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JP2015106352A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2015106352A
JP2015106352A JP2013249256A JP2013249256A JP2015106352A JP 2015106352 A JP2015106352 A JP 2015106352A JP 2013249256 A JP2013249256 A JP 2013249256A JP 2013249256 A JP2013249256 A JP 2013249256A JP 2015106352 A JP2015106352 A JP 2015106352A
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Japan
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output
signal
clock
internal
unit
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JP2013249256A
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Japanese (ja)
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忠宏 下田
Tadahiro Shimoda
忠宏 下田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor device capable of outputting a functional block signal and an internal signal by multiplexing the functional block signal with the internal signal even if strict timing restrictions are imposed on a rear stage.SOLUTION: A clock multiplication unit 104 multiplies a clock from a clock source 200. An output switch unit (A) 103-1, an output switch unit (B) 103-2, ..., and an output switch unit (C) 103-3 each switch over between a functional block signal and an internal signal and outputs either the functional block signal or the internal signal. An output control unit 105 controls the output switch unit (A) 103-1, the output switch unit (B) 103-2, ..., and the output switch unit (C) 103-3 to switch over between the functional block signal and the internal signal on the basis of the clock from the clock multiplication unit 104.

Description

本発明は、回路の本来用途の出力である機能ブロック信号と回路内の状態を示す内部信号を出力する半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device that outputs a function block signal, which is an output originally intended for a circuit, and an internal signal indicating a state in the circuit.

半導体装置のデバッグ情報を出力するため、デバッグ専用の出力ポートを設けずにその内部信号を出力する構成として、例えば特許文献1に記載されるような装置があった。この装置は、装置内の機能ブロックからの出力信号と、デバッグ情報を収集するための内部信号とを切り替える出力制御部を有し、この出力制御部の切替制御によって単一の出力ポートから複数の信号を出力するようにしたものである。すなわち、この装置では、機能ブロック信号と内部信号の重畳の方法として、クロックの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを用いている。クロックの立ち上がりエッジで機能ブロック信号を出力し、立ち下がりエッジで内部信号を出力するよう制御することで、機能ブロック信号と内部状態信号を1つの出力ポートに重畳させている。   In order to output debug information of a semiconductor device, for example, there is a device described in Patent Document 1 as a configuration for outputting an internal signal without providing an output port dedicated for debugging. This device has an output control unit that switches an output signal from a functional block in the device and an internal signal for collecting debug information, and a plurality of output ports from a single output port by switching control of the output control unit. A signal is output. That is, in this apparatus, the rising edge and falling edge of the clock are used as a method of superimposing the functional block signal and the internal signal. By controlling the function block signal to be output at the rising edge of the clock and to output the internal signal at the falling edge, the function block signal and the internal state signal are superimposed on one output port.

特開2012−3292号公報JP 2012-3292 A

しかしながら、従来の半導体装置では、クロックの立ち上がりと立ち下がりを用いて機能ブロック信号と内部信号を重畳し、また、クロックのデューティ比は一般的に1:1とされていることから、機能ブロック信号の出力時間はクロック周期の半分となるため、機能ブロック信号を用いて処理を行う後段デバイスのセットアップ時間とホールド時間の和がクロックの半周期より長い、といったようにタイミング制約が厳しいときに、機能ブロック信号出力を後段デバイスに正しく伝えられない、という問題があった。   However, in the conventional semiconductor device, the function block signal and the internal signal are superimposed using the rising and falling edges of the clock, and the duty ratio of the clock is generally set to 1: 1. Output time is half of the clock cycle, so if the timing constraints are severe, such as the sum of the setup time and hold time of the subsequent device that processes using the functional block signal is longer than the half cycle of the clock, There was a problem that the block signal output could not be correctly transmitted to the subsequent device.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、後段のタイミング制約が厳しい場合でも機能ブロック信号と内部信号を多重して出力することのできる半導体装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can multiplex and output a function block signal and an internal signal even when timing restrictions at the later stage are severe. .

この発明に係る半導体装置は、半導体装置を構成する回路の出力信号である機能ブロック信号と、回路内の内部状態を示す内部信号とを切り替えて出力する出力切替部と、クロック源からのクロックを逓倍するクロック逓倍部と、逓倍後のクロックを用いて、出力切替部における機能ブロック信号と内部信号の切替制御を行う出力制御部とを備えたものである。   A semiconductor device according to the present invention includes an output switching unit that switches and outputs a function block signal that is an output signal of a circuit constituting the semiconductor device and an internal signal that indicates an internal state in the circuit, and a clock from a clock source. A clock multiplying unit that multiplies and an output control unit that performs switching control of the function block signal and the internal signal in the output switching unit using the multiplied clock.

この発明の半導体装置は、クロックを逓倍し、この逓倍後のクロックを用いて、機能ブロック信号と内部信号の切替制御を行うようにしたので、後段のタイミング制約が厳しい場合でも機能ブロック信号と内部信号を多重して出力することができる。   In the semiconductor device according to the present invention, the clock is multiplied and the switching of the function block signal and the internal signal is performed using the multiplied clock. Multiplexed signals can be output.

この発明の実施の形態1による半導体装置を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1による半導体装置のクロックと信号出力の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the clock and signal output of the semiconductor device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2による半導体装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the semiconductor device by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3による半導体装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3による半導体装置のクロックと信号出力の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the clock and signal output of the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3による半導体装置の他の例のクロックと信号出力の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the clock and signal output of the other example of the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4による半導体装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the semiconductor device by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4による半導体装置のクロックと信号出力の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the clock and signal output of the semiconductor device by Embodiment 4 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による半導体装置を示す構成図である。
図1に示す半導体装置は、半導体回路100、クロック源200、後段デバイス201、内部情報取得装置202を備えている。半導体回路100は、例えばFPGAといった半導体集積回路であり、機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3、内部バス102、出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3、クロック逓倍部104、出力制御部105、出力ポート106−1〜106−3を備えている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
The semiconductor device illustrated in FIG. 1 includes a semiconductor circuit 100, a clock source 200, a subsequent device 201, and an internal information acquisition device 202. The semiconductor circuit 100 is a semiconductor integrated circuit such as an FPGA, for example, a functional block (A) 101-1, a functional block (B) 101-2, ..., a functional block (C) 101-3, an internal bus 102, and an output switching unit. (A) 103-1, an output switching unit (B) 103-2, ..., an output switching unit (C) 103-3, a clock multiplication unit 104, an output control unit 105, and output ports 106-1 to 106-3. ing.

機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3は、それぞれ、クロック源200から与えられるクロックに同期して種々の処理を行い、それぞれの処理結果を出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3に出力するブロックである。内部バス102は、これら機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3と、出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3、および出力制御部105を相互に接続するためのバスである。出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3は、出力制御部105からの指示に従って、それぞれが機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3の信号をそのまま出力するか、内部バス102を介していずれかの機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3の出力信号を選択して出力ポート106−1〜106−3に出力するための切替部である。   The functional block (A) 101-1, the functional block (B) 101-2,..., The functional block (C) 101-3 perform various processes in synchronization with the clock supplied from the clock source 200, respectively. Are output to the output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2,..., And the output switching unit (C) 103-3. The internal bus 102 includes these functional block (A) 101-1, functional block (B) 101-2, ..., functional block (C) 101-3, output switching unit (A) 103-1, output switching unit ( B) 103-2,..., An output switching unit (C) 103-3, and an output control unit 105 are connected to each other. The output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2,..., And the output switching unit (C) 103-3 are each functional block (A) 101 in accordance with an instruction from the output control unit 105. −1, the function block (B) 101-2,..., The function block (C) 101-3 are output as they are, or any one of the function blocks (A) 101-1 and the function block via the internal bus 102. (B) 101-2,... Is a switching unit for selecting the output signal of the functional block (C) 101-3 and outputting it to the output ports 106-1 to 106-3.

クロック逓倍部104は、クロック源200からのクロックを入力して、これを逓倍する処理部である。出力制御部105は、クロック逓倍部104で逓倍されたクロックを用いて、各出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3における切替制御を行う制御部である。出力ポート106−1〜106−3は、それぞれ出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3の出力を外部に出力するための半導体回路100のポートである。   The clock multiplication unit 104 is a processing unit that receives a clock from the clock source 200 and multiplies it. The output control unit 105 uses the clock multiplied by the clock multiplication unit 104 to output each output switching unit (A) 103-1, output switching unit (B) 103-2, ..., output switching unit (C) 103-. 3 is a control unit that performs switching control in FIG. The output ports 106-1 to 106-3 output the outputs of the output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2, ..., the output switching unit (C) 103-3 to the outside, respectively. This is a port of the semiconductor circuit 100.

クロック源200は、半導体回路100への動作クロックを供給するクロック発生部である。後段デバイス201は、半導体回路100の出力信号に基づいて処理を行うデバイスである。内部情報取得装置202は、デバッグといった処理を行うため、半導体回路100から出力される内部信号を収集する装置である。   The clock source 200 is a clock generation unit that supplies an operation clock to the semiconductor circuit 100. The latter-stage device 201 is a device that performs processing based on the output signal of the semiconductor circuit 100. The internal information acquisition device 202 is a device that collects internal signals output from the semiconductor circuit 100 in order to perform processing such as debugging.

なお、機能ブロック(A)101−1からの出力は出力切替部(A)103−1への接続に限定されず、また、機能ブロック(A)101−1からの出力は1本に限定されない。機能ブロック(B)101−2や機能ブロック(C)101−3についても同様である。また、図1では、後段デバイス201および内部情報取得装置202をそれぞれ1つのものとして記載しているが、これらは、出力ポート106−1〜106−3ごとに異なるデバイスまたは装置であってもよい。   The output from the functional block (A) 101-1 is not limited to the connection to the output switching unit (A) 103-1, and the output from the functional block (A) 101-1 is not limited to one. . The same applies to the functional block (B) 101-2 and the functional block (C) 101-3. In FIG. 1, the post-stage device 201 and the internal information acquisition apparatus 202 are described as one, but these may be different devices or apparatuses for each of the output ports 106-1 to 106-3. .

次に、実施の形態1の半導体装置の動作について説明する。クロック逓倍部104は、予め決められた逓倍数で、クロック源110からの動作クロックを逓倍し、出力制御部105に供給する。出力制御部105は、逓倍されたクロックを元に、逓倍されたクロックの周期を分配することで、機能ブロック信号と内部信号のどれを出力するかを制御する。なお、機能ブロック信号とは、半導体回路100としての本来用途の出力信号であり、内部信号とは、各機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3の出力信号であり、本来用途の信号ではないものを意味している。出力制御部105は、出力制御の結果を出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3に指示する。出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3は、出力制御部105からの指示を受けて、機能ブロック信号と内部信号を切り替えて出力ポート106−1〜106−3に出力する。   Next, the operation of the semiconductor device of the first embodiment will be described. The clock multiplication unit 104 multiplies the operation clock from the clock source 110 by a predetermined multiplication number and supplies it to the output control unit 105. The output control unit 105 controls which of the function block signal and the internal signal is output by distributing the cycle of the multiplied clock based on the multiplied clock. The function block signal is an output signal originally intended for the semiconductor circuit 100, and the internal signal is a function block (A) 101-1, a function block (B) 101-2,. C) An output signal of 101-3, which means a signal that is not originally intended for use. The output control unit 105 instructs the result of the output control to the output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2, ..., the output switching unit (C) 103-3. The output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2,..., The output switching unit (C) 103-3 receive an instruction from the output control unit 105, and receive a function block signal and an internal signal. Are output to the output ports 106-1 to 106-3.

実施の形態1にて用いるクロックおよび出力を図2に示す。図2は、入力クロック300と逓倍クロック301、また、出力ポート106−1からの出力値302を示している。図2においては、一例として、クロック逓倍数を5とし、逓倍したクロック5周期のうち3周期を機能ブロック信号の出力に、1周期を内部信号1に、1周期を内部信号2に割り当て、機能ブロック信号、内部信号1、内部信号2の出力時間比を3:1:1としている。また、例えば、内部信号1は機能ブロック(B)101−2からの出力、内部信号2は機能ブロック(C)101−3からの出力である。なお、クロック逓倍数および出力時間比は、後段デバイス201のタイミング制約を踏まえて設定される値となるため、ここで示した値以外となってもよい。   FIG. 2 shows clocks and outputs used in the first embodiment. FIG. 2 shows an input clock 300, a multiplied clock 301, and an output value 302 from the output port 106-1. In FIG. 2, as an example, the clock multiplication number is set to 5, and among the multiplied five clock cycles, three cycles are assigned to the output of the function block signal, one cycle is assigned to the internal signal 1, and one cycle is assigned to the internal signal 2. The output time ratio of the block signal, the internal signal 1 and the internal signal 2 is 3: 1: 1. For example, the internal signal 1 is an output from the functional block (B) 101-2, and the internal signal 2 is an output from the functional block (C) 101-3. Note that the clock multiplication number and the output time ratio are values set in consideration of the timing constraints of the post-stage device 201, and may be values other than those shown here.

また、出力値302で示したように、1つのポートから複数の内部信号を出力する場合の動作は例えば以下の通りである。
・機能ブロック(A)101−1からは、出力切替部(A)103−1に機能ブロック信号を直接出力する。
・機能ブロック(B)101−2からは、出力切替部(B)103−2に別の機能ブロック信号Bを直接出力しているのに加え、内部信号1を内部バス102経由で出力切替部(A)103−1に出力している。
・機能ブロック(C)101−3からは、出力切替部(C)103−3に、さらに別の機能ブロック信号Cを直接出力しているのに加え、内部信号2を内部バス102経由で出力切替部(A)103−1に出力している。
・出力切替部(A)は、出力制御部105からの指示を受けて、機能ブロック(A)101−1からの機能ブロック信号と、機能ブロック(B)101−2からの内部信号1と、機能ブロック(C)101−3からの内部信号2を時分割で出力する。
As indicated by the output value 302, the operation when a plurality of internal signals are output from one port is as follows, for example.
The functional block signal is directly output from the functional block (A) 101-1 to the output switching unit (A) 103-1.
The function block (B) 101-2 directly outputs another function block signal B to the output switching unit (B) 103-2, and also outputs the internal signal 1 via the internal bus 102. (A) is output to 103-1.
In addition to outputting another function block signal C directly to the output switching unit (C) 103-3, the function block (C) 101-3 outputs the internal signal 2 via the internal bus 102. The data is output to the switching unit (A) 103-1.
In response to an instruction from the output control unit 105, the output switching unit (A) receives a function block signal from the function block (A) 101-1, an internal signal 1 from the function block (B) 101-2, The internal signal 2 from the functional block (C) 101-3 is output in a time division manner.

このように、実施の形態1では、半導体回路100や後段デバイス201のタイミング制約が厳しい場合においても機能ブロック信号と内部信号を重畳することができる上、1つのポートから内部信号を複数同時に出力することが出来るため、半導体回路100の小型化に加えて、半導体回路100および半導体回路100を含む基板・システムのデバッグを加速させることが出来る。   As described above, in the first embodiment, the function block signal and the internal signal can be superimposed even when the timing restrictions of the semiconductor circuit 100 and the subsequent device 201 are severe, and a plurality of internal signals are simultaneously output from one port. Therefore, in addition to miniaturization of the semiconductor circuit 100, debugging of the semiconductor circuit 100 and the substrate / system including the semiconductor circuit 100 can be accelerated.

なお、実施の形態1において、クロック逓倍部104を半導体回路100の中に設けた例を示したが、クロック逓倍部104は半導体回路100の外に設けられてもよい。   Note that although the example in which the clock multiplication unit 104 is provided in the semiconductor circuit 100 is described in Embodiment 1, the clock multiplication unit 104 may be provided outside the semiconductor circuit 100.

以上説明したように、実施の形態1の半導体装置によれば、半導体装置を構成する回路の出力信号である機能ブロック信号と、回路内の内部状態を示す内部信号とを切り替えて出力する出力切替部と、クロック源からのクロックを逓倍するクロック逓倍部と、逓倍後のクロックを用いて、出力切替部における機能ブロック信号と内部信号の切替制御を行う出力制御部とを備えたので、後段のタイミング制約が厳しい場合でも機能ブロック信号と内部信号を多重して出力することができると共に、複数種類の内部信号の出力にも対応することができる。   As described above, according to the semiconductor device of the first embodiment, output switching is performed by switching between a function block signal that is an output signal of a circuit that constitutes the semiconductor device and an internal signal that indicates an internal state in the circuit. Unit, a clock multiplying unit that multiplies the clock from the clock source, and an output control unit that performs switching control of the function block signal and the internal signal in the output switching unit using the multiplied clock. Even when the timing constraint is severe, the function block signal and the internal signal can be multiplexed and output, and the output of a plurality of types of internal signals can be supported.

実施の形態2.
実施の形態1では、クロック逓倍部104における逓倍数と出力制御部105におけるクロック周期分配の比を予め決められた値としていたが、クロック逓倍数とクロック周期分配の比に加え、出力する内部信号の種類を外部から設定できるようにしてもよく、これを実施の形態2として以下に説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the ratio between the multiplication number in the clock multiplication unit 104 and the clock cycle distribution in the output control unit 105 is set to a predetermined value. However, in addition to the ratio between the clock multiplication number and the clock cycle distribution, an internal signal to be output is output. This type may be set from the outside, which will be described below as a second embodiment.

図3は、実施の形態2の半導体装置を示す構成図である。
図3に示す半導体装置は、半導体回路100a、クロック源200、後段デバイス201、内部情報取得装置202、出力設定部203を備えている。半導体回路100aは、出力設定部203の設定を入力ポート107を介して入力し、この設定入力に従って、出力制御部105aが制御を行うよう構成されている以外は図1に示した実施の形態1と同様である。また、クロック源200、後段デバイス201、内部情報取得装置202についても実施の形態1と同様である。出力設定部203は、半導体回路100aの外部に設けられ、クロック逓倍数と、機能ブロック信号と内部信号に割り当てるクロック周期分配比率と、出力する内部信号の種類のうち、少なくともいずれかを指定する指示を出力制御部105aに対して行うものである。
FIG. 3 is a configuration diagram showing the semiconductor device of the second embodiment.
The semiconductor device illustrated in FIG. 3 includes a semiconductor circuit 100a, a clock source 200, a post-stage device 201, an internal information acquisition device 202, and an output setting unit 203. The semiconductor circuit 100a is configured in the first embodiment shown in FIG. 1 except that the setting of the output setting unit 203 is input via the input port 107 and the output control unit 105a performs control according to the setting input. It is the same. The clock source 200, the subsequent device 201, and the internal information acquisition device 202 are the same as those in the first embodiment. The output setting unit 203 is provided outside the semiconductor circuit 100a, and designates at least one of the clock multiplication number, the clock cycle distribution ratio assigned to the function block signal and the internal signal, and the type of the internal signal to be output. Is performed on the output control unit 105a.

次に、実施の形態2の半導体装置の動作について説明する。出力設定部203は、出力制御部105aに対し、クロックの逓倍数、クロック周期分配の比、出力する内部信号の種類を設定する。出力制御部105aは、この設定を受けて、クロック逓倍部104に対し、設定に基づく出力切替を行うためのクロック生成を指示する。クロック逓倍部104は、出力制御部105aからの指示を受けて、クロック源200からの入力クロックを逓倍して、出力制御部105aに供給する。出力制御部105aは、この逓倍クロックと、出力設定部203から設定されたクロック周期分配比、出力する内部信号の種類とを用いて、出力する信号を制御し、出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3に指示する。出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3は、この指示を受けて、機能ブロック信号と内部信号を切り替えて出力ポート106−1に出力する。   Next, the operation of the semiconductor device of the second embodiment will be described. The output setting unit 203 sets the clock multiplication number, the clock cycle distribution ratio, and the type of internal signal to be output to the output control unit 105a. In response to this setting, the output control unit 105 a instructs the clock multiplication unit 104 to generate a clock for performing output switching based on the setting. In response to the instruction from the output control unit 105a, the clock multiplication unit 104 multiplies the input clock from the clock source 200 and supplies it to the output control unit 105a. The output control unit 105a controls the signal to be output using the multiplied clock, the clock cycle distribution ratio set by the output setting unit 203, and the type of internal signal to be output, and the output switching unit (A) 103- 1. Instruct the output switching unit (B) 103-2, ..., the output switching unit (C) 103-3. In response to this instruction, the output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2,..., The output switching unit (C) 103-3 switch the function block signal and the internal signal to output ports. It outputs to 106-1.

このように、実施の形態2では、内部信号を取得する装置が途中で変わり、タイミング制約が厳しくなった場合においても、そのタイミング制約を満たすべく設定値を変えることで、前記装置の変化によるデバッグ効率低下を防ぐことが出来る。また、出力する内部信号の種類をその都度変えることが出来るようになるため、実施の形態1に比べ、外部に出力できる内部信号の種類が増加し、デバッグを効率的に実施することが出来る。   As described above, in the second embodiment, even when the device that acquires the internal signal changes in the middle and the timing constraint becomes severe, the setting value is changed so as to satisfy the timing constraint. Efficiency reduction can be prevented. Also, since the types of internal signals to be output can be changed each time, the types of internal signals that can be output to the outside are increased compared to the first embodiment, and debugging can be performed efficiently.

以上説明したように、実施の形態2の半導体装置によれば、クロック逓倍数と、機能ブロック信号と内部信号に割り当てるクロック周期分配比率と、出力する内部信号の種類のうち、少なくともいずれかを指定する出力設定部を備え、出力制御部は、出力設定部から指定された情報に基づいて出力切替部の切替制御を行うようにしたので、内部信号を出力する状況が変化した場合でも、容易に対応することができる。   As described above, according to the semiconductor device of the second embodiment, at least one of the clock multiplication number, the clock cycle distribution ratio assigned to the function block signal and the internal signal, and the type of the internal signal to be output is designated. Since the output control unit performs switching control of the output switching unit based on the information specified by the output setting unit, even when the situation of outputting the internal signal changes, the output control unit can easily Can respond.

実施の形態3.
実施の形態1および実施の形態2では、内部信号を単純に出力信号に多重していたが、その代わりに、一部の出力ポートについて、内部信号の値を元に信号を生成し、この信号を出力するようにしてもよく、これを実施の形態3として以下説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment and the second embodiment, the internal signal is simply multiplexed on the output signal. Instead, a signal is generated based on the value of the internal signal for some output ports. May be output, which will be described below as a third embodiment.

図4は、実施の形態3の半導体装置を示す構成図である。
図示の半導体装置は、半導体回路100b、クロック源200、後段デバイス201、内部情報取得装置202からなり、クロック源200〜内部情報取得装置202は、実施の形態1、2と同様である。半導体回路100bには、信号生成部108が設けられている。この信号生成部108は、内部信号の出力タイミングに基づいて信号生成を行う処理部である。また、出力制御部105bは、信号生成部108における信号生成に対応して、出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3の切替制御を行うよう構成されている。
FIG. 4 is a configuration diagram showing the semiconductor device of the third embodiment.
The illustrated semiconductor device includes a semiconductor circuit 100b, a clock source 200, a post-stage device 201, and an internal information acquisition device 202. The clock source 200 to the internal information acquisition device 202 are the same as those in the first and second embodiments. A signal generation unit 108 is provided in the semiconductor circuit 100b. The signal generation unit 108 is a processing unit that generates a signal based on the output timing of the internal signal. Further, the output control unit 105b corresponds to the signal generation in the signal generation unit 108, the output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2, ..., the output switching unit (C) 103-. 3 switching control is performed.

次に、実施の形態3の半導体装置の動作について実施の形態1、2とは異なる部分について説明する。出力制御部105bは、内部信号を出力するタイミングに合わせて、パルスの出力を信号生成部108に指示する。信号生成部108はその指示を受けてパルスを生成し、出力切替部(B)103−2と出力切替部(C)103−3に出力する。この場合の出力信号を図5に示す。   Next, the operation of the semiconductor device of the third embodiment will be described with respect to parts different from those of the first and second embodiments. The output control unit 105b instructs the signal generation unit 108 to output a pulse in accordance with the timing of outputting the internal signal. The signal generation unit 108 receives the instruction, generates a pulse, and outputs the pulse to the output switching unit (B) 103-2 and the output switching unit (C) 103-3. The output signal in this case is shown in FIG.

図5に示す出力値302は出力ポート106−1からの信号、出力値303は出力ポート106−2からの信号、出力値304は出力ポート106−3からの信号となる。機能ブロック信号、内部信号1および内部信号2は、いずれも出力値302に多重され、内部信号1の出力タイミングに合わせたパルスが出力値303として出力される。また、内部信号2の出力タイミングに合わせたパルスが出力値304として出力される。ここで、例えば、内部信号1、2は共に機能ブロック(A)101−1の信号であり、それぞれの内部信号が内部バス102を介して信号生成部108に入力されるタイミングで、信号生成部108でパルスが生成され、これが出力切替部(B)103−2と出力切替部(C)103−3に送出される。出力値303は、出力切替部(B)103−2から出力ポート106−2を介して出力され、出力値304は、出力切替部(C)103−3から出力ポート106−3を介して出力される。   The output value 302 shown in FIG. 5 is a signal from the output port 106-1, the output value 303 is a signal from the output port 106-2, and the output value 304 is a signal from the output port 106-3. The functional block signal, the internal signal 1 and the internal signal 2 are all multiplexed on the output value 302, and a pulse in accordance with the output timing of the internal signal 1 is output as the output value 303. Further, a pulse that matches the output timing of the internal signal 2 is output as an output value 304. Here, for example, the internal signals 1 and 2 are both signals of the functional block (A) 101-1, and at the timing when each internal signal is input to the signal generation unit 108 via the internal bus 102, the signal generation unit At 108, a pulse is generated and sent to the output switching unit (B) 103-2 and the output switching unit (C) 103-3. The output value 303 is output from the output switching unit (B) 103-2 via the output port 106-2, and the output value 304 is output from the output switching unit (C) 103-3 via the output port 106-3. Is done.

上記の説明では、出力値303および出力値304を、それぞれ内部信号1および内部信号2の出力タイミングに合わせたパルスとしたが、内部信号1の値変化を示すパルス、内部信号2の値変化を示すパルスとしてもよい。この場合の出力波形を図6に示す。内部信号1の値が変化したタイミングで、出力値305にパルスが出力され、内部信号2の値が変化したタイミングで、出力値306にパルスが出力される。なお、この場合のパルス出力は、信号生成部108において、内部信号1と内部信号2の値を保持し、それぞれの値が前回の値と異なるかを判定することで行う。   In the above description, the output value 303 and the output value 304 are pulses matched to the output timings of the internal signal 1 and the internal signal 2, respectively. It is good also as a pulse to show. The output waveform in this case is shown in FIG. A pulse is output to the output value 305 at the timing when the value of the internal signal 1 changes, and a pulse is output to the output value 306 at the timing when the value of the internal signal 2 changes. Note that the pulse output in this case is performed by the signal generator 108 holding the values of the internal signal 1 and the internal signal 2 and determining whether each value is different from the previous value.

このように、実施の形態3では、内部信号の出力タイミング、または内部信号変化のタイミングを、内部信号を取得する内部情報取得装置202に伝えることが出来るため、内部情報取得装置202が必要とするサンプリング数を減らし、内部情報取得装置202にて長期間の内部信号取得が可能となる。   As described above, in the third embodiment, the internal information acquisition device 202 needs to transmit the internal signal output timing or the internal signal change timing to the internal information acquisition device 202 that acquires the internal signal. The internal information acquisition device 202 can acquire internal signals for a long period of time by reducing the number of samplings.

以上説明したように、実施の形態3の半導体装置によれば、内部信号の出力タイミングを示す信号を出力する信号生成部を備え、出力制御部は、信号生成部の出力に応じて出力切替部の切替制御を行うようにしたので、内部信号を取得する装置の負荷を軽減させることができる。   As described above, according to the semiconductor device of the third embodiment, the signal generation unit that outputs the signal indicating the output timing of the internal signal is provided, and the output control unit outputs the output switching unit according to the output of the signal generation unit Since the switching control is performed, it is possible to reduce the load on the device that acquires the internal signal.

また、実施の形態3の半導体装置によれば、信号生成部は、内部信号が変化した場合に出力タイミングを示す信号を出力するようにしたので、内部信号を取得する装置の負荷をさらに軽減させることができる。   Further, according to the semiconductor device of the third embodiment, since the signal generation unit outputs a signal indicating the output timing when the internal signal changes, the load on the device that acquires the internal signal is further reduced. be able to.

実施の形態4.
実施の形態1〜実施の形態3では、入力クロックを元に逓倍したり位相を変えたりしたクロックを用いたが、これらを用いず、入力クロックとしてデューティ比を1:1からずらし、立ち上がりと立ち下がりを用いて出力信号を切り替えてもよく、これを実施の形態4として以下に説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, a clock that has been multiplied or changed in phase based on the input clock is used, but without using these, the duty ratio is shifted from 1: 1 as the input clock, and the rising and The output signal may be switched using the lowering, which will be described below as a fourth embodiment.

図7は、実施の形態4の半導体装置を示す構成図である。
図示の半導体装置は、半導体回路100c、後段デバイス201、内部情報取得装置202、クロック制御部204からなり、後段デバイス201と内部情報取得装置202は、実施の形態1〜3と同様である。クロック制御部204は、半導体回路100cへの入力クロックのデューティ比を制御して供給するクロック供給部であり、それぞれのクロックを、機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3および出力制御部105cに供給するよう構成されている。また、出力制御部105cは、外部から設定される機能ブロック信号と内部信号の送信順番および送信時間比率といった入力情報に基づいてクロック制御部204から出力されるクロックのデューティ比を調整し、かつ、クロック制御部204で調整されたクロックを用いて、出力切替部(A)103−1、出力切替部(B)103−2、…、出力切替部(C)103−3の切替制御を行うよう構成されている。なお、半導体回路100c内の機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3および内部バス102は実施の形態1〜3と同様である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing the semiconductor device of the fourth embodiment.
The illustrated semiconductor device includes a semiconductor circuit 100c, a subsequent device 201, an internal information acquisition device 202, and a clock control unit 204. The subsequent device 201 and the internal information acquisition device 202 are the same as those in the first to third embodiments. The clock control unit 204 is a clock supply unit that controls and supplies a duty ratio of an input clock to the semiconductor circuit 100c. The clock control unit 204 supplies a function block (A) 101-1 and a function block (B) 101-2. ,... Are configured to be supplied to the functional block (C) 101-3 and the output control unit 105c. The output control unit 105c adjusts the duty ratio of the clock output from the clock control unit 204 based on input information such as the transmission order and the transmission time ratio of the function block signal and the internal signal set from the outside, and Using the clock adjusted by the clock control unit 204, the output switching unit (A) 103-1, the output switching unit (B) 103-2, ..., the output switching unit (C) 103-3 are controlled to be switched. It is configured. The functional block (A) 101-1, the functional block (B) 101-2,..., The functional block (C) 101-3 and the internal bus 102 in the semiconductor circuit 100c are the same as those in the first to third embodiments. .

次に、実施の形態4の半導体装置の動作について説明する。
外部から、出力制御部105cに対し、機能ブロック信号と内部信号の送信順番および送信時間比率を設定する。出力制御部105cは、これらの設定を受けて、クロック制御部204から出力されるクロックのデューティ比を調整する。また、調整されたデューティ比のクロックを用い、立ち上がりで機能ブロック信号を出力、立ち下がりで内部信号を出力する。このデューティ比は外部から自由に調整でき、また、機能ブロック信号出力と内部信号出力の順序は逆でもかまわない。図8に、元クロックとデューティ比を調整したクロックおよび出力信号を示す。図8において、元のクロック入力400に対し、クロック制御部204によりデューティ比調整後クロック401が生成され、これが機能ブロック(A)101−1、機能ブロック(B)101−2、…、機能ブロック(C)101−3の動作や出力制御部105cの出力切替制御に用いられる。出力402は、出力ポート106−1〜106−3からの信号である。
Next, the operation of the semiconductor device of the fourth embodiment will be described.
The transmission order and transmission time ratio of the functional block signal and the internal signal are set from the outside to the output control unit 105c. In response to these settings, the output control unit 105 c adjusts the duty ratio of the clock output from the clock control unit 204. Also, using the clock with the adjusted duty ratio, the function block signal is output at the rising edge and the internal signal is output at the falling edge. This duty ratio can be freely adjusted from the outside, and the order of function block signal output and internal signal output may be reversed. FIG. 8 shows the clock and output signal with the duty ratio adjusted with the original clock. In FIG. 8, a clock 401 after the duty ratio adjustment is generated by the clock control unit 204 with respect to the original clock input 400, which is a functional block (A) 101-1, a functional block (B) 101-2,. (C) Used for the operation of 101-3 and the output switching control of the output control unit 105c. The output 402 is a signal from the output ports 106-1 to 106-3.

この実施の形態4では、機能ブロック信号と内部信号の送信時間比を1:1からずらした出力を1つのクロックのみで実現できるため、消費電力を減らすことができる。   In the fourth embodiment, since the output in which the transmission time ratio of the functional block signal and the internal signal is shifted from 1: 1 can be realized with only one clock, the power consumption can be reduced.

なお、図7に示す構成では、クロック制御部204は半導体回路100cの外に設けられているが、半導体回路100c内に設けられてもよい。   In the configuration shown in FIG. 7, the clock control unit 204 is provided outside the semiconductor circuit 100c, but may be provided inside the semiconductor circuit 100c.

以上説明したように、実施の形態4の半導体装置によれば、半導体装置を構成する回路の出力信号である機能ブロック信号と、回路内の内部状態を示す内部信号とを切り替えて出力する出力切替部と、回路への入力クロックのデューティ比を変更するクロック制御部と、デューティ比を変更したクロックを用いて、出力切替部における機能ブロック信号と内部信号の切替制御を行う出力制御部とを備えたので、後段のタイミング制約が厳しい場合でも機能ブロック信号と内部信号を多重して出力することができると共に、消費電力を削減することができる。   As described above, according to the semiconductor device of the fourth embodiment, the output switching is performed by switching the function block signal, which is the output signal of the circuit constituting the semiconductor device, and the internal signal indicating the internal state in the circuit. Unit, a clock control unit that changes the duty ratio of the input clock to the circuit, and an output control unit that performs switching control of the function block signal and the internal signal in the output switching unit using the clock with the changed duty ratio Therefore, even when the timing restrictions at the subsequent stage are severe, the function block signal and the internal signal can be multiplexed and output, and the power consumption can be reduced.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

100,100a,100b,100c 半導体回路、101−1 機能ブロック(A)、101−2 機能ブロック(B)、101−3 機能ブロック(C)、102 内部バス、103−1 出力切替部(A)、103−2 出力切替部(B)、103−3 出力切替部(C)、104 クロック逓倍部、105,105a,105b,105c 出力制御部、106−1〜106〜3 出力ポート、107 入力ポート、108 信号生成部、200 クロック源、201 後段デバイス、202 内部情報取得装置、203 出力設定部、204 クロック制御部。   100, 100a, 100b, 100c Semiconductor circuit, 101-1 function block (A), 101-2 function block (B), 101-3 function block (C), 102 internal bus, 103-1 output switching unit (A) , 103-2 output switching unit (B), 103-3 output switching unit (C), 104 clock multiplication unit, 105, 105a, 105b, 105c output control unit, 106-1 to 106-3 output port, 107 input port , 108 signal generation unit, 200 clock source, 201 subsequent device, 202 internal information acquisition device, 203 output setting unit, 204 clock control unit.

Claims (5)

半導体装置を構成する回路の出力信号である機能ブロック信号と、前記回路内の内部状態を示す内部信号とを切り替えて出力する出力切替部と、
クロック源からのクロックを逓倍するクロック逓倍部と、
前記逓倍後のクロックを用いて、前記出力切替部における前記機能ブロック信号と前記内部信号の切替制御を行う出力制御部とを備えた半導体装置。
An output switching unit that switches and outputs a function block signal that is an output signal of a circuit constituting the semiconductor device and an internal signal indicating an internal state in the circuit;
A clock multiplier for multiplying the clock from the clock source;
A semiconductor device comprising: an output control unit that performs switching control of the functional block signal and the internal signal in the output switching unit using the multiplied clock.
クロック逓倍数と、前記機能ブロック信号と前記内部信号に割り当てるクロック周期分配比率と、出力する前記内部信号の種類のうち、少なくともいずれかを指定する出力設定部を備え、
前記出力制御部は、当該出力設定部から指定された情報に基づいて前記出力切替部の切替制御を行うことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
An output setting unit for designating at least one of a clock multiplication number, a clock period distribution ratio assigned to the functional block signal and the internal signal, and a type of the internal signal to be output;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the output control unit performs switching control of the output switching unit based on information specified by the output setting unit.
前記内部信号の出力タイミングを示す信号を出力する信号生成部を備え、
前記出力制御部は、当該信号生成部の出力に応じて前記出力切替部の切替制御を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体装置。
A signal generation unit that outputs a signal indicating the output timing of the internal signal;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the output control unit performs switching control of the output switching unit in accordance with an output of the signal generation unit.
前記信号生成部は、前記内部信号が変化した場合に前記出力タイミングを示す信号を出力することを特徴とする請求項3記載の半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the signal generator outputs a signal indicating the output timing when the internal signal changes. 半導体装置を構成する回路の出力信号である機能ブロック信号と、前記回路内の内部状態を示す内部信号とを切り替えて出力する出力切替部と、
前記回路への入力クロックのデューティ比を変更するクロック制御部と、
前記デューティ比を変更したクロックを用いて、前記出力切替部における前記機能ブロック信号と前記内部信号の切替制御を行う出力制御部とを備えた半導体装置。
An output switching unit that switches and outputs a function block signal that is an output signal of a circuit constituting the semiconductor device and an internal signal indicating an internal state in the circuit;
A clock control unit for changing a duty ratio of an input clock to the circuit;
A semiconductor device comprising: an output control unit that performs switching control of the functional block signal and the internal signal in the output switching unit using a clock whose duty ratio is changed.
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