JP2012182702A - Reset circuit and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リセット回路および半導体装置に関する。 The present invention relates to a reset circuit and a semiconductor device.
LSIは、高集積化および多機能化に伴い、複数の機能ブロック(IP(Intellectual Property)マクロ)を含む。この種のLSIは、ソフトリセットにより、機能ブロックの論理回路を初期化する(例えば、特許文献1)。例えば、ソフトリセットにより、LSIの一部の論理回路が初期化される。一般的に、ソフトリセットは、初期化対象の論理回路のクロックに同期して実施される。 An LSI includes a plurality of functional blocks (IP (Intellectual Property) macros) as it is highly integrated and multifunctional. This type of LSI initializes the logic circuit of the functional block by soft reset (for example, Patent Document 1). For example, some logic circuits of the LSI are initialized by soft reset. In general, the soft reset is performed in synchronization with the clock of the logic circuit to be initialized.
また、近年のLSIでは、低消費電力化が要求されている。このため、LSIは、例えば、使用しない機能ブロックの論理回路へのクロック供給を停止すること(クロックゲーティング)により、消費電力を低減する。 In recent LSIs, low power consumption is required. For this reason, the LSI reduces power consumption by, for example, stopping the clock supply to the logic circuit of the functional block that is not used (clock gating).
クロックに同期してリセットが実施される論理回路では、リセットが実施されるタイミングより前に、初期化対象の論理回路へのクロック供給が停止したとき、リセットは、実施されない。この場合、論理回路の出力が初期値にリセットされないおそれがある。初期化対象の論理回路の出力が初期値にリセットされない場合、初期化対象の論理回路は、後段の論理回路に初期値を出力することができない。このため、後段の論理回路の動作に不具合が発生することがある。 In a logic circuit that is reset in synchronization with a clock, when the clock supply to the logic circuit to be initialized is stopped before the reset is performed, the reset is not performed. In this case, the output of the logic circuit may not be reset to the initial value. When the output of the initialization target logic circuit is not reset to the initial value, the initialization target logic circuit cannot output the initial value to the subsequent logic circuit. For this reason, a malfunction may occur in the operation of the subsequent logic circuit.
本発明の目的は、クロックゲーティング状態にあるときにも、初期化対象の論理回路の初期値を後段の論理回路に出力することである。 An object of the present invention is to output an initial value of a logic circuit to be initialized to a subsequent logic circuit even in a clock gating state.
本発明の一形態では、クロックに同期して動作する論理回路をリセットするリセット回路は、論理回路の出力信号を受け、論理回路がリセットされたときの出力信号の初期値と論理回路から受けた出力信号とのいずれかを出力する出力選択部と、論理回路をリセットするためのリセット信号を受け、出力選択部から初期値がリセット信号に応答して出力されるように出力選択部を制御する制御部とを有している。 In one embodiment of the present invention, a reset circuit that resets a logic circuit that operates in synchronization with a clock receives an output signal of the logic circuit and receives an initial value of the output signal when the logic circuit is reset and the logic circuit. An output selection unit that outputs one of the output signals and a reset signal for resetting the logic circuit are received, and the output selection unit is controlled so that an initial value is output in response to the reset signal from the output selection unit And a control unit.
クロックゲーティング状態にあるときにも、初期化対象の論理回路の初期値を後段の論理回路に出力できる。 Even in the clock gating state, the initial value of the logic circuit to be initialized can be output to the subsequent logic circuit.
以下、実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施形態におけるリセット回路10の例を示している。リセット回路10は、例えば、クロックCLK1に同期して動作する論理回路20をリセットする。リセット回路10および論理回路20は、半導体装置の少なくとも一部を形成する。例えば、リセット回路10は、論理回路20を含むLSI等に搭載される。
FIG. 1 shows an example of a reset circuit 10 in one embodiment. For example, the reset circuit 10 resets the
リセット回路10は、入力選択部ISEL、出力選択部OSELおよび制御部CNTを有している。例えば、リセット回路10は、ソフトリセット信号RSTおよび入力信号DINを受け、出力信号DOUTを論理回路20の後段の論理回路に出力する。ソフトリセット信号RSTは、例えば、論理回路20をリセットするためのリセット信号であり、半導体装置の動作を制御するCPU等から出力される。また、入力信号DINは、例えば、ソフトリセット信号RSTがアサートされていない通常動作時に論理回路20に入力される入力信号であり、論理回路20の前段の論理回路から出力される。なお、論理回路20が受けるクロックCLK1は、例えば、半導体装置のクロックの供給や停止を制御するクロック制御回路から出力される。
The reset circuit 10 includes an input selection unit ISEL, an output selection unit OSEL, and a control unit CNT. For example, the reset circuit 10 receives the soft reset signal RST and the input signal DIN, and outputs the output signal DOUT to the logic circuit at the subsequent stage of the
入力選択部ISELは、入力信号DINを受け、論理回路20をリセットするための所定値と入力信号DINとのいずれかを論理回路20に出力する。例えば、入力選択部ISELは、制御部CNTの制御に応じて、所定値と入力信号DINとのいずれかを論理回路20に出力する。ここで、入力選択部ISELは、例えば、制御部CNTから受ける制御信号を使用して所定値を生成してもよいし、制御部CNTから所定値を受けてもよい。あるいは、入力選択部ISELは、所定値を予め保持していてもよい。
The input selection unit ISEL receives the input signal DIN and outputs either a predetermined value for resetting the
出力選択部OSELは、論理回路20の出力信号を受け、論理回路20がリセットされたときの出力信号の初期値と論理回路20から受けた出力信号とのいずれかを出力する。例えば、出力選択部OSELは、制御部CNTの制御に応じて、論理回路20の出力信号の初期値(以降、単に初期値とも称する)と論理回路20から受けた出力信号とのいずれかを、後段の論理回路への出力信号DOUTとして出力する。
The output selection unit OSEL receives the output signal of the
すなわち、論理回路20の後段の論理回路は、論理回路20からの出力信号として、リセット回路10の出力信号DOUTを受ける。ここで、出力選択部OSELは、例えば、制御部CNTから受ける制御信号を使用して初期値を生成してもよいし、制御部CNTから初期値を受けてもよい。あるいは、出力選択部OSELは、初期値を予め保持していてもよい。
That is, the logic circuit at the subsequent stage of the
制御部CNTは、ソフトリセット信号RSTおよび論理回路20の出力信号を受ける。そして、制御部CNTは、ソフトリセット信号RSTおよび論理回路20の出力信号に基づいて、入力選択部ISELおよび出力選択部OSELを制御する。例えば、制御部CNTは、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングより前にクロックCLK1が停止したときにも、出力選択部OSELから初期値がソフトリセット信号RSTに応答して出力されるように出力選択部OSELを制御する。
The control unit CNT receives the soft reset signal RST and the output signal of the
すなわち、出力選択部OSELは、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングより前にクロックCLK1が停止したときにも、ソフトリセット信号RSTに応答して、初期値を示す出力信号DOUTを論理回路20の後段の論理回路に出力する。これにより、この実施形態では、クロックゲーティング状態で初期化対象の論理回路20の出力信号の値に拘わらず、初期化対象の論理回路20の初期値を後段の論理回路に出力できる。
That is, the output selection unit OSEL outputs the output signal DOUT indicating the initial value to the subsequent stage of the
なお、例えば、制御部CNTは、ソフトリセット信号RSTがアサートされたときの論理回路20の出力信号を判定し、初期値と論理回路20の出力信号とが一致するとき、論理回路20の出力信号を出力選択部OSELから出力させてもよい。あるいは、制御部CNTは、ソフトリセット信号RSTがアサートされたとき、論理回路20の出力信号の値に拘わらず、初期値を出力選択部OSELから出力させてもよい。
For example, the control unit CNT determines the output signal of the
また、例えば、制御部CNTは、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングで論理回路20の出力信号が初期値にリセットされていないとき、論理回路20の出力信号が初期値にリセットされるまで、所定値が論理回路20に出力されるように入力選択部ISELを制御する。
Further, for example, when the output signal of the
すなわち、入力選択部ISELは、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングで論理回路20の出力信号が初期値にリセットされていないとき、論理回路20の出力信号が初期値にリセットされるまで、所定値を論理回路20に出力する。したがって、論理回路20の入力は、論理回路20の出力信号が初期値にリセットされるまで、所定値に維持される。これにより、論理回路20は、例えば、クロックCLK1の供給が再開したときに、リセットされる。
That is, the input selection unit ISEL has a predetermined value until the output signal of the
なお、リセット回路10の構成は、この例に限定されない。例えば、入力選択部ISELは、ソフトリセット信号RSTに基づいて、所定値と入力信号DINとのいずれかを論理回路20に出力してもよい。この場合、入力選択部ISELは、制御部CNTを介さずに、ソフトリセット信号RSTを受けてもよい。すなわち、制御部CNTは、入力選択部ISELを制御する機能を含まなくてもよい。
Note that the configuration of the reset circuit 10 is not limited to this example. For example, the input selection unit ISEL may output either the predetermined value or the input signal DIN to the
以上、この実施形態では、リセット回路10は、制御部CNTの制御に応じて、論理回路20の初期値を出力する出力選択部OSELを有している。例えば、出力選択部OSELは、クロックCLK1が停止したときにも、論理回路20の初期値を示す出力信号DOUTを、論理回路20の後段の論理回路にソフトリセット信号RSTに応答して出力する。これにより、この実施形態では、クロックゲーティング状態で初期化対象の論理回路20の出力信号の値に拘わらず、初期化対象の論理回路20の初期値を後段の論理回路に出力できる。この結果、論理回路20の後段の論理回路等の動作が不安定になることを防止できる。すなわち、この実施形態では、クロックゲーティングにより消費電力を低減しつつ、論理回路20の後段の論理回路等の動作が不安定になることを防止できる。
As described above, in this embodiment, the reset circuit 10 includes the output selection unit OSEL that outputs the initial value of the
図2は、別の実施形態におけるリセット回路12の一例を示している。上述した実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。リセット回路12は、例えば、クロックCLK1に同期して動作する論理回路22をリセットする。リセット回路12および論理回路22は、半導体装置の少なくとも一部を形成する。例えば、リセット回路12は、論理回路22を含むLSI等に搭載される。
FIG. 2 shows an example of the
論理回路22は、例えば、イネーブル端子ENで受けるイネーブル信号en1が“1”(高レベル)のときにアクティブになるフリップフロップ回路である。例えば、論理回路22は、イネーブル信号en1が“1”のとき、端子CKで受けるクロックCLK1に同期して、端子Dで受けたデータ信号d1を端子Qから出力する。また、論理回路22は、リセットされたとき、例えば、“0”(低レベル)を出力する。すなわち、図2の例では、論理回路22の出力信号q1の初期値は、“0”である。
The
リセット回路12は、制御部CNT2、入力選択部ISEL2および出力選択部OSEL2を有している。例えば、制御部CNT2、入力選択部ISEL2および出力選択部OSEL2は、図1に示した制御部CNT、入力選択部ISELおよび出力選択部OSELにそれぞれ対応している。
The
例えば、リセット回路12は、ソフトリセット信号RST、クロックCLK2、入力データDATA、イネーブル信号ENINおよび論理回路22の出力信号q1を受け、出力信号DOUTを論理回路22の後段の論理回路に出力する。入力データDATAおよびイネーブル信号ENINは、例えば、ソフトリセット信号RSTがアサートされていない通常動作時に論理回路22に入力される入力信号であり、図1に示した入力信号DINに対応している。また、クロックCLK1、CLK2は、例えば、半導体装置のクロックの供給や停止を制御するクロック制御回路から出力される。
For example, the
制御部CNT2は、クロックCLK2、ソフトリセット信号RSTおよび論理回路22の出力信号q1を受ける。そして、制御部CNT2は、ソフトリセット信号RSTおよび論理回路22の出力信号q1に基づいて、入力選択部ISEL2および出力選択部OSEL2を制御する。
Control unit CNT2 receives clock CLK2, soft reset signal RST, and output signal q1 of
例えば、制御部CNT2は、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングで論理回路22の出力信号q1が初期値にリセットされているとき、論理回路22の出力信号q1が出力選択部OSEL2から出力されるように出力選択部OSEL2を制御する。そして、制御部CNT2は、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングで論理回路22の出力信号q1が初期値にリセットされていないとき、初期値が出力選択部OSEL2から出力されるように出力選択部OSEL2を制御する。なお、制御部CNT2は、ソフトリセット信号RSTがアサートされたとき、論理回路22の出力信号q1の値に拘わらず、初期値を出力選択部OSEL2から出力させてもよい。
For example, when the output signal q1 of the
すなわち、制御部CNT2は、例えば、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングより前にクロックCLK1が停止したときにも、出力選択部OSEL2から初期値がソフトリセット信号RSTに応答して出力されるように出力選択部OSEL2を制御する。また、制御部CNT2は、例えば、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングで論理回路22の出力信号q1が初期値にリセットされていないとき、出力信号q1が初期値にリセットされるまで、所定値が論理回路22に出力されるように入力選択部ISEL2を制御する。
That is, for example, when the clock CLK1 is stopped before the reset timing based on the soft reset signal RST, the control unit CNT2 outputs an initial value from the output selection unit OSEL2 in response to the soft reset signal RST. The output selection unit OSEL2 is controlled. For example, when the output signal q1 of the
制御部CNT2は、例えば、AND回路AND1、AND2、AND3、OR回路OR1、OR2、インバータINV1、INV2およびフリップフロップ回路FF1を有している。AND回路AND1は、ソフトリセット信号RSTと論理回路22の出力信号q1との論理積結果(信号rstart)を、OR回路OR1、OR2に出力する。インバータINV1は、出力信号q1の反転信号をAND回路AND2に出力する。
The control unit CNT2 includes, for example, AND circuits AND1, AND2, AND3, OR circuits OR1, OR2, inverters INV1, INV2, and a flip-flop circuit FF1. The AND circuit AND1 outputs a logical product result (signal rstart) of the soft reset signal RST and the output signal q1 of the
AND回路AND2は、出力信号q1の反転信号とフリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outとの論理積結果(信号rend)を、OR回路OR1およびインバータINV2に出力する。OR回路OR1は、AND回路AND1の出力信号rstartとAND回路AND2の出力信号rendとの論理和結果(イネーブル信号en2)を、フリップフロップ回路FF1のイネーブル端子ENに出力する。 The AND circuit AND2 outputs a logical product result (signal lend) of the inverted signal of the output signal q1 and the output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 to the OR circuit OR1 and the inverter INV2. The OR circuit OR1 outputs a logical sum (enable signal en2) of the output signal rstart of the AND circuit AND1 and the output signal rend of the AND circuit AND2 to the enable terminal EN of the flip-flop circuit FF1.
フリップフロップ回路FF1は、例えば、イネーブル信号en2が“1”のとき、端子CKで受けるクロックCLK2に同期して、端子Dで受けたソフトリセット信号RSTを端子Qから出力する。フリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outは、AND回路AND2、OR回路OR2および出力選択部OSEL2に出力される。すなわち、ソフトリセット信号RSTは、イネーブル信号en2が“1”のとき、出力信号sel_outとしてAND回路AND2、OR回路OR2および出力選択部OSEL2に出力される。 For example, when the enable signal en2 is “1”, the flip-flop circuit FF1 outputs the soft reset signal RST received at the terminal D from the terminal Q in synchronization with the clock CLK2 received at the terminal CK. The output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 is output to the AND circuit AND2, the OR circuit OR2, and the output selection unit OSEL2. That is, the soft reset signal RST is output as the output signal sel_out to the AND circuit AND2, the OR circuit OR2, and the output selection unit OSEL2 when the enable signal en2 is “1”.
OR回路OR2は、AND回路AND1の出力信号rstartとフリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outとの論理和結果を、AND回路AND3に出力する。インバータINV2は、AND回路AND2の出力信号rendの反転信号をAND回路AND3に出力する。AND回路AND3は、AND回路AND2の出力信号rendの反転信号とOR回路OR2の出力信号との論理積結果(信号sel_in)を、入力選択部ISEL2に出力する。 The OR circuit OR2 outputs a logical sum result of the output signal rstart of the AND circuit AND1 and the output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 to the AND circuit AND3. The inverter INV2 outputs an inverted signal of the output signal rend of the AND circuit AND2 to the AND circuit AND3. The AND circuit AND3 outputs a logical product result (signal sel_in) of the inverted signal of the output signal rend of the AND circuit AND2 and the output signal of the OR circuit OR2 to the input selection unit ISEL2.
入力選択部ISEL2は、入力データDATA、イネーブル信号ENINおよび制御部CNT2の出力信号sel_inを受け、論理回路22へ入力されるデータ信号d1およびイネーブル信号en1を論理回路22に出力する。例えば、入力選択部ISEL2は、制御部CNT2の出力信号sel_inに応じて、論理回路22をリセットするための所定値の入力データ(“0”)と入力データDATAとのいずれかを論理回路22の端子Dに出力する。さらに、入力選択部ISEL2は、制御部CNT2の出力信号sel_inに応じて、論理回路22をリセットするための所定値のイネーブル信号(“1”)とイネーブル信号ENINとのいずれかを論理回路22のイネーブル端子ENに出力する。
The input selection unit ISEL2 receives the input data DATA, the enable signal ENIN, and the output signal sel_in of the control unit CNT2, and outputs the data signal d1 and the enable signal en1 input to the
例えば、入力選択部ISEL2は、インバータINV3、AND回路AND4およびOR回路OR3を有している。インバータINV3は、制御部CNT2の出力信号sel_inの反転信号をAND回路AND4に出力する。AND回路AND4は、出力信号sel_inの反転信号と入力データDATAとの論理積結果(データ信号d1)を、論理回路22の端子Dに出力する。OR回路OR3は、制御部CNT2の出力信号sel_inとイネーブル信号ENINとの論理和結果(イネーブル信号en1)を、論理回路22のイネーブル端子ENに出力する。
For example, the input selection unit ISEL2 includes an inverter INV3, an AND circuit AND4, and an OR circuit OR3. The inverter INV3 outputs an inverted signal of the output signal sel_in of the control unit CNT2 to the AND circuit AND4. The AND circuit AND4 outputs a logical product result (data signal d1) of the inverted signal of the output signal sel_in and the input data DATA to the terminal D of the
出力選択部OSEL2は、論理回路22の出力信号q1および制御部CNT2の出力信号sel_outを受け、出力信号DOUTを論理回路22の後段の論理回路に出力する。例えば、出力選択部OSEL2は、制御部CNT2の出力信号sel_outに応じて、論理回路22の出力信号q1の初期値と論理回路22から受けた出力信号q1とのいずれかを、論理回路22の後段の論理回路への出力信号DOUTとして出力する。これにより、出力選択部OSEL2は、例えば、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングより前にクロックCLK1が停止したときにも、論理回路22の出力信号q1の初期値をソフトリセット信号RSTに応答して出力できる。
The output selection unit OSEL2 receives the output signal q1 of the
例えば、出力選択部OSEL2は、インバータINV4およびAND回路AND5を有している。インバータINV4は、制御部CNT2の出力信号sel_outの反転信号をAND回路AND5に出力する。AND回路AND5は、出力信号sel_outの反転信号と論理回路22の出力信号q1との論理積結果(出力信号DOUT)を、論理回路22の後段の論理回路に出力する。すなわち、論理回路22の後段の論理回路は、論理回路22からの出力信号として、リセット回路12の出力信号DOUTを受ける。
For example, the output selection unit OSEL2 includes an inverter INV4 and an AND circuit AND5. The inverter INV4 outputs an inverted signal of the output signal sel_out of the control unit CNT2 to the AND circuit AND5. The AND circuit AND5 outputs a logical product result (output signal DOUT) of the inverted signal of the output signal sel_out and the output signal q1 of the
なお、リセット回路12の構成は、この例に限定されない。例えば、リセット回路12は、初期化対象の論理回路22の初期値等の属性に合わせた論理で形成されていればよい。また、例えば、複数ビットの入力データDATAに対応した複数の論理回路22をリセットするためのリセット回路12では、制御部CNT2は、複数の論理回路22で共通に設けられてもよい。この場合、入力データDATAのビット数が増加したときにも、制御部CNT2の数が増加しないため、リセット回路12の消費電力が増加することを抑制できる。なお、入力選択部ISEL2および出力選択部OSEL2は、例えば、複数の論理回路22のそれぞれに対応して設けられる。
Note that the configuration of the
また、制御部CNT2、入力選択部ISEL2および出力選択部OSEL2の区別は、この例に限定されない。例えば、入力選択部ISEL2は、制御部CNT2のAND回路AND3、OR回路OR2およびインバータINV2を含んで定義されてもよい。 Further, the distinction between the control unit CNT2, the input selection unit ISEL2, and the output selection unit OSEL2 is not limited to this example. For example, the input selection unit ISEL2 may be defined including the AND circuit AND3, the OR circuit OR2, and the inverter INV2 of the control unit CNT2.
図3は、図2に示したリセット回路12の動作の一例を示している。なお、図3は、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミング(時刻T1)より前にクロックCLK1が停止したときのリセット回路12の動作を示している。図3の信号en1、d1、q1の破線は、比較例を示している。比較例では、図2に示した制御部CNT2および出力選択部OSEL2が省かれ、信号sel_inの代わりにソフトリセット信号RSTが入力選択部ISEL2に入力される。
FIG. 3 shows an example of the operation of the
図3の例では、ソフトリセット信号RSTがアサートされる直前の論理回路22の出力信号q1は、“1”(高レベル)である。また、ソフトリセット信号RSTがアサートされる直前の制御部CNT2の出力信号sel_outは、“0”(低レベル)である。したがって、ソフトリセット信号RSTがアサートされる直前の出力信号DOUTは、“1”である。なお、出力信号q1の初期値は、“0”である。すなわち、論理回路22がリセットされたときには、出力信号q1は、“0”に初期化される。
In the example of FIG. 3, the output signal q1 of the
先ず、論理回路22をリセットするために、ソフトリセット信号RSTが“0”から“1”に変化する(図3(a))。なお、クロックCLK1は、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミング(時刻T1)より前に停止する。すなわち、クロックCLK1は、論理回路22がリセットされる前に、停止する。ソフトリセット信号RSTが“0”から“1”に変化したことにより、信号rstart(ソフトリセット信号RSTと出力信号q1との論理積結果)は、“0”から“1”に変化する(図3(b))。
First, in order to reset the
この結果、フリップフロップ回路FF1のイネーブル信号en2(信号rstartと信号rendの論理和結果)は、“0”から“1”に変化する(図3(c))。これにより、フリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outは、クロックCLK2の立ち上がりに同期して、“0”から“1”に変化する(図3(d))。出力信号sel_outが“0”から“1”に変化したことにより、出力信号DOUTは、“1”から“0”に変化する(図3(e))。なお、論理回路22の出力信号q1は、リセットされる前にクロックCLK1が停止したため、“1”に維持されている。
As a result, the enable signal en2 of the flip-flop circuit FF1 (the logical sum of the signal rstart and the signal rend) changes from “0” to “1” (FIG. 3C). As a result, the output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 changes from “0” to “1” in synchronization with the rising edge of the clock CLK2 (FIG. 3D). As the output signal sel_out changes from “0” to “1”, the output signal DOUT changes from “1” to “0” (FIG. 3E). Note that the output signal q1 of the
このように、この実施形態では、論理回路22がリセットされる前にクロックCLK1が停止したときにも、ソフトリセット信号RSTに応答して、論理回路22の初期値(“0”を示す出力信号DOUT)を論理回路22の後段の論理回路に出力できる。すなわち、この実施形態では、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミング(時刻T1)より前にクロックCLK1が停止したときにも、ソフトリセット信号RSTに応答して、論理回路22の初期値を論理回路22の後段の論理回路に出力できる。したがって、この実施形態では、クロックゲーティング状態で初期化対象の論理回路22の出力信号q1の値に拘わらず、初期化対象の論理回路22の初期値を後段の論理回路に出力できる。
As described above, in this embodiment, even when the clock CLK1 is stopped before the
また、ソフトリセット信号RSTが“0”から“1”に変化したときにも、信号rendは、出力信号q1が“1”であるため、“0”に維持されている。このため、信号sel_inは、信号rstartが“0”から“1”に変化したことに伴い、“0”から“1”に変化する(図3(f))。これにより、論理回路22のイネーブル信号en1は、“0”から“1”に変化する(図3(g))。また、論理回路22へのデータ信号d1は、“1”から“0”に変化する(図3(h))。このように、論理回路22が受ける信号en1、d1は、ソフトリセット信号RSTに応答して、論理回路22をリセットするための所定値に設定される。
Also, when the soft reset signal RST changes from “0” to “1”, the signal rend is maintained at “0” because the output signal q1 is “1”. For this reason, the signal sel_in changes from “0” to “1” as the signal rstart changes from “0” to “1” (FIG. 3F). As a result, the enable signal en1 of the
そして、ソフトリセット信号RSTが“1”から“0”に変化することにより(図3(i))、信号rstartは、“1”から“0”に変化する(図3(j))。この結果、フリップフロップ回路FF1のイネーブル信号en2は、“1”から“0”に変化する(図3(k))。このため、“0”から“1”に変化したフリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outは、ソフトリセット信号RSTが“1”から“0”に変化したときにも、“1”に維持される(図3(d、l))。信号sel_outが“1”に維持されるため、“1”から“0”に変化した出力信号DOUTは、ソフトリセット信号RSTが“1”から“0”に変化したときにも、“0”に維持される(図3(e、m))。 Then, when the soft reset signal RST changes from “1” to “0” (FIG. 3 (i)), the signal rstart changes from “1” to “0” (FIG. 3 (j)). As a result, the enable signal en2 of the flip-flop circuit FF1 changes from “1” to “0” (FIG. 3 (k)). For this reason, the output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 that has changed from “0” to “1” is maintained at “1” even when the soft reset signal RST has changed from “1” to “0” ( FIG. 3 (d, l)). Since the signal sel_out is maintained at “1”, the output signal DOUT that has changed from “1” to “0” becomes “0” even when the soft reset signal RST changes from “1” to “0”. Maintained (FIG. 3 (e, m)).
また、信号sel_outおよび信号rendが“1”および“0”にそれぞれ維持されているため、信号sel_inは、ソフトリセット信号RSTが“1”から“0”に変化したときにも、“1”に維持される(図3(n))。これにより、イネーブル信号en1およびデータ信号d1は、ソフトリセット信号RSTが“1”から“0”に変化したときにも、“1”および“0”にそれぞれ維持される(図3(o、p))。 Further, since the signal sel_out and the signal rend are maintained at “1” and “0”, respectively, the signal sel_in is also set to “1” even when the soft reset signal RST changes from “1” to “0”. Is maintained (FIG. 3 (n)). Thus, the enable signal en1 and the data signal d1 are maintained at “1” and “0”, respectively, even when the soft reset signal RST changes from “1” to “0” (FIG. 3 (o, p )).
なお、比較例では、イネーブル信号en1およびデータ信号d1は、ソフトリセット信号RSTが“1”から“0”に変化したとき、“0”および“1”にそれぞれ変化する(図3の破線)。また、比較例では、論理回路22の出力信号q1(“1”)が後段の論理回路に出力されるため、論理回路22の初期値(“0”)は、後段の論理回路に出力されない。このため、比較例では、論理回路22の後段の論理回路等の動作が不安定になる。これに対し、この実施形態では、論理回路22の初期値(“0”を示す出力信号DOUT)が論理回路22の後段の論理回路に出力されるため、論理回路22の後段の論理回路等の動作が不安定になることを防止できる。
In the comparative example, the enable signal en1 and the data signal d1 change to “0” and “1”, respectively, when the soft reset signal RST changes from “1” to “0” (broken lines in FIG. 3). In the comparative example, since the output signal q1 (“1”) of the
次に、時刻T2に、クロックCLK1の供給が再開される。このとき、論理回路22のイネーブル信号en1および論理回路22へのデータ信号d1が“1”および“0”にそれぞれ維持されているため、論理回路22の出力信号q1は、“1”から“0”に変化する(図3(q))。このように、論理回路22をリセットするための所定値に信号en1、d1が維持されているため、論理回路22は、クロックCLK1の供給が再開されたとき、リセットされる。
Next, supply of the clock CLK1 is resumed at time T2. At this time, since the enable signal en1 of the
すなわち、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミング(時刻T1)で論理回路22の出力信号q1が初期値(“0”)にリセットされていないとき、出力信号q1が初期値にリセットされるまで、信号en1、d1は、所定値に維持される。例えば、入力選択部ISEL2は、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングで論理回路22の出力信号q1が初期値にリセットされていないとき、論理回路22の出力信号q1が初期値にリセットされるまで、所定値を論理回路22に出力する。
That is, when the output signal q1 of the
なお、比較例では、イネーブル信号en1およびデータ信号d1が“0”および“1”にそれぞれ維持されているため、論理回路22の出力信号q1は、“1”に維持される(図3の破線)。すなわち、比較例では、論理回路22は、クロックCLK1の供給が再開されても、リセットされない。これに対し、この実施形態では、論理回路22をリセットするための所定値に信号en1、d1が維持されているため、クロックCLK1の供給が再開されたとき、論理回路22をリセットできる。
In the comparative example, since the enable signal en1 and the data signal d1 are maintained at “0” and “1”, respectively, the output signal q1 of the
また、信号rendは、信号sel_outが“1”であるため、出力信号q1が“1”から“0”に変化したことにより、“0”から“1”に変化する(図3(r))。これにより、フリップフロップ回路FF1のイネーブル信号en2は、“0”から“1”に変化する(図3(s))。 Further, since the signal sel_out is “1”, the signal rend changes from “0” to “1” when the output signal q1 changes from “1” to “0” (FIG. 3 (r)). . As a result, the enable signal en2 of the flip-flop circuit FF1 changes from “0” to “1” (FIG. 3 (s)).
信号rendが“0”から“1”に変化したことにより、信号sel_inは、“1”から“0”に変化する(図3(t))。これにより、イネーブル信号ENINおよび入力データDATAは、イネーブル信号en1およびデータ信号d1として、論理回路22にそれぞれ入力される。例えば、イネーブル信号en1およびデータ信号d1は、“0”および“1”にそれぞれ変化する(図3(u))。
As the signal rend changes from “0” to “1”, the signal sel_in changes from “1” to “0” (FIG. 3 (t)). Thus, the enable signal ENIN and the input data DATA are input to the
このように、制御部CNT2は、出力信号q1が初期値にリセットされた後、イネーブル信号ENINおよび入力データDATAが入力選択部ISEL2から論理回路22に出力されるように入力選択部ISEL2を制御する。これにより、論理回路22は、クロックCLK1の供給が再開されたとき、正常に動作できる。
As described above, the control unit CNT2 controls the input selection unit ISEL2 so that the enable signal ENIN and the input data DATA are output from the input selection unit ISEL2 to the
時刻T3では、ソフトリセット信号RSTおよびフリップフロップ回路FF1のイネーブル信号en2は、それぞれ“0”および“1”である。このため、フリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outは、クロックCLK2の立ち上がりに同期して、“1”から“0”に変化する(図3(v))。これにより、信号rendは、“1”から“0”に変化する(図3(w))。この結果、フリップフロップ回路FF1のイネーブル信号en2は、“1”から“0”に変化する(図3(x))。このため、“1”から“0”に変化したフリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outは、“0”に維持される(図3(v、y))。 At time T3, the soft reset signal RST and the enable signal en2 of the flip-flop circuit FF1 are “0” and “1”, respectively. For this reason, the output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 changes from “1” to “0” in synchronization with the rising edge of the clock CLK2 (FIG. 3 (v)). As a result, the signal rend changes from “1” to “0” (FIG. 3 (w)). As a result, the enable signal en2 of the flip-flop circuit FF1 changes from “1” to “0” ((x) in FIG. 3). Therefore, the output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 that has changed from “1” to “0” is maintained at “0” (FIG. 3 (v, y)).
時刻T3以降では、信号sel_outが“0”に維持されているため、論理回路22の出力信号q1は、出力信号DOUTとして、論理回路22の後段の論理回路に出力される。すなわち、時刻T3以降では、論理回路22は、ソフトリセット信号RSTがアサートされていない通常動作に復帰する。例えば、イネーブル信号ENINが“1”に変化したとき、論理回路22の出力信号q1は、クロックCLK1の立ち上がりに同期して、“0”から“1”に変化する(図3(z))。これにより、出力信号DOUTは、“0”から“1”に変化する。
Since the signal sel_out is maintained at “0” after time T3, the output signal q1 of the
このように、制御部CNT2は、論理回路22がクロックCLK1に同期して動作しているとき、論理回路22の出力信号q1が出力選択部OSEL2から出力されるように出力選択部OSEL2を制御する。これにより、論理回路22の後段の論理回路は、クロックCLK1の供給が再開されたとき、正常に動作できる。
As described above, the control unit CNT2 controls the output selection unit OSEL2 so that the output signal q1 of the
なお、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミング(時刻T1)より後にクロックCLK1が停止したときには、論理回路22の出力信号q1が“0”にリセットされるため、出力信号DOUTは、クロックCLK1の停止前に、“0”に変化する。
Note that when the clock CLK1 is stopped after the reset timing (time T1) based on the soft reset signal RST, the output signal q1 of the
図4は、図2に示したリセット回路12が搭載される半導体装置100の一例を示している。半導体装置100は、例えば、リセット回路12、論理回路22、CPU110、クロック制御回路120および論理回路130、140を有している。なお、半導体装置100の最小構成は、リセット回路12および論理回路22である。
FIG. 4 shows an example of the semiconductor device 100 on which the
CPU110は、例えば、半導体装置100の動作を制御する。例えば、CPU110は、クロック制御回路120を制御し、クロックCLK1の供給や停止を制御する。また、例えば、CPU110は、ソフトリセット信号RSTをリセット回路12に出力し、論理回路22をリセットするとき、ソフトリセット信号RSTをアサートする。
For example, the
クロック制御回路120は、例えば、CPU110の制御に応じて、クロックCLK1、CLK2、CLK3、CLK4の供給や停止を制御する。例えば、クロック制御回路120は、通常動作時に、クロックCLK1、CLK2、CLK3、CLK4を、論理回路22、リセット回路12、論理回路130および論理回路140にそれぞれ出力する。また、例えば、クロック制御回路120は、クロックゲーティングにより消費電力を低減するとき、CPU110の制御に応じて、論理回路22に供給するクロックCLK1を停止する。
The
論理回路130は、論理回路22の前段の論理回路であり、クロックCLK3に同期して動作する。例えば、論理回路130は、イネーブル信号ENINおよび入力データDATAをリセット回路12に出力する。論理回路140は、論理回路22の後段の論理回路であり、クロックCLK4に同期して動作する。例えば、論理回路140は、出力信号DOUTをリセット回路12から受ける。
The
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、リセット回路12の出力選択部OSEL2は、クロックCLK1が停止したときにも、論理回路22の初期値を、論理回路22の後段の論理回路140にソフトリセット信号RSTに応答して出力する。これにより、この実施形態では、クロックゲーティング状態で初期化対象の論理回路22の出力信号q1の値に拘わらず、初期化対象の論理回路22の初期値を後段の論理回路140に出力できる。この結果、この実施形態では、クロックゲーティングにより消費電力を低減しつつ、論理回路140等の動作が不安定になることを防止できる。
As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. For example, the output selection unit OSEL2 of the
また、例えば、リセット回路12の入力選択部ISEL2は、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングで論理回路22の出力信号q1が初期値にリセットされていないとき、論理回路22の出力信号q1が初期値にリセットされるまで、所定値を論理回路22に出力する。これにより、この実施形態では、クロックCLK1の供給が再開されたとき、論理回路22をリセットできる。
Further, for example, when the output signal q1 of the
図5は、別の実施形態におけるリセット回路14の一例を示している。上述した実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態のリセット回路14は、図2に示した制御部CNT2の代わりに、制御部CNT4を有している。また、入力選択部ISEL2は、出力信号sel_inの代わりに、ソフトリセット信号RSTを受ける。リセット回路14のその他の構成は、図2−図4で説明した実施形態と同じである。例えば、リセット回路14は、論理回路22を含むLSI等に搭載される。また、この実施形態の半導体装置は、リセット回路12の代わりにリセット回路14が設けられることを除いて、図2−図4で説明した実施形態と同じである。
FIG. 5 shows an example of the
リセット回路14は、例えば、ソフトリセット信号RST、クロックCLK2、入力データDATA、イネーブル信号ENINおよび論理回路22の出力信号q1を受け、出力信号DOUTを論理回路22の後段の論理回路に出力する。例えば、リセット回路14は、制御部CNT4、入力選択部ISEL2および出力選択部OSEL2を有している。リセット回路14の入力選択部ISEL2の構成および出力選択部OSEL2の構成は、図2に示したリセット回路12の入力選択部ISEL2および出力選択部OSEL2と同じである。
The
入力選択部ISEL2は、入力データDATA、イネーブル信号ENINおよびソフトリセット信号RSTを受け、ソフトリセット信号RSTに応じて、データ信号d1およびイネーブル信号en1を出力する。例えば、入力選択部ISEL2は、ソフトリセット信号RSTが“1”のときに、論理回路22をリセットするための所定値(“0”のデータ信号d1および“1”のイネーブル信号en1)を論理回路22に出力する。さらに、入力選択部ISEL2は、例えば、ソフトリセット信号RSTが“1”のとき、“1”のイネーブル信号en1をフリップフロップ回路FF1のイネーブル端子ENに出力する。
The input selection unit ISEL2 receives the input data DATA, the enable signal ENIN, and the soft reset signal RST, and outputs the data signal d1 and the enable signal en1 according to the soft reset signal RST. For example, when the soft reset signal RST is “1”, the input selection unit ISEL2 outputs a predetermined value (“0” data signal d1 and “1” enable signal en1) for the
制御部CNT4は、例えば、クロックCLK2およびソフトリセット信号RSTを受け、出力選択部OSEL2をソフトリセット信号RSTに基づいて制御する。例えば、制御部CNT4は、図2に示した制御部CNT2からAND回路AND1、AND2、AND3、OR回路OR1、OR2、インバータINV1、INV2が省かれている。すなわち、制御部CNT4は、フリップフロップ回路FF1を有している。 For example, the control unit CNT4 receives the clock CLK2 and the soft reset signal RST, and controls the output selection unit OSEL2 based on the soft reset signal RST. For example, in the control unit CNT4, AND circuits AND1, AND2, AND3, OR circuits OR1, OR2, and inverters INV1, INV2 are omitted from the control unit CNT2 shown in FIG. That is, the control unit CNT4 has a flip-flop circuit FF1.
フリップフロップ回路FF1は、ソフトリセット信号RSTを端子Dで受け、ソフトリセット信号RSTとイネーブル信号ENINとの論理和結果(イネーブル信号en1)をイネーブル端子ENで受け、クロックCLK2を端子CKで受ける。そして、フリップフロップ回路FF1は、例えば、イネーブル信号en1が“1”のとき、クロックCLK2に同期して、ソフトリセット信号RSTを出力信号sel_outとして端子Qから出力選択部OSEL2に出力する。 The flip-flop circuit FF1 receives the soft reset signal RST at the terminal D, receives the logical sum result (enable signal en1) of the soft reset signal RST and the enable signal ENIN at the enable terminal EN, and receives the clock CLK2 at the terminal CK. For example, when the enable signal en1 is “1”, the flip-flop circuit FF1 outputs the soft reset signal RST as the output signal sel_out from the terminal Q to the output selection unit OSEL2 in synchronization with the clock CLK2.
これにより、出力選択部OSEL2は、例えば、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングより前にクロックCLK1が停止したときにも、論理回路22の出力信号q1の初期値をソフトリセット信号RSTに応答して出力できる。すなわち、論理回路22の後段の論理回路は、ソフトリセット信号RSTに基づくリセットタイミングより前にクロックCLK1が停止したときにも、論理回路22の初期値をリセット回路14から受けることができる。
Thereby, the output selection unit OSEL2 responds to the soft reset signal RST with the initial value of the output signal q1 of the
クロックCLK1の供給が再開したときには、フリップフロップ回路FF1の出力信号sel_outは、例えば、論理回路22を有効にするためのイネーブル信号ENINが“1”に変化することにより、“0”に変化する。これにより、論理回路22の出力信号q1は、出力信号DOUTとして、論理回路22の後段の論理回路に出力される。
When the supply of the clock CLK1 is resumed, the output signal sel_out of the flip-flop circuit FF1 changes to “0”, for example, when the enable signal ENIN for enabling the
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。 From the above detailed description, features and advantages of the embodiments will become apparent. This is intended to cover the features and advantages of the embodiments described above without departing from the spirit and scope of the claims. Further, any person having ordinary knowledge in the technical field should be able to easily come up with any improvements and modifications, and there is no intention to limit the scope of the embodiments having the invention to those described above. It is also possible to rely on suitable improvements and equivalents within the scope disclosed in.
10、12、14‥リセット回路;20、22、130、140‥論理回路;110‥CPU;120‥クロック制御回路;CNT、CNT2、CNT4‥制御部;ISEL、ISEL2‥入力選択部;OSEL、OSEL2‥出力選択部 10, 12, 14... Reset circuit; 20, 22, 130, 140 Logic circuit; 110 CPU; 120 Clock control circuit; CNT, CNT2, CNT4 Control unit; ISEL, ISEL2 Input selection unit; OSEL, OSEL2 Output selector
Claims (10)
前記論理回路の出力信号を受け、前記論理回路がリセットされたときの前記出力信号の初期値と前記論理回路から受けた前記出力信号とのいずれかを出力する出力選択部と、
前記論理回路をリセットするためのリセット信号を受け、前記出力選択部から前記初期値が前記リセット信号に応答して出力されるように前記出力選択部を制御する制御部と
を備えていることを特徴とするリセット回路。 A reset circuit that resets a logic circuit that operates in synchronization with a clock,
An output selection unit that receives an output signal of the logic circuit and outputs either the initial value of the output signal when the logic circuit is reset and the output signal received from the logic circuit;
A control unit that receives a reset signal for resetting the logic circuit and controls the output selection unit so that the initial value is output from the output selection unit in response to the reset signal. A featured reset circuit.
前記制御部は、前記リセットタイミングで前記出力信号が前記初期値にリセットされていないとき、前記出力信号が前記初期値にリセットされるまで、前記所定値が前記入力選択部から前記論理回路に出力されるように前記入力選択部を制御すること
を特徴とする請求項1記載のリセット回路。 The reset circuit further includes an input selection unit that receives an input signal and outputs either the predetermined value for resetting the logic circuit and the input signal to the logic circuit,
When the output signal is not reset to the initial value at the reset timing, the control unit outputs the predetermined value from the input selection unit to the logic circuit until the output signal is reset to the initial value. The reset circuit according to claim 1, wherein the input selection unit is controlled.
を特徴とする請求項2記載のリセット回路。 The control unit controls the input selection unit so that the input signal is output from the input selection unit to the logic circuit after the output signal is reset to the initial value. 2. The reset circuit according to 2.
を特徴とする請求項1記載のリセット回路。 The control unit controls the output selection unit so that the output signal of the logic circuit is output from the output selection unit when the logic circuit operates in synchronization with the clock. The reset circuit according to claim 1.
を特徴とする請求項1記載のリセット回路。 The control unit controls the output selection unit so that the output signal of the logic circuit is output from the output selection unit when the output signal is reset to the initial value at the reset timing, 2. The reset circuit according to claim 1, wherein when the output signal is not reset to the initial value at a reset timing, the output selection unit is controlled so that the initial value is output from the output selection unit. .
前記論理回路をリセットするリセット回路とを備え、
前記リセット回路は、
前記論理回路の出力信号を受け、前記論理回路がリセットされたときの前記出力信号の初期値と前記論理回路から受けた前記出力信号とのいずれかを出力する出力選択部と、
前記論理回路をリセットするためのリセット信号を受け、前記出力選択部から前記初期値が前記リセット信号に応答して出力されるように前記出力選択部を制御する制御部とを備えていること
を特徴とする半導体装置。 A logic circuit that operates in synchronization with the clock;
A reset circuit for resetting the logic circuit,
The reset circuit is
An output selection unit that receives an output signal of the logic circuit and outputs either the initial value of the output signal when the logic circuit is reset and the output signal received from the logic circuit;
A control unit that receives a reset signal for resetting the logic circuit and controls the output selection unit so that the initial value is output from the output selection unit in response to the reset signal. A featured semiconductor device.
前記制御部は、前記リセットタイミングで前記出力信号が前記初期値にリセットされていないとき、前記出力信号が前記初期値にリセットされるまで、前記所定値が前記入力選択部から前記論理回路に出力されるように前記入力選択部を制御すること
を特徴とする請求項6記載の半導体装置。 The reset circuit further includes an input selection unit that receives an input signal and outputs either the predetermined value for resetting the logic circuit and the input signal to the logic circuit,
When the output signal is not reset to the initial value at the reset timing, the control unit outputs the predetermined value from the input selection unit to the logic circuit until the output signal is reset to the initial value. The semiconductor device according to claim 6, wherein the input selection unit is controlled.
を特徴とする請求項7記載の半導体装置。 The control unit controls the input selection unit so that the input signal is output from the input selection unit to the logic circuit after the output signal is reset to the initial value. 8. The semiconductor device according to 7.
を特徴とする請求項6記載の半導体装置。 The control unit controls the output selection unit so that the output signal of the logic circuit is output from the output selection unit when the logic circuit operates in synchronization with the clock. The semiconductor device according to claim 6.
を特徴とする請求項6記載の半導体装置。 The control unit controls the output selection unit so that the output signal of the logic circuit is output from the output selection unit when the output signal is reset to the initial value at the reset timing, The semiconductor device according to claim 6, wherein when the output signal is not reset to the initial value at a reset timing, the output selection unit is controlled such that the initial value is output from the output selection unit. .
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