JPH05284024A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH05284024A
JPH05284024A JP4083604A JP8360492A JPH05284024A JP H05284024 A JPH05284024 A JP H05284024A JP 4083604 A JP4083604 A JP 4083604A JP 8360492 A JP8360492 A JP 8360492A JP H05284024 A JPH05284024 A JP H05284024A
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JP
Japan
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circuit
power supply
block
analog
logic circuit
Prior art date
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Withdrawn
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JP4083604A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsunari Oya
充也 大家
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To efficiently reduce energy consumption while performing analog processing with high accuracy. CONSTITUTION:A first power supply voltage VDD 1 is used for A/D and D/A converter block 30 to decide the analog range, and a second power supply voltage VDD 2 is used for an A/D and D/A control logic circuit 40 to control that block 30 or another logic circuit 60 such as a digital circuit no directly related to the analog range. The signals of the circuit 40 to be operated by the VDD 2 are transmitted through a level shift circuit 50 at the time of transmitting them to the block 30 operated by the VDD 1 since the VDD 2 can be lowered rather than the VDD 1. Thus, the circuit can be used over the wide range in the block 30, the circuits 40 and 60 are operated by the lower VDD 2, and energy consumption is reduced.

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、アナログ/ディジタル
コンバータ(以下、A/Dコンバータという)、ディジ
タル/アナログコンバータ(以下、D/Aコンバータと
いう)等のアナログ回路を有する半導体集積回路(以
下、ICという)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having analog circuits such as analog / digital converters (hereinafter referred to as A / D converters) and digital / analog converters (hereinafter referred to as D / A converters) (hereinafter referred to as IC).

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来のA/Dコンバータ及びD
/Aコンバータを有するモノリシックICの一構成例を
示すブロック図である。このモノリシックICは、電源
電圧VDDを印加する電源端子1、接地電位GNDを印
加するグランド端子2、高電位側基準電圧VREF+が
印加される基準電圧端子3、低電位側基準電圧VREF
−が印加される基準電圧端子4、アナログ信号AINを
入力する入力端子5、アナログ信号AOUTを出力する
出力端子6、及び複数のインタフェース端子7を有して
いる。また、A/D、D/Aコンバータブロック11、
A/D、D/A制御ロジック回路12、及び他のロジッ
ク回路13が設けられている。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional A / D converter and D
It is a block diagram showing an example of 1 composition of a monolithic IC which has a / A converter. This monolithic IC includes a power supply terminal 1 for applying a power supply voltage VDD, a ground terminal 2 for applying a ground potential GND, a reference voltage terminal 3 for applying a high potential side reference voltage VREF +, and a low potential side reference voltage VREF.
It has a reference voltage terminal 4 to which − is applied, an input terminal 5 for inputting the analog signal AIN, an output terminal 6 for outputting the analog signal AOUT, and a plurality of interface terminals 7. In addition, the A / D and D / A converter block 11,
An A / D, D / A control logic circuit 12 and another logic circuit 13 are provided.

【0003】A/D、D/Aコンバータブロック11
は、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ等といったア
ナログ回路を全て含み、それには基準電圧端子3,4が
接続されている。A/D、D/Aコンバータブロック1
1は、例えばA/Dコンバータで構成されるときには、
入力端子5が接続され、D/Aコンバータで構成される
ときには、出力端子6が接続される。また、このA/
D、D/Aコンバータブロック11には、その中のコン
パレータやアナログスイッチ等の電源として、電源端子
1及びグランド端子2が接続されている。A/D、D/
A制御ロジック回路12は、A/D、D/Aコンバータ
ブロック11内のコンパレータやアナログスイッチ等を
制御するための回路であり、電源端子1及びグランド端
子2に接続され、該電源端子1に印加される電源電圧V
DDによって動作する。他のロジック回路13は、A/
Dコンバータのときにはその変換結果のディジタル出
力、D/Aコンバータのときにはそのディジタルソース
を入力する等のインタフェースロジック等を含む回路で
あり、それには電源端子1、グランド端子2、及び複数
のインタフェース端子7が接続されている。
A / D, D / A converter block 11
Includes all analog circuits such as an A / D converter and a D / A converter, to which reference voltage terminals 3 and 4 are connected. A / D, D / A converter block 1
1 is, for example, an A / D converter,
When the input terminal 5 is connected and is composed of a D / A converter, the output terminal 6 is connected. Also, this A /
A power supply terminal 1 and a ground terminal 2 are connected to the D, D / A converter block 11 as a power supply for a comparator, an analog switch and the like therein. A / D, D /
The A control logic circuit 12 is a circuit for controlling a comparator, an analog switch, etc. in the A / D and D / A converter block 11, is connected to the power supply terminal 1 and the ground terminal 2, and is applied to the power supply terminal 1. Power supply voltage V
Operates by DD. The other logic circuit 13 is A /
In the case of a D converter, it is a circuit that includes a digital output of the conversion result, and in the case of a D / A converter, an interface logic for inputting the digital source, and the like, and includes a power supply terminal 1, a ground terminal 2, and a plurality of interface terminals 7. Are connected.

【0004】この種のモノリシックICでは、内部の回
路が共通の電源端子1及びグランド端子2に接続され、
該電源端子1に印加される電源電圧VDDによってA/
D、D/Aコンバータブロック11、A/D、D/A制
御ロジック回路12、及び他のロジック回路13が動作
する。例えば、アナログ信号AINが入力端子5に入力
されると、そのアナログ信号AINがA/D、D/Aコ
ンバータブロック11でディジタル信号に変換された
後、その変換結果がA/D、D/A制御ロジック回路1
2へ送られる。A/D、D/A制御ロジック回路12で
は、A/D、D/Aコンバータブロック11に対してA
/D変換動作を制御すると共に、該A/D、D/Aコン
バータブロック11から受け取ったディジタル信号を他
のロジック回路13へ送る。すると、他のロジック回路
13が所定のディジタル処理を行う。
In this type of monolithic IC, the internal circuit is connected to a common power supply terminal 1 and ground terminal 2,
A / A according to the power supply voltage VDD applied to the power supply terminal 1.
The D, D / A converter block 11, the A / D, D / A control logic circuit 12, and the other logic circuit 13 operate. For example, when the analog signal AIN is input to the input terminal 5, the analog signal AIN is converted into a digital signal by the A / D, D / A converter block 11, and then the conversion result is A / D, D / A. Control logic circuit 1
Sent to 2. In the A / D and D / A control logic circuit 12, the A / D and D / A converter blocks 11
The digital signal received from the A / D and D / A converter block 11 is sent to another logic circuit 13 while controlling the / D conversion operation. Then, the other logic circuit 13 performs predetermined digital processing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の装置では、低消費電力化等が困難という問題があっ
た。近年、システムの消費電力制限、微細ICプロセス
のホットキャリア対策等で、ICの低電圧化が急速に進
んでいるが、アナログ信号を扱うA/D、D/Aコンバ
ータ分野では、基準電圧範囲(アナログ・レンジ)が狭
くなることにより、精度の確保が極めて困難になるとい
う欠点がある。
However, the device having the above structure has a problem that it is difficult to reduce power consumption. In recent years, lowering of IC voltage is rapidly advancing due to system power consumption limitation, measures against hot carriers in fine IC processes, etc. However, in the field of A / D and D / A converters handling analog signals, reference voltage range ( The narrow analog range makes it extremely difficult to ensure accuracy.

【0006】例えば、従来デバイスのように、電源電圧
VDD=5VのA/D、D/Aコンバータで、高電位側
基準電圧VREF+=5V、低電位側基準電圧VREF
−=0Vのとき、10ビットのA/D変換を考えると、
最少分解能は5V/210≒4.88mVとなる。ところ
が、VDD=3Vに低下させると、VDD≧VREF+
の条件から、高電位側基準電圧VREF+は3Vにせざ
るをえなくなり、3V/210≒2.93mVと、1LS
B(最下位ビット)が小さくなり、従来レベルと比べる
と、精度確保が困難になってくる。特に、数mVのノイ
ズでも、レンジが狭くなった分、信号対ノイズ比(S/
N)も悪くなり、また電源低下によってコンパレータの
応答速度も低下し、高分解能、高速のA/D、D/Aコ
ンバータを内蔵したICを開発するときに問題になって
いた。
For example, in a conventional device such as an A / D and D / A converter having a power supply voltage VDD = 5V, a high potential side reference voltage VREF + = 5V and a low potential side reference voltage VREF.
Considering 10-bit A / D conversion when − = 0V,
The minimum resolution is 5V / 2 10 ≈4.88 mV. However, if VDD = 3V, VDD ≧ VREF +
From the above condition, the high-potential-side reference voltage VREF + is forced to be 3V, and 3V / 2 10 ≈2.93 mV and 1LS
Since B (the least significant bit) becomes small, it becomes difficult to ensure accuracy as compared with the conventional level. In particular, even if the noise is several mV, the signal-to-noise ratio (S /
N) also deteriorates, and the response speed of the comparator also decreases due to the decrease in power supply, which has been a problem when developing an IC having a high resolution, high speed A / D and D / A converter.

【0007】この対策として、A/D、D/Aコンバー
タを含むモノリシックICのみを、従来通りVDD=5
Vで使用し、アナログ入力/出力は0〜5Vで使用、他
のデバイスは3Vに低下して使用していた。従って、直
結が困難、つまりデバイス間インタフェースが困難で、
トランジスタによるオープン・コレクタインタフェース
等を用いなければならず、回路構成が複雑であった。本
発明は、前記従来技術が持っていた課題として、低消費
電力化のために低電圧化を図ると、A/D、D/Aコン
バータ等のアナログ回路の精度確保が困難になること、
A/D、D/Aコンバータ等のアナログ回路を含むIC
を他のICと異なる電源で動作させると、インタフェー
スが困難になるという点について解決した半導体集積回
路を提供するものである。
As a countermeasure against this, only the monolithic IC including the A / D and D / A converters is VDD = 5 as before.
It was used at V, the analog input / output was used at 0 to 5V, and other devices were used after being lowered to 3V. Therefore, direct connection is difficult, that is, interface between devices is difficult,
An open collector interface with transistors has to be used, and the circuit configuration is complicated. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the problem that the above-mentioned conventional technique has a problem that when the voltage is reduced to reduce the power consumption, it is difficult to secure the accuracy of analog circuits such as A / D and D / A converters.
IC including analog circuits such as A / D and D / A converters
The present invention provides a semiconductor integrated circuit that solves the problem that the interface becomes difficult when the IC is operated by a power supply different from that of other ICs.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、アナログ信号処理を行うアナログ回路を
含むICにおいて、アナログ入力レンジまたはアナログ
出力レンジを決定する第1の回路ブロックとそれ以外の
第2の回路ブロックのうち、第1の電源電圧で該第1の
回路ブロックを駆動し、該第1の電源電圧に対してそれ
と同一レベルまたは低レベルの第2の電源電圧で該第2
の回路ブロックを駆動する構成にすると共に、前記第2
の回路ブロックの信号をレベル変換して前記第1の回路
ブロックへ伝送するレベルシフト回路を設けている。
In order to solve the above problems, the present invention provides a first circuit block for determining an analog input range or an analog output range in an IC including an analog circuit for performing analog signal processing, and the first circuit block. Other than the second circuit block, the first circuit block is driven by the first power supply voltage, and the second circuit block is driven by the second power supply voltage at the same level or a low level with respect to the first power supply voltage. Two
In addition to the configuration for driving the circuit block of
A level shift circuit for converting the level of the signal of the circuit block and transmitting it to the first circuit block is provided.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、以上のようにアナログ回路を
含むICを構成したので、アナログ入力レンジまたはア
ナログ出力レンジに関与するアナログ回路からなる第1
の回路ブロックは第1の電源電圧で動作し、アナログ回
路を制御し、アナログレンジに直接関与しないディジタ
ル回路等の第2の回路ブロックについては第2の電源電
圧で駆動する。そして、低消費電力化を図るために第2
の電源電圧を第1の電源電圧よりも低下させる場合、第
2の電源電圧で動作する第2の回路ブロックの信号を、
第1の電源電圧で動作する第1の回路ブロックへ伝送す
るとき、レベルシフト回路を経由して伝送される。これ
により、第1の回路ブロックで高精度なアナログ処理を
行わせ、第2の回路ブロックではその低消費電力化が図
れる。従って、前記課題を解決できるのである。
According to the present invention, since the IC including the analog circuit is constructed as described above, the first circuit including the analog circuit involved in the analog input range or the analog output range is provided.
The first circuit block operates at the first power supply voltage, controls the analog circuit, and drives the second circuit block such as the digital circuit not directly involved in the analog range at the second power supply voltage. Then, in order to reduce power consumption, the second
When the power supply voltage of is lower than the first power supply voltage, the signal of the second circuit block operating at the second power supply voltage is
When transmitting to the first circuit block operating at the first power supply voltage, it is transmitted via the level shift circuit. As a result, the first circuit block can perform high-accuracy analog processing, and the second circuit block can reduce its power consumption. Therefore, the above problem can be solved.

【0010】[0010]

【実施例】第1の実施例 図1は、A/D、D/Aコンバータを含むモノリシック
ICの構成ブロック図である。このモノリシックIC
は、第1の電源電圧VDD1を印加する電源端子21、
第2の電源電圧VDD2を印加する電源端子22、接地
電位GNDを印加するグランド端子23、高電位側基準
電圧VREF+を入力する基準電圧端子24、低電位側
基準電圧VREF−を入力する基準電圧端子25、アナ
ログ信号AINを入力する入力端子26、アナログ信号
AOUTを出力する出力端子27、及び複数のインタフ
ェース端子28を有している。電源端子21、グランド
端子23、基準電圧端子24,25、入力端子26、及
び出力端子27には、A/D、D/Aコンバータブロッ
ク30が接続され、そのブロック30にはA/D、D/
A制御ロジック回路40及びレベルシフト回路50が接
続されている。A/D、D/A制御ロジック回路40及
びレベルシフト回路50には、グランド端子23が接続
され、さらにそのA/D、D/A制御ロジック回路40
には電源端子22が接続されると共に、レベルシフト回
路50に電源端子21が接続されている。A/D、D/
A制御ロジック回路40には、他のロジック回路60が
接続され、そのロジック回路60に電源端子22、グラ
ンド端子23、及びインタフェース端子28が接続され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a monolithic IC including A / D and D / A converters. This monolithic IC
Is a power supply terminal 21 for applying the first power supply voltage VDD1,
A power supply terminal 22 for applying the second power supply voltage VDD2, a ground terminal 23 for applying the ground potential GND, a reference voltage terminal 24 for inputting the high potential side reference voltage VREF +, and a reference voltage terminal for inputting the low potential side reference voltage VREF-. 25, an input terminal 26 for inputting the analog signal AIN, an output terminal 27 for outputting the analog signal AOUT, and a plurality of interface terminals 28. An A / D and D / A converter block 30 is connected to the power supply terminal 21, the ground terminal 23, the reference voltage terminals 24 and 25, the input terminal 26, and the output terminal 27, and the block 30 has A / D and D / D converter blocks. /
The A control logic circuit 40 and the level shift circuit 50 are connected. The ground terminal 23 is connected to the A / D and D / A control logic circuit 40 and the level shift circuit 50, and the A / D and D / A control logic circuit 40 is further connected to the ground terminal 23.
Is connected to the power supply terminal 22, and the level shift circuit 50 is connected to the power supply terminal 21. A / D, D /
Another logic circuit 60 is connected to the A control logic circuit 40, and the power supply terminal 22, the ground terminal 23, and the interface terminal 28 are connected to the logic circuit 60.

【0011】A/D、D/Aコンバータブロック30
は、入力端子26から入力されるアナログ信号AINを
ディジタル信号に変換するA/Dコンバータや、ディジ
タル信号をアナログ信号AOUTに変換して出力端子2
7へ出力するD/Aコンバータ等で構成され、コンパレ
ータによる比較結果等の制御信号をA/D、D/A制御
ロジック回路40へ出力すると共に、レベルシフト回路
50からの制御信号によって変換動作等が制御される回
路である。A/D、D/A制御ロジック回路40は、A
/D、D/Aコンバータブロック30からの制御信号に
基づき、該ブロック30を制御するための制御信号をレ
ベルシフト回路50へ与える回路である。レベルシフト
回路50は、A/D、D/A制御ロジック回路40から
の制御信号のレベルシフトを行ってA/D、D/Aコン
バータブロック30へ与える回路である。他のロジック
回路60は、シリアル通信回路やマイクロコンピュータ
・インタフェース回路等で構成され、A/D、D/A制
御ロジック回路40に対して送受信を行ったり、インタ
フェース端子28を介して外部との送受信を行う等の機
能を有している。
A / D, D / A converter block 30
Is an A / D converter that converts an analog signal AIN input from the input terminal 26 into a digital signal, or an output terminal 2 that converts a digital signal into an analog signal AOUT.
A D / A converter or the like for outputting to 7 to output a control signal such as a comparison result by a comparator to the A / D, D / A control logic circuit 40, and a conversion operation etc. by a control signal from the level shift circuit 50. Is a controlled circuit. The A / D, D / A control logic circuit 40 is
A circuit for supplying a control signal for controlling the block 30 to the level shift circuit 50 based on the control signal from the / D, D / A converter block 30. The level shift circuit 50 is a circuit that level-shifts the control signal from the A / D and D / A control logic circuit 40 and supplies the level-shifted control signal to the A / D and D / A converter block 30. The other logic circuit 60 is composed of a serial communication circuit, a microcomputer interface circuit, etc., and transmits / receives to / from the A / D and D / A control logic circuit 40, and transmits / receives to / from the outside through the interface terminal 28. It has functions such as performing.

【0012】このようなブロック分離構成を、1チップ
のモノリシックIC内で実施することにより、A/D、
D/Aコンバータブロック30に使用される第1の電源
電圧VDD1を高電位(例えば、5V)に、その他のA
/D、D/A制御ロジック回路40及び他のロジック回
路60に使用される第2の電源電圧VDD2を低電位
(例えば、3V)に設定してICを動作させることが可
能となる。例えば、アナログ信号AINを入力端子26
に入力すると、該アナログ信号AINがA/D、D/A
コンバータブロック30内のコンパレータで比較されて
ディジタル信号に変換され、その比較結果が制御信号と
してA/D、D/A制御ロジック回路40へ送られる。
A/D、D/A制御ロジック回路40では、A/D、D
/Aコンバータブロック30からの制御信号に基づき、
該ブロック30を制御するための制御信号をレベルシフ
ト回路50へ送る。この制御信号は、低電圧側から高電
圧側への伝送になるため、レベルシフト回路50におい
て、高電位側の第1の電源電圧VDD1を使ってレベル
シフトを行った後に、A/D、D/Aコンバータブロッ
ク30へ送られる。
By implementing such a block separation structure in a monolithic IC of one chip, A / D,
The first power supply voltage VDD1 used in the D / A converter block 30 is set to a high potential (for example, 5V), and other A
It becomes possible to operate the IC by setting the second power supply voltage VDD2 used for the / D and D / A control logic circuits 40 and the other logic circuits 60 to a low potential (for example, 3V). For example, the analog signal AIN is input to the input terminal 26.
Input to the A / D, D / A
The comparator in the converter block 30 compares and converts into a digital signal, and the comparison result is sent to the A / D and D / A control logic circuit 40 as a control signal.
In the A / D, D / A control logic circuit 40, A / D, D
Based on the control signal from the / A converter block 30,
A control signal for controlling the block 30 is sent to the level shift circuit 50. Since this control signal is transmitted from the low voltage side to the high voltage side, after the level shift circuit 50 performs the level shift using the first power supply voltage VDD1 on the high potential side, A / D, D It is sent to the / A converter block 30.

【0013】このレベルシフト回路50からの制御信号
により、A/D、D/Aコンバータブロック30の変換
動作等が制御される。A/D、D/Aコンバータブロッ
ク30からA/D、D/A制御ロジック回路40へ送ら
れた制御信号は、他のロジック回路60へ送られ、その
ロジック回路60でディジタル処理が行われる。これら
のA/D、D/A制御ロジック回路40及び他のロジッ
ク回路60は、低電位の第2の電源電圧VDD2で動作
させることが可能となるため、ICの低消費電力化を容
易に実現できる。
A control signal from the level shift circuit 50 controls the conversion operation of the A / D and D / A converter block 30. The control signal sent from the A / D, D / A converter block 30 to the A / D, D / A control logic circuit 40 is sent to another logic circuit 60, and the logic circuit 60 performs digital processing. Since the A / D and D / A control logic circuit 40 and the other logic circuit 60 can be operated by the second power supply voltage VDD2 having a low potential, the power consumption of the IC can be easily reduced. it can.

【0014】以上のように、この第1の実施例では、次
のような利点を有する。 (a) A/D、D/Aコンバータ等のアナログ信号を
扱うA/D、D/Aコンバータブロック30には第1の
電源電圧VDD1を使用し、その他のA/D、D/A制
御ロジック回路40及び他のロジック回路60に対して
は第2の電源電圧VDD2を使用し、VDD1>VDD
2という電位関係においても動作可能な構成になってい
る。そのため、アナログレンジ(入力もしくは出力)を
従来通り確保した上で、ディジタル処理を行うA/D、
D/A制御ロジック回路40及び他のロジック回路60
を低電圧駆動によって低消費電力化を図ることが可能と
なる。従って、半導体プロセスの進歩による微細化によ
り、問題となっていたホットキャリア蓄積による閾値電
圧VT の変動を防止したり、システムの低消費電力化を
実現するための低電圧駆動システムを設計する場合、本
実施例のアナログ回路内蔵のICを適用することによ
り、的確に低電圧化を実現でき、かつアナログ精度の確
保も容易となる。
As described above, the first embodiment has the following advantages. (A) The first power supply voltage VDD1 is used for the A / D and D / A converter block 30 that handles analog signals of the A / D and D / A converters, and other A / D and D / A control logic The second power supply voltage VDD2 is used for the circuit 40 and the other logic circuit 60, and VDD1> VDD
The configuration is such that it can operate even with a potential relationship of 2. Therefore, A / D that performs digital processing after securing the analog range (input or output) as before,
D / A control logic circuit 40 and other logic circuit 60
It is possible to reduce the power consumption by driving the device at a low voltage. Therefore, in the case of designing a low-voltage drive system for preventing the fluctuation of the threshold voltage V T due to hot carrier accumulation, which has been a problem due to the miniaturization due to the progress of the semiconductor process, and for realizing the low power consumption of the system. By applying the IC with the built-in analog circuit of the present embodiment, it is possible to accurately reduce the voltage and to easily ensure the analog accuracy.

【0015】(b) 特に、A/D、D/Aコンバータ
を含む1チップマイクロコンピュータ等においては、デ
ィジタルロジック処理を行うA/D、D/A制御ロジッ
ク回路40及び他のロジック回路60の消費電力が非常
に大きく、本実施例を適用すると、その効果が極めて大
きい。また、単品のA/D、D/AコンバータICに本
実施例を適用した場合でも、今後多く発表されるであろ
う低電圧駆動の汎用マイクロプロセッサ等とのインタフ
ェースを考えるときも、特別にレベルシフトICを介す
る必要がなく、直接インタフェース可能である。しか
も、アナログ信号は、従来通りの広いレンジで扱うこと
ができ、精度面での問題も発生しないという利点があ
る。
(B) In particular, in a one-chip microcomputer including an A / D, D / A converter, etc., consumption of the A / D, D / A control logic circuit 40 and other logic circuit 60 for performing digital logic processing. The power is very large, and when this embodiment is applied, the effect is extremely large. Further, even when this embodiment is applied to a single A / D and D / A converter IC, even when considering an interface with a low-voltage driven general-purpose microprocessor etc. A direct interface is possible without the need for a shift IC. Moreover, the analog signal can be handled in a wide range as in the past, and there is an advantage in that there is no problem in accuracy.

【0016】(c) 従来デバイスで、アナログ系電源
電圧VDDAとディジタル系電源電圧VDDDとを分離
しているICもあるが、これはノイズ等の影響を防止す
るために分離されているものであり、本実施例のブロッ
ク分離構成と異なる。従来の単に分離しているICの場
合で、本実施例と同様に、両電源電圧間に電位差をつけ
ると、定常的に基板経由で電流が流れたり、ディジタル
側から高電位のアナログ側へ正常に信号伝達ができない
という不具合があり、実現が不可能である。これに対
し、本実施例のようなブロック分離構成を採用すること
により、前記のような不具合が生じることなく、効率よ
く低消費電力化が図れると共に、従来と同様に高精度な
アナログ処理が可能となる。
(C) In some conventional devices, the analog power supply voltage VDDA and the digital power supply voltage VDDD are separated, but these are separated in order to prevent the influence of noise and the like. The block separation configuration of this embodiment is different. In the case of the conventional simply separated IC, if a potential difference is made between the power supply voltages, as in the case of the present embodiment, a current constantly flows through the substrate, or the normal side is shifted from the digital side to the high potential analog side. However, there is a problem that the signal cannot be transmitted, which is impossible to realize. On the other hand, by adopting the block separation structure as in this embodiment, it is possible to efficiently reduce the power consumption without causing the above-mentioned problems, and it is possible to perform the high-precision analog processing as in the conventional case. Becomes

【0017】第2の実施例 図2は、第1の実施例を示す図1をA/Dコンバータを
含むモノリシックICに適用した場合の具体例を示す回
路図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号
が付されている。図2は、A/D、D/Aコンバータブ
ロック30を抵抗ラダー型逐次比較A/Dコンバータで
構成し、そのA/Dコンバータを電源電圧VDD1系で
設計し、A/D、D/A制御ロジック回路40及び他の
ロジック回路60を電源電圧VDD2系で設計した構成
例である。また、A/D、D/Aコンバータブロック3
0とA/D、D/A制御ロジック回路40との間の制御
信号として、例えば1本分の制御信号の結線例が示され
ている。
Second Embodiment FIG. 2 is a circuit diagram showing a concrete example in which FIG. 1 showing the first embodiment is applied to a monolithic IC including an A / D converter. Common elements are given common reference numerals. FIG. 2 shows that the A / D and D / A converter block 30 is composed of a resistance ladder type successive approximation A / D converter, and the A / D converter is designed with a power supply voltage VDD1 system to control A / D and D / A. This is a configuration example in which the logic circuit 40 and the other logic circuit 60 are designed in the power supply voltage VDD2 system. In addition, the A / D and D / A converter block 3
As a control signal between 0 and the A / D / D / A control logic circuit 40, for example, a connection example of one control signal is shown.

【0018】A/D、D/Aコンバータブロック30
は、両端が基準電圧端子24,25に接続された基準電
圧発生用の抵抗ラダー31を有し、その出力側には、基
準電圧選択用のアナログスイッチツリーからなるスイッ
チマトリクス回路32が接続されている。スイッチマト
リクス回路32の出力側と入力端子26とが、コンパレ
ータ33の入力側に接続されている。コンパレータ33
は、スイッチマトリクス回路32から出力される基準電
圧と、入力端子26から入力されるアナログ信号AIN
とを比較し、それに応じた制御信号S33をA/D、D
/A制御ロジック回路40へ出力する回路である。スイ
ッチマトリクス回路32及びコンパレータ33は、第1
の電源電圧VDD1印加用の電源端子21とグランド端
子23に接続されている。
A / D, D / A converter block 30
Has a resistance ladder 31 for generating a reference voltage, both ends of which are connected to the reference voltage terminals 24 and 25, and a switch matrix circuit 32 formed of an analog switch tree for selecting the reference voltage is connected to the output side thereof. There is. The output side of the switch matrix circuit 32 and the input terminal 26 are connected to the input side of the comparator 33. Comparator 33
Is the reference voltage output from the switch matrix circuit 32 and the analog signal AIN input from the input terminal 26.
And the control signal S33 corresponding to A / D, D
/ A is a circuit for outputting to the control logic circuit 40. The switch matrix circuit 32 and the comparator 33 have a first
The power supply terminal 21 for applying the power supply voltage VDD1 and the ground terminal 23 are connected.

【0019】A/D、D/A制御ロジック回路40は、
コンパレータ33から出力される制御信号S33に基づ
き、スイッチ制御信号S41を生成するA/D制御ロジ
ック回路41を有し、その出力側に、該スイッチ制御信
号S41を反転したスイッチ制御信号S42を出力する
インバータ42が接続されている。このA/D制御ロジ
ック回路41及びインバータ42の出力側には、レベル
シフト回路50が接続されている。A/D制御ロジック
回路41は、第2の電源電圧VDD2印加用の電源端子
22とグランド端子23に接続されている。A/D、D
/Aコンバータブロック30は第1の電源電圧VDD1
で動作し、A/D、D/A制御ロジック回路40は第2
の電源電圧VDD2で動作する。電源電圧がVDD2≦
VDD1の関係にある場合、A/D、D/A制御ロジッ
ク回路40及びA/D、D/Aコンバータブロック30
間の信号伝達を問題なく動作させるために、レベルシフ
ト回路50が設けられている。
The A / D and D / A control logic circuit 40 is
It has an A / D control logic circuit 41 for generating a switch control signal S41 based on the control signal S33 output from the comparator 33, and outputs a switch control signal S42 which is the inverted switch control signal S41 to the output side thereof. The inverter 42 is connected. A level shift circuit 50 is connected to the output sides of the A / D control logic circuit 41 and the inverter 42. The A / D control logic circuit 41 is connected to the power supply terminal 22 and the ground terminal 23 for applying the second power supply voltage VDD2. A / D, D
The / A converter block 30 has the first power supply voltage VDD1.
The A / D and D / A control logic circuit 40 operates in the second
It operates with the power supply voltage VDD2. Power supply voltage is VDD2 ≦
In the case of the relationship of VDD1, the A / D, D / A control logic circuit 40 and the A / D, D / A converter block 30
A level shift circuit 50 is provided in order to operate the signal transmission between them without any problem.

【0020】このレベルシフト回路50は、制御信号S
41でゲート制御されるNチャネル型MOSトランジス
タ(以下、NMOSという)51と、反転されたスイッ
チ制御信号S42でゲート制御されるNMOS52と、
データ保持のためにたすき掛け接続されたPチャネル型
MOSトランジスタ53,54とを、有している。NM
OS51のソースはグランド端子23に接続され、ドレ
インがPMOS53のドレイン及びPMOS54のゲー
トに接続されている。NMOS52のソースはグランド
端子23に接続され、ドレインがPMOS54のドレイ
ン及びPMOS53のゲートに接続されている。NMO
S52のドレインは、スイッチ制御信号S41をレベル
変換したスイッチ制御信号S52を出力する機能を有
し、スイッチマトリクス回路32に接続されている。P
MOS53,54のソースは、電源端子21に共通接続
されている。
The level shift circuit 50 has a control signal S
An N-channel type MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS) 51 whose gate is controlled by 41, an NMOS 52 whose gate is controlled by an inverted switch control signal S42,
And P-channel type MOS transistors 53 and 54 which are connected in a crossed manner for holding data. NM
The source of the OS 51 is connected to the ground terminal 23, and the drain is connected to the drain of the PMOS 53 and the gate of the PMOS 54. The source of the NMOS 52 is connected to the ground terminal 23, and the drain is connected to the drain of the PMOS 54 and the gate of the PMOS 53. NMO
The drain of S52 has a function of outputting a switch control signal S52 which is level-converted from the switch control signal S41, and is connected to the switch matrix circuit 32. P
The sources of the MOSs 53 and 54 are commonly connected to the power supply terminal 21.

【0021】次に、動作を説明する。第1,第2の電源
電圧VDD1,VDD2を電源端子21,22に印加す
ると共に、基準電圧VREF+,VREF−を基準電圧
端子24,25に印加すると、第1の電源電圧VDD1
によってA/D、D/Aコンバータブロック30が動作
を開始すると共に、第2の電源電圧VDD2によってA
/D、D/A制御ロジック回路40及び他のロジック回
路60が動作を開始する。
Next, the operation will be described. When the first and second power supply voltages VDD1 and VDD2 are applied to the power supply terminals 21 and 22 and the reference voltages VREF + and VREF− are applied to the reference voltage terminals 24 and 25, the first power supply voltage VDD1
Starts the operation of the A / D and D / A converter block 30, and when the second power supply voltage VDD2
The / D, D / A control logic circuit 40 and the other logic circuit 60 start operating.

【0022】A/D、D/Aコンバータブロック30で
は、抵抗ラダー31によって高電位側基準電圧VREF
+と低電位側基準電圧VREF−との電位差が分圧さ
れ、複数の基準電圧が発生する。この複数の基準電圧は
スイッチマトリクス回路32で選択され、コンパレータ
33へ送られる。コンパレータ33では、スイッチマト
リクス回路32で選択された基準電圧と、入力端子26
から入力されるアナログ信号AINとを比較し、その比
較結果(ディジタル出力)に応じた制御信号S33をA
/D制御ロジック回路41へ出力する。
In the A / D and D / A converter block 30, the high-potential side reference voltage VREF is applied by the resistance ladder 31.
The potential difference between + and the low-potential-side reference voltage VREF- is divided to generate a plurality of reference voltages. The plurality of reference voltages are selected by the switch matrix circuit 32 and sent to the comparator 33. In the comparator 33, the reference voltage selected by the switch matrix circuit 32 and the input terminal 26
The analog signal AIN input from is compared, and the control signal S33 corresponding to the comparison result (digital output) is
Output to the / D control logic circuit 41.

【0023】A/D制御ロジック回路41は、コンパレ
ータ33からの制御信号S33に基づき、スイッチ制御
信号S41を生成する。生成されたスイッチ制御信号S
41は、インバータ42で反転され、反転されたスイッ
チ制御信号S42が作られ、その相補的なスイッチ制御
信号S41,S42によってレベルシフト回路50内の
NMOS51,52がゲート制御される。すると、スイ
ッチ制御信号S41が第1の電源電圧VDD1に応じた
レベルまでシフトされ、そのシフトされたスイッチ制御
信号S52がNMOS52のドレインから出力される。
このスイッチ制御信号S52により、スイッチマトリク
ス回路32が制御され、該スイッチマトリクス回路32
で選択された抵抗ラダー31の基準電圧がコンパレータ
33へ送られる。コンパレータ33は、前記と同様に、
スイッチマトリクス回路32で選択された基準電圧と、
アナログ信号AINとを比較し、その比較結果に応じた
制御信号S33をA/D制御ロジック回路41へ送る。
A/D制御ロジック回路41は、前記と同様にスイッチ
制御信号S41を生成すると共に、コンパレータ33か
らの制御信号S33を他のロジック回路60へ送るの
で、そのロジック回路60で所定のディジタル処理が行
われる。
The A / D control logic circuit 41 generates a switch control signal S41 based on the control signal S33 from the comparator 33. Generated switch control signal S
41 is inverted by an inverter 42 to generate an inverted switch control signal S42, and the complementary switch control signals S41 and S42 gate the NMOSs 51 and 52 in the level shift circuit 50. Then, the switch control signal S41 is shifted to a level according to the first power supply voltage VDD1, and the shifted switch control signal S52 is output from the drain of the NMOS 52.
The switch matrix signal 32 is controlled by the switch control signal S52, and the switch matrix circuit 32 is controlled.
The reference voltage of the resistance ladder 31 selected in step 3 is sent to the comparator 33. The comparator 33, as described above,
A reference voltage selected by the switch matrix circuit 32,
The analog signal AIN is compared and a control signal S33 corresponding to the comparison result is sent to the A / D control logic circuit 41.
Since the A / D control logic circuit 41 generates the switch control signal S41 and sends the control signal S33 from the comparator 33 to the other logic circuit 60 in the same manner as described above, the logic circuit 60 performs predetermined digital processing. Be seen.

【0024】この第2の実施例では、A/D、D/Aコ
ンバータブロック30を構成する抵抗ラダー型逐次比較
A/Dコンバータを第1の電源電圧VDD1で駆動し、
その他のA/D制御ロジック回路41及び他のロジック
回路60を第2の電源電圧VDD2で駆動するようにし
ている。このような構成により、アナログ入力レンジは
VDD1,VREF+の入力電圧とVREF−,GND
電圧との差が最大(MAX)レンジとして入力可能とな
る。また、コンパレータ33も同様に、MAXレンジま
で比較可能となり、その比較結果(ディジタル出力)が
制御信号S33の形でA/D制御ロジック回路41へ伝
送されて処理された後、レベルシフト回路50経由で、
A/D、D/Aコンバータブロック30内のスイッチマ
トリクス回路32が制御される。そのため、A/D、D
/Aコンバータブロック30は広いレンジで使用でき、
A/D、D/A制御ロジック回路40及び他のロジック
回路60が第2の電源電圧VDD2で動作するので、的
確に、効率良く、低消費電力化が可能となり、かつ従来
と同様に高精度のアナログ処理が行える。
In the second embodiment, the resistance ladder type successive approximation A / D converter constituting the A / D and D / A converter block 30 is driven by the first power supply voltage VDD1.
The other A / D control logic circuit 41 and the other logic circuit 60 are driven by the second power supply voltage VDD2. With this configuration, the analog input range is VDD1, VREF + input voltage and VREF−, GND.
The difference with the voltage can be input as the maximum (MAX) range. Similarly, the comparator 33 can also be compared up to the MAX range, and the comparison result (digital output) is transmitted to the A / D control logic circuit 41 in the form of the control signal S33 and processed, and then passed through the level shift circuit 50. so,
The switch matrix circuit 32 in the A / D and D / A converter block 30 is controlled. Therefore, A / D, D
/ A converter block 30 can be used in a wide range,
Since the A / D, D / A control logic circuit 40 and the other logic circuit 60 operate at the second power supply voltage VDD2, it is possible to accurately, efficiently and reduce power consumption, and to achieve high accuracy as in the conventional case. Analog processing can be performed.

【0025】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (i) 図2の回路では、接地電位GNDをすべて共通
にしているが、アナログ系GNDとディジタル系GND
とを分離してもよい。但し、GNDは同一電圧であるこ
とが条件となる。 (ii) 図1の各ブロックは、図2の回路構成に限定さ
れず、通信回路やマイクロコンピュータ等のモノリシッ
クICの構成に応じて種々の回路で構成できる。 (iii) 図1及び図2では、第1,第2の電源電圧VD
D1,VDD2をVDD1>VDD2の関係に設定した
が、第2の電源電圧VDD2を第1の電源電圧VDD1
と同一にしてモノリシックICを動作させることも可能
である。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications are possible. Examples of such modifications include the following. (I) In the circuit of FIG. 2, all the ground potentials GND are common, but the analog GND and the digital GND are used.
And may be separated. However, the condition is that GND has the same voltage. (Ii) Each block of FIG. 1 is not limited to the circuit configuration of FIG. 2, and can be configured by various circuits according to the configuration of a monolithic IC such as a communication circuit or a microcomputer. (iii) In FIGS. 1 and 2, the first and second power supply voltages VD
Although D1 and VDD2 are set to satisfy the relationship of VDD1> VDD2, the second power supply voltage VDD2 is set to the first power supply voltage VDD1.
It is also possible to operate the monolithic IC in the same manner as described above.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、A/D、D/Aコンバータ等といったアナログ信
号を扱う第1の回路ブロックに対しては第1の電源電圧
を使用し、その他の第2の回路ブロックに対しては第2
の電源電圧を使用し、第1の電源電圧>第2の電源電圧
という電位関係においても動作可能な構成にしている。
そのため、アナログレンジ(入力もしくは出力)を従来
通り確保した上で、ディジタルロジック回路等で構成さ
れる第2の回路ブロックを低電圧駆動によって低消費電
力化を図ることが可能である。従って、的確に、効率良
く、低消費電力化を図り、かつ従来と同様に高精度なア
ナログ処理を実現するICを提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, the first power supply voltage is used for the first circuit block that handles analog signals such as A / D and D / A converters. , Second for the other second circuit blocks
The power supply voltage is used, and the configuration is such that it can operate even in the potential relationship of the first power supply voltage> the second power supply voltage.
Therefore, it is possible to reduce the power consumption by driving the second circuit block including a digital logic circuit and the like at a low voltage after securing the analog range (input or output) as in the conventional case. Therefore, it is possible to provide an IC that achieves accurate, efficient, low power consumption, and high-precision analog processing as in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すA/D、D/Aコ
ンバータを含むモノリシックICの構成ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a monolithic IC including A / D and D / A converters showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のモノリシックICをA/Dコンバータに
適用した具体例を示す回路図である。
2 is a circuit diagram showing a specific example in which the monolithic IC of FIG. 1 is applied to an A / D converter.

【図3】従来のA/D、D/Aコンバータを含むモノリ
シックICの構成ブロック図である。
FIG. 3 is a configuration block diagram of a monolithic IC including a conventional A / D and D / A converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 A/D、D/Aコンバータブロッ
ク 40 A/D、D/A制御ロジック回路 50 レベルシフト回路 60 他のロジック回路 AIN 入力アナログ信号 AOUT 出力アナログ信号 VDD1 第1の電源電圧 VDD2 第2の電源電圧 VREF+ 高電位側基準電圧 VREF− 低電位側基準電圧
30 A / D, D / A converter block 40 A / D, D / A control logic circuit 50 Level shift circuit 60 Other logic circuit AIN Input analog signal AOUT Output analog signal VDD1 First power supply voltage VDD2 Second power supply voltage VREF + high potential side reference voltage VREF− low potential side reference voltage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ信号処理を行うアナログ回路を
含む半導体集積回路において、 アナログ入力レンジまたはアナログ出力レンジを決定す
る第1の回路ブロックとそれ以外の第2の回路ブロック
のうち、第1の電源電圧で該第1の回路ブロックを駆動
し、該第1の電源電圧に対してそれと同一レベルまたは
低レベルの第2の電源電圧で該第2の回路ブロックを駆
動する構成にすると共に、 前記第2の回路ブロックの信号をレベル変換して前記第
1の回路ブロックへ伝送するレベルシフト回路を設けた
ことを特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit including an analog circuit that performs analog signal processing, wherein a first power supply is included in a first circuit block that determines an analog input range or an analog output range and a second circuit block other than the first circuit block. The first circuit block is driven by a voltage, and the second circuit block is driven by a second power supply voltage having the same level or a low level with respect to the first power supply voltage. A semiconductor integrated circuit comprising a level shift circuit for converting the level of the signal of the second circuit block and transmitting it to the first circuit block.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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