JP3886301B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路、特にシフトレジスタ回路の伝搬にあわせて、データを記憶していく記憶回路に使用するときに有効な半導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記シフトレジスタ回路の伝搬にあわせて、データを記憶していく記憶回路に使用するときに有効な半導体集積回路は、液晶パネルなどの表示デバイスの駆動回路において多く使用されている。近年、表示デバイスは、様々な分野で用いられており、特に携帯機器での使用は目覚ましいものがある。このような携帯機器で使用する際、消費電流を少なくすることが求められている。
【0003】
以下、従来の上記半導体集積回路の一例である液晶パネルの駆動回路を図4に基づいて説明する。
図4において、31〜34はそれぞれ、No.1,No.n(nは正の整数),No.(n+1),No.N(Nは総個数を表す正の整数;N=2n)のシフトレジスタ回路を示しており、これらN個の各シフトレジスタ回路はそれぞれクロックライン35に接続され、また各シフトレジスタ回路はそれぞれ対応する記憶回路に接続されている。36〜39は、上記No.1,No.n,No.(n+1),No.Nのシフトレジスタ回路に対応するNo.1,No.n,No.(n+1),No.Nの記憶回路を示している。これら記憶回路36〜39はそれぞれデータライン40に接続されている。
【0004】
上記構成により、No.1〜No.Nの各シフトレジスタ回路は、図5に示すクロックライン35のクロック信号xの波形に同期して、No.1のシフトレジスタ回路からNo.Nのシフトレジスタ回路へ順に駆動され、クロック信号xに従い順次にデータをセットしていく。各記憶回路は、各シフトレジスタ回路の動作に同期してデータライン40よりデータyを順に取り込み、記憶している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の構成では、シフトレジスタ回路および記憶回路の数が増えていった場合に、図4のクロックライン35の配線負荷容量、およびシフトレジスタ回路のゲート容量が増えるために、このラインを充放電する電流が増え、またデータライン40の配線負荷容量、および記憶回路のゲート容量が増えるために、このラインを充放電する電流が増え、その結果、消費電流が増加するという課題を有していた。
【0006】
本発明は、このような半導体集積回路において、一度に駆動する配線負荷容量とゲート容量を軽減し、消費電流を少なくすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体集積回路においては、クロックラインのクロック信号に従い順次にデータをセットしていく複数のシフトレジスタ回路と、前記各シフトレジスタ回路の動作に同期してデータラインよりデータを取り込む複数の記憶回路を備えた半導体集積回路であって、前記シフトレジスタ回路のクロックラインおよび前記記憶回路のデータラインをそれぞれ複数の内部ラインに分割し、前記シフトレジスタ回路の伝搬にあわせ、前記クロック信号に基づいて、前記クロックラインの複数の内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするクロック制御回路と、前記データラインの複数の内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするデータ制御回路を備えており、前記クロック制御回路は、前記クロックラインの内部ラインの動作状態に合わせて、対応する前記データラインの内部ラインを動作状態とするためのイネーブル信号を前記データ制御回路へ出力し、分割したクロックラインおよびデータラインの内部ラインを時分割に駆動することを特徴としたものである。
【0008】
この本発明によれば、一度に駆動する配線負荷容量とゲート容量を軽減し、消費電流を少なくした半導体集積回路が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、クロックラインのクロック信号に従い順次にデータをセットしていく複数のシフトレジスタ回路と、前記各シフトレジスタ回路の動作に同期してデータラインよりデータを取り込む複数の記憶回路を備えた半導体集積回路であって、前記シフトレジスタ回路のクロックラインおよび前記記憶回路のデータラインをそれぞれ複数の内部ラインに分割し、前記シフトレジスタ回路の伝搬にあわせ、前記クロック信号に基づいて、前記クロックラインの複数の内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするクロック制御回路と、前記データラインの複数の内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするデータ制御回路を備えており、前記クロック制御回路は、前記クロックラインの内部ラインの動作状態に合わせて、対応する前記データラインの内部ラインを動作状態とするためのイネーブル信号を前記データ制御回路へ出力し、分割したクロックラインおよびデータラインの内部ラインを時分割に駆動することを特徴としたものであり、
クロックラインおよびデータラインを分割し、これら分割した内部ラインを時分割に駆動することにより、クロックラインおよびデータラインの配線負荷容量およびゲート容量を分割数分の1にすることができ、消費電流を少なくすることができるという作用を有する。
【0010】
請求項2に記載の発明は、クロックラインのクロック信号に従い順次にデータをセットしていく複数のシフトレジスタ回路と、前記各シフトレジスタ回路の動作に同期してデータラインよりデータを取り込む複数の記憶回路を備えた半導体集積回路であって、前記シフトレジスタ回路のクロックラインを複数の内部ラインに分割し、前記シフトレジスタ回路の伝搬にあわせ、前記クロック信号に基づいて、前記内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするクロック制御回路を備えており、前記クロック制御回路は、分割した各内部ラインに対応した複数のカウンタから構成され、各カウンタはクロックラインのクロック信号をカウントするとともに、交互に前記クロック信号をカウントするためのセット信号をやりとりし、対応する内部ラインを時分割に動作または非動作状態とすることを特徴としたものであり、
複数のカウンタはそれぞれクロックラインのクロック信号をカウントしている間、対応する内部ラインを動作状態にし、他のカウンタが動作している間は対応する内部ラインを非動作状態とするという作用を有する。
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態における半導体集積回路の構成図である。
図1において、1〜4はそれぞれ、No.1,No.n,No.(n+1),No.Nのシフトレジスタ回路を示しており、これらシフトレジスタ回路のうち、No.1〜No.nのシフトレジスタ回路はそれぞれ第1内部クロックライン5に接続され、No.(n+1)〜No.Nのシフトレジスタ回路はそれぞれ第2内部クロックライン6に接続されている。上記第1および第2内部クロックライン5,6は、クロック制御回路7に接続されており、このクロック制御回路7より外部クロックライン8から入力した外部クロック信号aを時分割した内部クロック信号b,cが供給される。
【0012】
また9〜12はそれぞれ、No.1,No.n,No.(n+1),No.Nの記憶回路を示しており、これら記憶回路のうち、No.1〜No.nの記憶回路はそれぞれ第1内部データライン13と対応する各No.1〜No.nのシフトレジスタ回路に接続され、No.(n+1)〜No.Nの記憶回路はそれぞれ第2内部データライン14と対応する各No.(n+1)〜No.Nのシフトレジスタ回路に接続されている。上記第1および第2内部データライン13,14は、データ制御回路15に接続されており、このデータ制御回路15より外部データライン16から入力した外部データdを時分割した内部データe,fが供給される。
【0013】
図2にクロック制御回路7およびデータ制御回路15の内部構成図を示す。
クロック制御回路7は、分割した内部クロックライン5,6に対応した2個のn進カウンタ21,22より構成されている。
第1n進カウンタ21は、外部クロック信号aをカウントし、カウントしている間、外部クロック信号aに同期して第1内部クロック信号bを出力し、さらにデータおよびクロックをイネーブルとするイネーブル信号gを制御ライン23を介してデータ制御回路15へ出力し、外部クロック信号aをn個カウントすると、セット信号iを第2n進カウンタ22へ出力し、カウントを中止し、第1内部クロック信号bをロー(L)レベルに固定し、イネーブル信号gをオフ{ロー(L)レベル}とする。
【0014】
第2n進カウンタ22は、第1n進カウンタ21よりセット信号を入力すると、1外部クロック信号aをカウントし、この間、外部クロック信号aに同期して第2内部クロック信号cを出力し、データおよびクロックをイネーブルとするイネーブル信号hを制御ライン24を介してデータ制御回路15へ出力する。また外部クロック信号aをn個カウントすると、セット信号jを第1n進カウンタ22へ出力し、カウントを中止し、第2内部クロック信号cをロー(L)レベルに固定し、イネーブル信号hをオフ{ロー(L)レベル}とする。
【0015】
前記セット信号i,jにより2個のn進カウンタ21,22は交互に外部クロック信号aをカウントする。
データ制御回路15は、データライン16と制御ライン23,24がそれぞれ接続されたAND回路25,26から構成されている。
第1AND回路25は、制御ライン23から第1イネーブル信号gを入力すると、データライン16のデータdを第1内部データライン13へ出力し、第2AND回路26は、制御ライン24から第2イネーブル信号hを入力すると、データライン16のデータdを第2内部データライン14へ出力する。
【0016】
各々の動作について、図3の動作波形を元に説明する。なお、シフトレジスタ回路は、No.1からNo.Nの方向へ順にシフトすることとする。
まずクロック制御回路7から出力される第1内部クロック信号bの波形に同期して、タイミング101でNo.1のシフトレジスタ回路が動作し、タイミング102でNo.nのシフトレジスタ回路が順に動作し、続いてクロック制御回路7から出力される第2内部クロック信号cの波形に同期して、タイミング103でNo.(n+1)のシフトレジスタ回路が動作し、タイミング104でNo.Nのシフトレジスタ回路が順に動作する。タイミング101〜タイミング102においては、第2内部クロック信号cは、ロー(L)レベルに固定されており、タイミング103〜タイミング104では、第1内部クロック信号aは、ロー(L)レベルに固定されている。
【0017】
またタイミング101〜タイミング102においては、第1イネーブル信号gがハイ(H)レベルで出力されており、データライン13の外部データdは第1内部データライン13へ出力され、No.1〜No.nの記憶回路はNo.1〜No.nのシフトレジスタ回路の出力信号にしたがい動作に同期して、データライン13から内部データeを順に記憶する。またタイミング103〜タイミング104においては、第2イネーブル信号hがハイ(H)レベルで出力されており、データライン13の外部データdは第2内部データライン14へ出力され、No.(n+1)〜No.Nの記憶回路はNo.(n+1)〜No.Nのシフトレジスタ回路の出力信号にしたがい動作に同期して、データライン14から内部データfを順に記憶する。
【0018】
以上の動作により、従来のシフトレジスタ回路と同一の機能を有しつつ、クロックライン8の配線長が1/2になることと、配線に接続されるゲート数が1/2になるためにクロックラインの配線負荷容量とシフトレジスタ回路のゲート容量を半分にすることができる。なお、内部クロックの非動作時のクロックの固定は、ハイ(H)レベルとすることも可能である。
【0019】
またクロックにより、取り込まれるデータについても上記と同様の動作により、データライン16の配線長が1/2になることと、配線に接続されるゲート数が1/2になるためにデータラインの配線負荷容量と記憶回路のゲート容量を半分にすることができる。
実際に従来の場合と本実施の形態において、数値をいれて比較する。回路構成は、シフトレジスタ回路30個(N=30)、240出力、8ビットデータパラレル入力において、電源電圧5V、動作周波数30MHz、データの反転周波数15MHzとする。また、各配線の負荷容量を2pFとすると、充放電電流は、容量×電圧×周波数で求められるので、下記の演算により合計1.5mAとなる。
【0020】
データライン; 8×2×10-12×5×15×106=1.2mA
クロックライン; 2×10-12×5×30×106=0.3mA
本実施の形態で2分割にした場合を考えると、内部クロックの負荷容量が1pFとなるので、充放電電流は同様の演算により半分の0.75mAとなる。
このように、本実施の形態によれば、液晶駆動回路において最も消費電流が大きいクロックライン8およびデータライン16の負荷とゲート容量を分割数分の1にすることにより、消費電流を分割数分の1にすることができ、消費電流を大幅に抑えることができる。
【0021】
なお、本実施の形態では、クロックライン8およびデータライン16を2分割しているが、いずれか一方を分割するだけでも、消費電流を従来例と比較して少なくすることが可能となる。
また、本実施の形態では、クロックライン8およびデータライン16を2分割しているが、シフトレジスタ回路および記憶回路の数が多くなるに従い、クロックライン8またはデータライン16の分割数を多くすることで、消費電流を上記実施の形態の場合と比較してさらに少なくすることが可能となる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、クロックラインまたはデータラインを時分割に駆動させることにより、配線の負荷およびゲート容量を減らし、充放電電流を減らすことができ、消費電流を大幅に抑えることができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における半導体集積回路の構成図である。
【図2】同半導体集積回路のクロック制御回路とデータ制御回路の構成図である。
【図3】同半導体集積回路の駆動波形図である。
【図4】従来の半導体集積回路の構成図である。
【図5】従来の半導体集積回路の駆動波形図である。
【符号の説明】
1〜4 シフトレジスタ回路
5,6 内部クロックライン
7 クロック制御回路
8 外部クロックライン
9〜12 記憶回路
13,14 内部データライン
15 データ制御回路
16 外部データライン
21,22 n進カウンタ
23,24 制御ライン
25,26 AND回路
a 外部クロック信号
b,c 内部クロック信号
d 外部データ
e,f 内部データ
g,h イネーブル信号
i,j セット信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit that is effective when used in a storage circuit that stores data in accordance with propagation of a shift register circuit.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor integrated circuit effective when used in a memory circuit that stores data in accordance with the propagation of the shift register circuit is often used in a drive circuit of a display device such as a liquid crystal panel. In recent years, display devices have been used in various fields, and in particular, there are remarkable uses in portable devices. When used in such portable devices, it is required to reduce current consumption.
[0003]
Hereinafter, a driving circuit for a liquid crystal panel, which is an example of the conventional semiconductor integrated circuit, will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, 31 to 34 are No. 1, No. n (n is a positive integer), No. (n + 1), No. N (N is a positive integer representing the total number; N = 2n), respectively. A shift register circuit is shown, and each of these N shift register circuits is connected to a clock line 35, and each shift register circuit is connected to a corresponding storage circuit. 36 to 39 are No. 1, No. n, No. (n + 1), No. N memory circuits corresponding to the No. 1, No. n, No. (n + 1), No. N shift register circuits. Is shown. These
[0004]
With the above configuration, each of the shift register circuits No. 1 to No. N is synchronized with the waveform of the clock signal x on the clock line 35 shown in FIG. The circuit is sequentially driven and data is sequentially set according to the clock signal x. Each storage circuit sequentially captures and stores data y from the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, when the number of shift register circuits and storage circuits increases, the wiring load capacity of the clock line 35 in FIG. 4 and the gate capacity of the shift register circuit increase. Since the current to be charged / discharged increased, the wiring load capacity of the
[0006]
An object of the present invention is to reduce the wiring load capacity and the gate capacity that are driven at a time and to reduce current consumption in such a semiconductor integrated circuit.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the semiconductor integrated circuit of the present invention, a plurality of shift register circuits that sequentially set data in accordance with the clock signal of the clock line, and a plurality of memories that capture data from the data line in synchronization with the operation of each shift register circuit A semiconductor integrated circuit comprising a circuit, wherein the clock line of the shift register circuit and the data line of the memory circuit are each divided into a plurality of internal lines, and in accordance with the propagation of the shift register circuit, based on the clock signal A clock control circuit for operating or inoperating a plurality of internal lines of the clock line in a time-sharing manner, and a data control circuit for operating or inoperating a plurality of internal lines of the data lines in a time-sharing manner. And the clock control circuit operates in an internal line of the clock line. Together, the feature that outputs the enable signal to the internal lines and the operating state of the corresponding data line to the data control circuit, for driving the time division internal lines of the divided clock and data lines to It is a thing.
[0008]
According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor integrated circuit in which wiring load capacitance and gate capacitance driven at a time are reduced and current consumption is reduced.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, a plurality of shift register circuits that sequentially set data according to a clock signal of a clock line, and data is fetched from the data line in synchronization with the operation of each shift register circuit. A semiconductor integrated circuit including a plurality of memory circuits, wherein the clock signal of the shift register circuit and the data line of the memory circuit are each divided into a plurality of internal lines, and the clock signal is transmitted in accordance with the propagation of the shift register circuit. A clock control circuit for operating or inoperating a plurality of internal lines of the clock line in a time-sharing manner, and a data control circuit for operating or inoperating a plurality of internal lines of the data lines in a time-sharing manner and wherein the clock control circuit, the operation state of the internal lines of the clock line Together, it outputs an enable signal for the operating state the internal line of the corresponding data line to the data control circuit, it was characterized by driving the time division internal lines of the divided clock and data lines Is,
By dividing the clock line and the data line and driving these divided internal lines in a time division manner, the wiring load capacity and gate capacity of the clock line and data line can be reduced to a fraction of the division number, and the current consumption can be reduced. It has the effect that it can be reduced.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there are provided a plurality of shift register circuits that sequentially set data in accordance with a clock signal of a clock line, and a plurality of memories that capture data from the data line in synchronization with the operation of each shift register circuit. A semiconductor integrated circuit comprising a circuit, wherein a clock line of the shift register circuit is divided into a plurality of internal lines, and the internal lines are time-divided based on the clock signal in accordance with propagation of the shift register circuit. includes a clock control circuit to operate or non-operating state, said clock control circuit includes a plurality of counters corresponding to each internal line divided, with each counter counts the clock signal of the clock lines, alternating among the above-exchanging a set signal for counting the clock signal, corresponding to the It is obtained by said to operate or non-operating state to the time division lines,
Each of the plurality of counters has an effect of setting the corresponding internal line to the operating state while counting the clock signal of the clock line, and setting the corresponding internal line to the non-operating state while the other counters are operating. .
[0011]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1,
[0012]
[0013]
FIG. 2 shows an internal configuration diagram of the
The
The first n-
[0014]
When the set signal is input from the first n-
[0015]
In response to the set signals i and j, the two n-ary counters 21 and 22 alternately count the external clock signal a.
The data control
When the first AND
[0016]
Each operation will be described based on the operation waveform of FIG. The shift register circuit sequentially shifts from No. 1 to No. N.
First, in synchronization with the waveform of the first internal clock signal b output from the
[0017]
Further, at timing 101 to
[0018]
As a result of the above operation, the
[0019]
In addition, for the data captured by the clock, the same operation as described above causes the
Actually, in the present embodiment and this embodiment, numerical values are entered for comparison. The circuit configuration is as follows: 30 shift register circuits (N = 30), 240 outputs, 8-bit data parallel input, power supply voltage 5 V, operating frequency 30 MHz,
[0020]
Data line: 8 × 2 × 10 −12 × 5 × 15 × 10 6 = 1.2 mA
Clock line; 2 × 10 −12 × 5 × 30 × 10 6 = 0.3 mA
Considering the case of dividing into two in this embodiment, the load capacity of the internal clock is 1 pF, so the charge / discharge current is 0.75 mA, which is half of the same calculation.
As described above, according to the present embodiment, the load and the gate capacitance of the
[0021]
In the present embodiment, the
In this embodiment, the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by driving the clock line or the data line in a time-sharing manner, it is possible to reduce the wiring load and gate capacitance, reduce the charge / discharge current, and greatly reduce the current consumption. The advantageous effect that it can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a clock control circuit and a data control circuit of the semiconductor integrated circuit.
FIG. 3 is a drive waveform diagram of the semiconductor integrated circuit.
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional semiconductor integrated circuit.
FIG. 5 is a drive waveform diagram of a conventional semiconductor integrated circuit.
[Explanation of symbols]
1 to 4
13, 14 Internal data line
15 Data control circuit
16 External data line
21, 22 n-ary counter
23, 24 Control line
25, 26 AND circuit a External clock signal b, c Internal clock signal d External data e, f Internal data g, h Enable signal i, j Set signal
Claims (2)
前記シフトレジスタ回路のクロックラインおよび前記記憶回路のデータラインをそれぞれ複数の内部ラインに分割し、
前記シフトレジスタ回路の伝搬にあわせ、前記クロック信号に基づいて、前記クロックラインの複数の内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするクロック制御回路と、
前記データラインの複数の内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするデータ制御回路を備えており、
前記クロック制御回路は、前記クロックラインの内部ラインの動作状態に合わせて、対応する前記データラインの内部ラインを動作状態とするためのイネーブル信号を前記データ制御回路へ出力し、分割したクロックラインおよびデータラインの内部ラインを時分割に駆動すること
を特徴とする半導体集積回路。A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of shift register circuits that sequentially set data according to a clock signal of a clock line, and a plurality of storage circuits that fetch data from the data line in synchronization with the operation of each shift register circuit. And
Dividing the clock line of the shift register circuit and the data line of the memory circuit into a plurality of internal lines,
In accordance with the propagation of the shift register circuit, based on the clock signal, a clock control circuit that operates or inoperates a plurality of internal lines of the clock line in a time-sharing manner;
A data control circuit for operating or inoperative a plurality of internal lines of the data line in a time-sharing manner ;
The clock control circuit outputs an enable signal for setting the corresponding internal line of the data line to the operating state in accordance with the operating state of the internal line of the clock line to the data control circuit. A semiconductor integrated circuit characterized in that an internal line of a data line is driven in a time-sharing manner .
前記シフトレジスタ回路のクロックラインを複数の内部ラインに分割し、
前記シフトレジスタ回路の伝搬にあわせ、前記クロック信号に基づいて、前記内部ラインを時分割に動作または非動作状態とするクロック制御回路を備えており、
前記クロック制御回路は、分割した各内部ラインに対応した複数のカウンタから構成され、各カウンタはクロックラインのクロック信号をカウントするとともに、交互に前記クロック信号をカウントするためのセット信号をやりとりし、対応する内部ラインを時分割に動作または非動作状態とすること
を特徴とする半導体集積回路。 A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of shift register circuits that sequentially set data according to a clock signal of a clock line, and a plurality of storage circuits that fetch data from the data line in synchronization with the operation of each shift register circuit. And
Dividing the clock line of the shift register circuit into a plurality of internal lines;
In accordance with the propagation of the shift register circuit, a clock control circuit for operating or inoperative the internal line in time division based on the clock signal,
Said clock control circuit includes a plurality of counters corresponding to each internal line divided, with each counter counts the clock signal of the clock line, and exchanges a set signal for counting said clock signal alternately, A semiconductor integrated circuit characterized in that corresponding internal lines are operated or inactivated in a time-sharing manner.
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