部分の信号振幅は電源電圧と同じ電位にして、
回路の入出力部に信号のレベル変換の機能を持つ回路を
備えた。これにより、回路間の信号線または機能ブロッ
ク間の信号の転送を行うバスラインの信号振幅のみを下
げられる。その結果、信号線またはバスラインの充放電
によって消費される電力が少なくなる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, power consumption is reduced by lowering the power supply voltage of the entire LSI. However, lowering the power supply voltage also reduces the operating speed of the circuit. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, the signal amplitude of the functional circuit portion is set to the same potential as the power supply voltage.
The input/output section of the circuit is equipped with a circuit that has a signal level conversion function. As a result, only the signal amplitude of the signal line between circuits or the bus line that transfers signals between functional blocks can be lowered. As a result, less power is consumed by charging and discharging the signal line or bus line.

【0007】ところが、出力部のレベル変換回路として
、CMOS構成のインバータを用いると、電源電圧が低
い場合では、PMOSトランジスタの駆動能力が大幅に
低下する。これは、入力信号の“Low”レベルとPM
OSトランジスタのソースの電位差が小さくなるため、
PMOSトランジスタの電流駆動能力が小さくなるから
である。その結果、信号線またはバスラインを駆動する
バッファ回路の駆動能力が大幅に低下しチップの高速動
作に支障をきたす。そこで、低電源電圧での駆動能力を
上げるために、図4に示すようにNMOSトランジスタ
を直列に2段接続し、それぞれのトランジスタのゲート
に高電圧を印加する回路構成とした。図4の回路は、N
MOSトランジスタ14のドレインに印加される電源電
圧とゲート入力信号の“High”レベルとの電位差が
、NMOSトランジスタ14のしきい電圧Vthよりも
大きい場合に、出力の“High”レベルが電源電圧ま
で上昇する。さらに、NMOSトランジスタ14のゲー
ト電圧が十分高い場合は、トランジスタが強く“ON”
するため、従来のCMOSインバータを用いた時よりも
駆動能力が大きくなる。
However, when a CMOS-configured inverter is used as the level conversion circuit in the output section, the driving ability of the PMOS transistor is significantly reduced when the power supply voltage is low. This is the “Low” level of the input signal and the PM
Because the potential difference between the sources of the OS transistor becomes smaller,
This is because the current driving ability of the PMOS transistor becomes smaller. As a result, the driving ability of the buffer circuit that drives the signal line or bus line is significantly reduced, which impedes high-speed operation of the chip. Therefore, in order to increase the driving ability at a low power supply voltage, a circuit configuration was adopted in which two stages of NMOS transistors were connected in series and a high voltage was applied to the gate of each transistor, as shown in FIG. The circuit of FIG.
When the potential difference between the power supply voltage applied to the drain of the MOS transistor 14 and the "High" level of the gate input signal is larger than the threshold voltage Vth of the NMOS transistor 14, the "High" level of the output rises to the power supply voltage. do. Furthermore, if the gate voltage of the NMOS transistor 14 is high enough, the transistor is strongly “ON”.
Therefore, the driving capacity becomes larger than when using a conventional CMOS inverter.

【0008】本発明の回路構成は、回路間の信号の転送
に用いる信号の振幅を回路内部の電源電圧より低い信号
振幅にするものであり、これにより素子全体の低消費電
力を実現するものである。
The circuit configuration of the present invention makes the amplitude of the signal used for signal transfer between circuits lower than the power supply voltage inside the circuit, thereby realizing low power consumption of the entire element. be.

【0009】[0009]

【作用】図1に示す本発明の回路構成を用いた場合、図
2に示す従来の回路構成の場合に比較し、チップが低電
力化できる。ここで、消費電力は次に示す(1)式によ
り計算できる。
[Operation] When the circuit configuration of the present invention shown in FIG. 1 is used, the power consumption of the chip can be reduced compared to the case of the conventional circuit configuration shown in FIG. 2. Here, power consumption can be calculated using equation (1) shown below.

【0010】P=fCV2             
       …(1) (P:消費電力,f:動作周波数,C:容量,V:電源
電圧) 例えば、チップの電源電圧が1.5Vの時、バスライン
の信号振幅を0.5Vに低下させると、従来回路と比較
した場合、バスラインで消費される電力は、1/9に減
少する。
[0010]P=fCV2
...(1) (P: power consumption, f: operating frequency, C: capacitance, V: power supply voltage) For example, when the power supply voltage of the chip is 1.5V, if the signal amplitude of the bus line is reduced to 0.5V, , the power consumed in the bus line is reduced to 1/9 when compared to conventional circuits.

【0011】また、バスラインを駆動する回路に、図4
で示す低電源電圧時でも駆動能力の高い回路を用いるこ
とにより、低電源電圧時では通常のCMOSインバータ
を用いる従来回路よりも高速化できる。
[0011] Also, in the circuit driving the bus line, the circuit shown in FIG.
By using a circuit with high driving ability even at a low power supply voltage as shown in , it is possible to achieve higher speeds than a conventional circuit using a normal CMOS inverter at a low power supply voltage.

【0012】0012

【実施例】本発明の第1の実施例を図1に示す。図1は
、本発明の回路構成による半導体集積回路である。図1
では、信号線またはバスライン3の信号振幅が機能ブロ
ック1および機能ブロック2内の信号振幅よりも小さい
振幅になっている。すなわち、機能ブロック1内の回路
の電源電圧と等しい電圧振幅の信号4は、出力レベル変
換回路6で低振幅信号5に変換し、それを信号線または
バスライン3により転送する。更に、低振幅信号5は、
入力レベル変換回路7により、機能ブロック2内の信号
振幅までレベル変換するものである。これにより、大き
い配線容量を伴う信号線またはバスライン3を低振幅で
動作させるため、信号線の充放電により消費される電力
を大幅に減少させることができる。また、信号線の信号
振幅のみを下げるものであるため、回路全体の速度低下
にはつながらない。
Embodiment A first embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a semiconductor integrated circuit having a circuit configuration according to the present invention. Figure 1
In this case, the signal amplitude of the signal line or bus line 3 is smaller than the signal amplitude in the functional block 1 and the functional block 2. That is, a signal 4 having a voltage amplitude equal to the power supply voltage of the circuit in the functional block 1 is converted into a low amplitude signal 5 by the output level conversion circuit 6, and is transferred via the signal line or bus line 3. Furthermore, the low amplitude signal 5 is
The input level conversion circuit 7 converts the level up to the signal amplitude within the functional block 2. Thereby, the signal line or bus line 3 with a large wiring capacitance is operated with a low amplitude, so that the power consumed by charging and discharging the signal line can be significantly reduced. Furthermore, since it only lowers the signal amplitude of the signal line, it does not lead to a reduction in the speed of the entire circuit.

【0013】図3に、第1の実施例で用いられる出力レ
ベル変換回路6および入力レベル変換回路7の具体的な
回路例を示す。出力レベル変換回路6は、通常のCMO
Sインバータで構成できる。このとき、PMOSトラン
ジスタのソースは、低電圧電源8に接続される。また、
入力ゲートには、機能ブロック1内の回路の電源電圧と
等しい電圧振幅の信号4が入力される。一方、入力レベ
ル変換回路7は、2組のCMOSインバータより成るレ
ベルシフト回路およびインバータ回路により構成した。 レベルシフト回路のPMOSトランジスタ10,11の
ソースは、回路の電源電圧と等しい電位9に接続され、
NMOSトランジスタ12,13のゲートには、信号線
またはバスライン3を介して転送された低振幅信号5が
入力される。
FIG. 3 shows a specific circuit example of the output level conversion circuit 6 and the input level conversion circuit 7 used in the first embodiment. The output level conversion circuit 6 is a normal CMO
It can be configured with an S inverter. At this time, the source of the PMOS transistor is connected to the low voltage power supply 8. Also,
A signal 4 having a voltage amplitude equal to the power supply voltage of the circuit in the functional block 1 is input to the input gate. On the other hand, the input level conversion circuit 7 is composed of a level shift circuit and an inverter circuit each consisting of two sets of CMOS inverters. The sources of the PMOS transistors 10 and 11 of the level shift circuit are connected to a potential 9 equal to the power supply voltage of the circuit,
A low amplitude signal 5 transferred via the signal line or bus line 3 is input to the gates of the NMOS transistors 12 and 13.

【0014】次に、本発明の回路構成に使用した他の出
力レベル変換回路6の基本回路構成を図4に示す。ここ
で、図3の出力レベル変換回路6に用いたCMOSイン
バータ回路は、低電圧電源8の電位が低いとPMOSト
ランジスタの駆動能力が大幅に低下するという問題が生
じる。これは、電源電圧が低下すると、PMOSトラン
ジスタのソース電位と入力信号の“Low”レベルとの
電位差が小さくなるため、PMOSトランジスタの性質
上“ON”時の電流駆動能力が低下するからである。こ
の問題は、図4に示すような構成の回路を用いることに
より解決できる。図4に示す回路は、NMOSトランジ
スタ14,15を直列に2個接続し、NMOSトランジ
スタ14のドレインには、低電圧電源8が接続され、N
MOSトランジスタ14,15のゲートには回路の電源
電圧と等しい電圧振幅の信号4が入力される。図4に示
す回路を用いることにより高速化できる理由は、PMO
Sトランジスタに比べNMOSトランジスタの方がキャ
リアの移動度が約3倍大きいことである。また、NMO
Sトランジスタのゲートに高電圧を印加することにより
、ゲート−ソース間の電位を大きくすることができ、ト
ランジスタを強く“ON”させることができるからであ
る。 従来、図4に示す回路を出力バッファに用いた場合、N
MOSトランジスタ14のドレイン電位とゲート入力の
信号電位が等しいため、バッファの出力電位の“Hig
h”レベルは、電源電圧−Vthまでしか上昇しなかっ
た。そのため、低電圧回路の出力バッファには信号レベ
ルの低下が生じるため不適当であった。しかし、本発明
の回路構成に適用すれば、電源電圧−Vthの電位降下
が問題にならないため、出力バッファとして使用可能で
ある。また、従来使用していたCMOSインバータのバ
ッファであれば低電圧電源の使用により、PMOSトラ
ンジスタのゲート−ソース間の電位が小さくなり駆動能
力低下が問題となったが、図4の回路はNMOSトラン
ジスタで構成され、ゲートには高電圧が印加されるため
ゲート−ソース間の電位差が大きく、電源電圧低下によ
る駆動能力低下は問題とならない。
Next, FIG. 4 shows the basic circuit configuration of another output level conversion circuit 6 used in the circuit configuration of the present invention. Here, the CMOS inverter circuit used in the output level conversion circuit 6 of FIG. 3 has a problem in that the driving ability of the PMOS transistor is significantly reduced when the potential of the low voltage power supply 8 is low. This is because when the power supply voltage decreases, the potential difference between the source potential of the PMOS transistor and the "Low" level of the input signal becomes smaller, so that the current driving ability when "ON" is reduced due to the nature of the PMOS transistor. This problem can be solved by using a circuit configured as shown in FIG. The circuit shown in FIG. 4 has two NMOS transistors 14 and 15 connected in series, a low voltage power supply 8 is connected to the drain of the NMOS transistor 14, and NMOS transistors 14 and 15 are connected in series.
A signal 4 having a voltage amplitude equal to the power supply voltage of the circuit is input to the gates of the MOS transistors 14 and 15. The reason why the speed can be increased by using the circuit shown in Fig. 4 is that the PMO
The carrier mobility of an NMOS transistor is about three times greater than that of an S transistor. Also, N.M.O.
This is because by applying a high voltage to the gate of the S transistor, the potential between the gate and the source can be increased, and the transistor can be turned on strongly. Conventionally, when the circuit shown in FIG. 4 is used as an output buffer, N
Since the drain potential of the MOS transistor 14 and the signal potential of the gate input are equal, the output potential of the buffer is “High”.
h" level rose only to the power supply voltage -Vth. Therefore, it was unsuitable for the output buffer of a low voltage circuit as it would cause a drop in signal level. However, if applied to the circuit configuration of the present invention, Since the potential drop of the power supply voltage -Vth is not a problem, it can be used as an output buffer.Also, with the conventional CMOS inverter buffer, by using a low voltage power supply, it can be used as an output buffer between the gate and source of a PMOS transistor. However, since the circuit in Fig. 4 is composed of NMOS transistors and a high voltage is applied to the gate, the potential difference between the gate and source is large, and the drive ability due to the drop in power supply voltage becomes a problem. Capacity decline is not a problem.

【0015】図5に、図4で示した出力レベル変換回路
の第1の具体的発明回路を示す。回路は、NMOSトラ
ンジスタ16,17の2個を直列に接続した構成を採る
FIG. 5 shows a first specific inventive circuit of the output level conversion circuit shown in FIG. 4. The circuit has a configuration in which two NMOS transistors 16 and 17 are connected in series.

【0016】NMOSトランジスタ16のドレインには
、低電圧電源8を接続する。また、NMOSトランジス
タ16のゲートを制御するためにインバータ18を配置
する。このインバータの電位は、回路の電源電圧と等し
い電位9に接続する。図5に示す回路構成により、電源
電圧が低くてもゲートの印加電圧が高いため、高駆動能
力のバッファ回路を実現できる。図5では、NMOSト
ランジスタ16のゲートを制御するために、インバータ
18を用いたが、NMOSトランジスタ17をインバー
タ18により制御しても良い。
A low voltage power supply 8 is connected to the drain of the NMOS transistor 16. Further, an inverter 18 is arranged to control the gate of the NMOS transistor 16. The potential of this inverter is connected to a potential 9 equal to the power supply voltage of the circuit. With the circuit configuration shown in FIG. 5, the voltage applied to the gate is high even when the power supply voltage is low, so a buffer circuit with high driving ability can be realized. In FIG. 5, the inverter 18 is used to control the gate of the NMOS transistor 16, but the NMOS transistor 17 may also be controlled by the inverter 18.

【0017】図6に、図4で示した出力レベル変換回路
の第2の具体的発明回路を示す。図6の出力レベル変換
回路は、PMOSトランジスタ19とNMOSトランジ
スタ20より成るCMOSインバータとNMOSトラン
ジスタ21と入力信号の反転信号を生成するCMOSイ
ンバータ22より成る。PMOSトランジスタ19のソ
ースとNMOSトランジスタ20のドレインには、低電
圧電源8を接続し、CMOSインバータ22は、回路の
電源電圧と等しい電位9に接続する。この回路により、
低電圧電源8の電位が低く、PMOSトランジスタ19
の駆動能力が低くても、NMOSトランジスタ21によ
り駆動するため、駆動能力の低下を防げる。
FIG. 6 shows a second specific invention circuit of the output level conversion circuit shown in FIG. 4. The output level conversion circuit shown in FIG. 6 includes a CMOS inverter including a PMOS transistor 19 and an NMOS transistor 20, an NMOS transistor 21, and a CMOS inverter 22 that generates an inverted signal of an input signal. A low voltage power supply 8 is connected to the source of the PMOS transistor 19 and the drain of the NMOS transistor 20, and the CMOS inverter 22 is connected to a potential 9 equal to the power supply voltage of the circuit. With this circuit,
The potential of the low voltage power supply 8 is low, and the PMOS transistor 19
Even if the driving ability of the transistor is low, since it is driven by the NMOS transistor 21, a decrease in the driving ability can be prevented.

【0018】図7に、今回発明したもう1つの入力レベ
ル変換回路の回路構成を示す。図1に示す回路構成を採
る場合、機能ブロック2への入力バッファ7は、信号の
レベルシフトの機能を兼ね備える必要がある。従来は、
レベル変換回路として図3に示すような回路を用いてい
た。そこで今回、低電圧回路用のレベル変換回路として
、図7に示すCMOSインバータ構成のレベル変換回路
を発明した。本発明の回路は、Vthの高いPMOSト
ランジスタ23とVthの低いNMOSトランジスタ2
4より成る。PMOSトランジスタ23のソースは、回
路の電源電圧と等しい電位9に接続する。PMOSトラ
ンジスタ23とNMOSトランジスタ24のゲートには
、低振幅信号5を入力する。PMOSトランジスタのV
th,回路の電源電圧,低振幅信号の振幅を適切に設定
すれば、インバータの出力に、回路の電源電圧と等しい
電圧振幅の信号4が出力される。例えば、入力される低
振幅信号の“High”レベルが0.5V 、回路の電
源電圧と等しい電位9が1.5V である場合、PMO
Sトランジスタ23のVthが1V以上1.5 V未満
であればレベル変換回路として機能する。ここで、レベ
ル変換を兼ねた入力バッファとして通常のCMOSイン
バータを用いた場合では、入力の“High”レベルの
電位がPMOSトランジスタのソース電位よりも低いた
め、PMOSトランジスタが“OFF”せず常時貫通電
流が流れ、消費電力が増大する。しかし、本発明の回路
は、PMOSトランジスタ23とNMOSトランジスタ
24が同時に“ON”しないため、貫通電流を防止する
ことができる。よって、本発明の回路を用いることによ
り、少ない素子数でレベルシフトを兼ねた入力バッファ
回路を構成できる。ここで図7では、PMOSトランジ
スタとしてVthの高いPMOSトランジスタ23を用
いていたが、NMOSトランジスタ24と同様にVth
の低いトランジスタを用いて構成し、基板電位を変える
ことによりPMOSトランジスタのVthを変える方法
も考えられる。
FIG. 7 shows the circuit configuration of another input level conversion circuit invented this time. When adopting the circuit configuration shown in FIG. 1, the input buffer 7 to the functional block 2 must also have a signal level shifting function. conventionally,
A circuit as shown in FIG. 3 was used as the level conversion circuit. Therefore, we have now invented a level conversion circuit with a CMOS inverter configuration shown in FIG. 7 as a level conversion circuit for low voltage circuits. The circuit of the present invention includes a high Vth PMOS transistor 23 and a low Vth NMOS transistor 2.
Consists of 4. The source of the PMOS transistor 23 is connected to a potential 9 equal to the power supply voltage of the circuit. A low amplitude signal 5 is input to the gates of the PMOS transistor 23 and the NMOS transistor 24 . V of PMOS transistor
If th, the power supply voltage of the circuit, and the amplitude of the low amplitude signal are appropriately set, a signal 4 having a voltage amplitude equal to the power supply voltage of the circuit is outputted at the output of the inverter. For example, if the “High” level of the input low amplitude signal is 0.5V and the potential 9, which is equal to the circuit power supply voltage, is 1.5V, the PMO
If the Vth of the S transistor 23 is greater than or equal to 1 V and less than 1.5 V, it functions as a level conversion circuit. Here, when a normal CMOS inverter is used as an input buffer that also serves as a level converter, the input "High" level potential is lower than the source potential of the PMOS transistor, so the PMOS transistor does not turn "OFF" and always passes through. Current flows and power consumption increases. However, in the circuit of the present invention, the PMOS transistor 23 and the NMOS transistor 24 are not turned on at the same time, so that the through current can be prevented. Therefore, by using the circuit of the present invention, it is possible to configure an input buffer circuit that also functions as a level shifter with a small number of elements. Here, in FIG. 7, the PMOS transistor 23 with a high Vth is used as the PMOS transistor, but like the NMOS transistor 24, the Vth
It is also conceivable to configure the PMOS transistor using a transistor with a low voltage and change the Vth of the PMOS transistor by changing the substrate potential.

【0019】本発明の第2の実施例を図8に示す。図8
の回路は、機能ブロック1と機能ブロック2の間を低振
幅信号5を転送する信号線と低振幅信号5の反転信号2
5を転送する信号線の2本の線により回路間を接続する
ものである。8図に示す回路構成により、信号の正論理
と負論理を転送するため、低振幅信号での誤動作が減少
する。このため、1本の信号線により転送する場合に比
較し、更に信号振幅を小さくできる。また、図3におい
て、入力レベル変換回路に使用した差動入力型のレベル
変換回路の場合、正論理と負論理の信号が必要なため、
入力レベル変換回路内で負論理の信号を生成していた。 しかし、本発明の回路構成のように正論理と負論理の信
号を同時に転送すれば、あらためて入力レベル変換回路
部で負論理の信号を作る必要がない。このように、図8
の回路構成を採ることにより、低振幅信号での誤動作が
少なくなると同時に、差動入力型のレベル変換回路を用
いた場合では、あらためて負論理の信号を生成する必要
がなくなる。
A second embodiment of the invention is shown in FIG. Figure 8
The circuit includes a signal line that transfers a low amplitude signal 5 between a functional block 1 and a functional block 2, and an inverted signal 2 of the low amplitude signal 5.
The circuits are connected by two signal lines that transfer the signal. The circuit configuration shown in FIG. 8 transfers positive logic and negative logic of the signal, thereby reducing malfunctions with low amplitude signals. Therefore, the signal amplitude can be further reduced compared to the case of transfer using a single signal line. In addition, in the case of the differential input type level conversion circuit used in the input level conversion circuit in FIG. 3, positive logic and negative logic signals are required.
A negative logic signal was being generated within the input level conversion circuit. However, if positive logic and negative logic signals are simultaneously transferred as in the circuit configuration of the present invention, there is no need to create a negative logic signal in the input level conversion circuit section. In this way, Figure 8
By adopting the circuit configuration, malfunctions with low amplitude signals are reduced, and at the same time, when a differential input type level conversion circuit is used, there is no need to generate a negative logic signal again.

【0020】上記実施例では、正の電源電圧の場合につ
いてのみ示したが、負の電源電圧の場合でも本発明の回
路を適用できる。例えば、負の電源電圧で図4の回路を
実現する場合、NMOSトランジスタの代わりにPMO
Sトランジスタを使用すれば良い。
In the above embodiment, only the case of a positive power supply voltage is shown, but the circuit of the present invention can also be applied to the case of a negative power supply voltage. For example, when implementing the circuit in Figure 4 with a negative power supply voltage, a PMO transistor is used instead of an NMOS transistor.
It is sufficient to use an S transistor.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、回路間の信号転送に用
いる信号線の信号振幅を、両回路内部の信号振幅よりも
低電位の信号振幅を用いることにより、回路間の配線に
よって消費される電力を低減する効果がある。例えば、
ビデオ信号処理プロセッサμDSPの場合、バスライン
で消費される電力は、チップ全体の消費電力の約25%
を占める。ここで、バスラインの信号振幅を1/3にす
ると、バスラインの消費電力は従来に比べ1/9に減少
する。これは、チップ全体の消費電力が22.5% 減
少することになり、消費電力の低減効果は大きい。また
、出力レベル変換回路に本発明の回路を用いることによ
り、低電源電圧時において回路の動作速度低下を防止す
る効果がある。更に、本発明の入力レベル変換回路を用
いることにより、少ない回路規模でレベル変換回路を構
成できるため、回路規模の増大を招かない。
According to the present invention, the signal amplitude of the signal line used for signal transfer between circuits is consumed by the wiring between the circuits by using a signal amplitude having a lower potential than the signal amplitude inside both circuits. This has the effect of reducing power consumption. for example,
In the case of the video signal processing processor μDSP, the power consumed by the bus line is approximately 25% of the power consumption of the entire chip.
occupies Here, if the signal amplitude of the bus line is reduced to 1/3, the power consumption of the bus line is reduced to 1/9 compared to the conventional one. This results in a 22.5% reduction in the power consumption of the entire chip, which is a significant reduction in power consumption. Further, by using the circuit of the present invention in an output level conversion circuit, there is an effect of preventing a decrease in the operating speed of the circuit at low power supply voltage. Furthermore, by using the input level conversion circuit of the present invention, the level conversion circuit can be configured with a small circuit scale, so that the circuit scale does not increase.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明による半導体装置の第1実施例の基本構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】従来の回路構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional circuit configuration.

【図3】本発明による半導体装置の第1実施例の具体的
回路例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific circuit example of the first embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明の出力レベル変換回路の基本回路構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the basic circuit configuration of the output level conversion circuit of the present invention.

【図5】本発明の出力レベル変換回路を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an output level conversion circuit of the present invention.

【図6】本発明の出力レベル変換回路を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an output level conversion circuit of the present invention.

【図7】本発明の入力レベル変換回路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an input level conversion circuit of the present invention.

【図8】本発明による半導体装置の第1実施例の基本構
成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the basic configuration of a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…機能ブロック1、2…機能ブロック2、3…信号線
またはバスライン、4…回路の電源電圧と等しい電圧振
幅の信号、5…低振幅信号、6…出力レベル変換回路、
7…入力レベル変換回路、8…低電圧電源、9…回路の
電源電圧と等しい電位、10…PMOSトランジスタ、
11…PMOSトランジスタ、12…NMOSトランジ
スタ、13…NMOSトランジスタ、14…NMOSト
ランジスタ、15…NMOSトランジスタ、16…NM
OSトランジスタ、17…NMOSトランジスタ、18
…CMOSインバータ、19…PMOSトランジスタ、
20…NMOSトランジスタ、21…NMOSトランジ
スタ、22…CMOSインバータ、23…PMOSトラ
ンジスタ、24…NMOSトランジスタ、25…低振幅
信号5の反転信号。
1... Functional block 1, 2... Functional block 2, 3... Signal line or bus line, 4... Signal with voltage amplitude equal to the power supply voltage of the circuit, 5... Low amplitude signal, 6... Output level conversion circuit,
7... Input level conversion circuit, 8... Low voltage power supply, 9... Potential equal to the power supply voltage of the circuit, 10... PMOS transistor,
11...PMOS transistor, 12...NMOS transistor, 13...NMOS transistor, 14...NMOS transistor, 15...NMOS transistor, 16...NM
OS transistor, 17...NMOS transistor, 18
...CMOS inverter, 19...PMOS transistor,
20...NMOS transistor, 21...NMOS transistor, 22...CMOS inverter, 23...PMOS transistor, 24...NMOS transistor, 25...inverted signal of low amplitude signal 5.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の回路ブロック間で、信号の転送を行
う半導体装置において、転送する信号の振幅を回路ブロ
ックの信号振幅よりも小さい振幅に変換し、その信号を
転送することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device that transfers signals between a plurality of circuit blocks, characterized in that the amplitude of the signal to be transferred is converted to an amplitude smaller than the signal amplitude of the circuit block, and the signal is transferred. Semiconductor equipment.
【請求項2】上記請求項1の半導体装置において、信号
のレベル変換の機能を持つ出力バッファ回路と入力バッ
ファ回路を備えたことを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an output buffer circuit and an input buffer circuit having a signal level conversion function.
【請求項3】上記請求項2の信号のレベル変換の機能を
持つ出力バッファ回路において、MOSトランジスタの
ゲートに、ソースまたはドレインの電位よりも高電位振
幅の信号を入力することを特徴とする半導体装置。
3. The output buffer circuit having a signal level conversion function according to claim 2, wherein a signal having a higher potential amplitude than the source or drain potential is input to the gate of the MOS transistor. Device.
【請求項4】複数の回路ブロック間で、信号の転送を行
う半導体装置において、転送する信号として、振幅が回
路ブロックの信号振幅よりも小さい差動信号を用いるこ
とを特徴とする半導体装置。
4. A semiconductor device that transfers signals between a plurality of circuit blocks, wherein a differential signal whose amplitude is smaller than the signal amplitude of the circuit block is used as the signal to be transferred.
【請求項5】上記請求項1から4の回路を、同一集積回
路内に構成することを特徴とする半導体装置。
5. A semiconductor device characterized in that the circuits according to claims 1 to 4 are constructed within the same integrated circuit.
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