JPH04306725A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH04306725A JPH04306725A JP3071306A JP7130691A JPH04306725A JP H04306725 A JPH04306725 A JP H04306725A JP 3071306 A JP3071306 A JP 3071306A JP 7130691 A JP7130691 A JP 7130691A JP H04306725 A JPH04306725 A JP H04306725A
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- JP
- Japan
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- input
- analog signal
- digital signal
- output
- inverter
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、更
に詳しくは、アナログ信号の入力又は出力回路部とデジ
タル信号の入力回路部とが共通の一のポートに接続され
る形式の入出力回路を有する半導体装置に関する。
に詳しくは、アナログ信号の入力又は出力回路部とデジ
タル信号の入力回路部とが共通の一のポートに接続され
る形式の入出力回路を有する半導体装置に関する。
【0002】マイクロコンピュータシステムにおいては
、システムの汎用性を高めるため、アナログ信号及びデ
ジタル信号の何れでも選択的に入力(又は出力)できる
アナログ・デジタル兼用の入出力回路を採用するものが
ある。この選択は、マイクロコンピュータシステムによ
って制御される機器側の仕様によって定まるのが通例で
ある。
、システムの汎用性を高めるため、アナログ信号及びデ
ジタル信号の何れでも選択的に入力(又は出力)できる
アナログ・デジタル兼用の入出力回路を採用するものが
ある。この選択は、マイクロコンピュータシステムによ
って制御される機器側の仕様によって定まるのが通例で
ある。
【0003】
【従来の技術】従来の半導体装置における上記形式の入
出力回路について図3を参照して説明する。同図はマイ
クロコンピュータシステムの回路図の一例である。同図
に示した半導体装置では、入出力回路Pにおいて、I/
Oピンに接続されたパッド部1から入力されたアナログ
信号又はデジタル信号は、アナログ信号入力を受けこの
信号が基準値以上であることを検出してこの旨を出力す
るコンパレータ2と、デジタル信号入力を受けてこれを
次段のインバータ4に出力する入力バッファを成すC−
MOSインバータ3の双方に入力される。双方の入力回
路部の出力は、図示しない選択信号及びアドレスを介し
て導通するゲート5を介してデータバス6に伝達され、
更にデータバス6を経由してCPU7に与えられる。コ
ンパレータ2及びC−MOSインバータ3は夫々、アナ
ログ信号又はデジタル信号の何れが入力されるときにも
、その入力を受けて入力の信号レベルに規定された作動
状態にある。
出力回路について図3を参照して説明する。同図はマイ
クロコンピュータシステムの回路図の一例である。同図
に示した半導体装置では、入出力回路Pにおいて、I/
Oピンに接続されたパッド部1から入力されたアナログ
信号又はデジタル信号は、アナログ信号入力を受けこの
信号が基準値以上であることを検出してこの旨を出力す
るコンパレータ2と、デジタル信号入力を受けてこれを
次段のインバータ4に出力する入力バッファを成すC−
MOSインバータ3の双方に入力される。双方の入力回
路部の出力は、図示しない選択信号及びアドレスを介し
て導通するゲート5を介してデータバス6に伝達され、
更にデータバス6を経由してCPU7に与えられる。コ
ンパレータ2及びC−MOSインバータ3は夫々、アナ
ログ信号又はデジタル信号の何れが入力されるときにも
、その入力を受けて入力の信号レベルに規定された作動
状態にある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のアナログ信号及
びデジタル信号兼用の入出力回路を有する半導体装置の
場合、アナログ信号が入力されるときにおいては、デジ
タル信号の入力回路部であるC−MOSインバータ3は
、このアナログ信号によって規定される作動状態にある
。ところでこのアナログ信号が、例えば0−5V系のC
−MOSインバータ3を構成する各Pチャネル及びNチ
ャネルMOSトランジスタ3A、3Bの双方のしきい値
附近例えば2V附近の信号レベルを有するときには、場
合によって双方のMOSトランジスタ3A、3Bが何れ
も導通してこれらを貫流する貫通電流が流れ、この結果
無駄な電力の消費が生ずるおそれがある。しかし、この
形式の入出力回路を有する半導体装置において従来この
点について問題とされる例は無かった。
びデジタル信号兼用の入出力回路を有する半導体装置の
場合、アナログ信号が入力されるときにおいては、デジ
タル信号の入力回路部であるC−MOSインバータ3は
、このアナログ信号によって規定される作動状態にある
。ところでこのアナログ信号が、例えば0−5V系のC
−MOSインバータ3を構成する各Pチャネル及びNチ
ャネルMOSトランジスタ3A、3Bの双方のしきい値
附近例えば2V附近の信号レベルを有するときには、場
合によって双方のMOSトランジスタ3A、3Bが何れ
も導通してこれらを貫流する貫通電流が流れ、この結果
無駄な電力の消費が生ずるおそれがある。しかし、この
形式の入出力回路を有する半導体装置において従来この
点について問題とされる例は無かった。
【0005】本発明は、上記従来の半導体装置の問題に
鑑み、選択的にアナログ信号又はデジタル信号が入力(
或いは出力)される入出力回路を有する半導体装置にお
いて、アナログ信号が入力又は出力されるときにデジタ
ル信号の入力回路部において電力の無駄な消費が生じな
いよう改良し、もって電力消費の少ない入出力回路を有
する半導体装置を提供することを目的とする。
鑑み、選択的にアナログ信号又はデジタル信号が入力(
或いは出力)される入出力回路を有する半導体装置にお
いて、アナログ信号が入力又は出力されるときにデジタ
ル信号の入力回路部において電力の無駄な消費が生じな
いよう改良し、もって電力消費の少ない入出力回路を有
する半導体装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を達成するための手段】図1は、本発明の一実施
例の半導体装置の回路図である。同図において、1はポ
ートを成すパッド部、2はアナログ信号の入力回路部、
3はデジタル信号の入力回路部、10は選択情報出力手
段、11は入力阻止手段である。
例の半導体装置の回路図である。同図において、1はポ
ートを成すパッド部、2はアナログ信号の入力回路部、
3はデジタル信号の入力回路部、10は選択情報出力手
段、11は入力阻止手段である。
【0007】前記目的を達成するため本発明の半導体装
置は、図1に例示したように、アナログ信号の入力又は
出力回路部(2)とデジタル信号の入力回路部(3)と
が共通の一のポート(1)に接続されて選択的にアナロ
グ信号又はデジタル信号の一つが前記一のポート(1)
に入力又は出力される形式の入出力回路を有する半導体
装置において、前記選択がアナログ信号又はデジタル信
号の何れであるかについての情報を出力する選択情報出
力手段(10)と、前記情報がアナログ信号の選択を示
すとき前記デジタル信号の入力回路部(3)への信号入
力を阻止する入力阻止手段(11)とを設けたことを特
徴とするものである。
置は、図1に例示したように、アナログ信号の入力又は
出力回路部(2)とデジタル信号の入力回路部(3)と
が共通の一のポート(1)に接続されて選択的にアナロ
グ信号又はデジタル信号の一つが前記一のポート(1)
に入力又は出力される形式の入出力回路を有する半導体
装置において、前記選択がアナログ信号又はデジタル信
号の何れであるかについての情報を出力する選択情報出
力手段(10)と、前記情報がアナログ信号の選択を示
すとき前記デジタル信号の入力回路部(3)への信号入
力を阻止する入力阻止手段(11)とを設けたことを特
徴とするものである。
【0008】
【作用】選択情報出力手段は、アナログ信号又はデジタ
ル信号の何れが選択されたかについての情報を出力し、
この情報を受けて入力阻止手段は、入力選択がアナログ
信号の場合にはポートから入力されるアナログ信号がデ
ジタル信号の入力回路部に入力されることを阻止し、こ
の結果デジタル信号の入力回路部においてアナログ信号
の電圧レベルに依存して発生するおそれのある無駄な電
力の消費を防止する。
ル信号の何れが選択されたかについての情報を出力し、
この情報を受けて入力阻止手段は、入力選択がアナログ
信号の場合にはポートから入力されるアナログ信号がデ
ジタル信号の入力回路部に入力されることを阻止し、こ
の結果デジタル信号の入力回路部においてアナログ信号
の電圧レベルに依存して発生するおそれのある無駄な電
力の消費を防止する。
【0009】
【実施例】図面を参照して本発明を更に説明する。図1
のマイクロコンピュータシステムの入出力回路Pでは、
入力ポートを成すパッド部1には、アナログ信号の入力
回路部を成すチョッパ型コンパレータ2の一方の入力と
、デジタル信号の入力回路部を成すインバータ3の入力
とが接続されている。コンパレータ2では、アナログ信
号が他方の入力である基準電圧と比較され、入力アナロ
グ信号が基準電圧以上であれば出力“1”が、基準電圧
未満であれば出力“0”が夫々データバス6に、更にこ
のデータバス6を介してCPU7に伝達される。
のマイクロコンピュータシステムの入出力回路Pでは、
入力ポートを成すパッド部1には、アナログ信号の入力
回路部を成すチョッパ型コンパレータ2の一方の入力と
、デジタル信号の入力回路部を成すインバータ3の入力
とが接続されている。コンパレータ2では、アナログ信
号が他方の入力である基準電圧と比較され、入力アナロ
グ信号が基準電圧以上であれば出力“1”が、基準電圧
未満であれば出力“0”が夫々データバス6に、更にこ
のデータバス6を介してCPU7に伝達される。
【0010】C−MOSインバータ3には入力阻止手段
を成すNチャネルMOSトランジスタ11が直列に接続
され、NチャネルMOSトランジスタ11のゲートには
選択情報出力手段を成すフリップフロップ10の出力が
接続されている。C−MOSインバータ3の出力ノード
n1は、次段の第二のインバータ4の入力に接続される
と共に、PチャネルMOSトランジスタ12のソース・
ドレイン路を介して高電位電源VDDに接続されている
。 PチャネルMOSトランジスタ12のゲートは入力阻止
手段を成す前記NチャネルMOSトランジスタ11のゲ
ートと共通に接続されている。第二のインバータ4の出
力は、アドレス選択及びデジタル信号選択情報を介して
導通するゲート5及びデータバス6を介してCPU7に
与えられる。なお、第二のインバータ4もC−MOSト
ランジスタとして構成されている。
を成すNチャネルMOSトランジスタ11が直列に接続
され、NチャネルMOSトランジスタ11のゲートには
選択情報出力手段を成すフリップフロップ10の出力が
接続されている。C−MOSインバータ3の出力ノード
n1は、次段の第二のインバータ4の入力に接続される
と共に、PチャネルMOSトランジスタ12のソース・
ドレイン路を介して高電位電源VDDに接続されている
。 PチャネルMOSトランジスタ12のゲートは入力阻止
手段を成す前記NチャネルMOSトランジスタ11のゲ
ートと共通に接続されている。第二のインバータ4の出
力は、アドレス選択及びデジタル信号選択情報を介して
導通するゲート5及びデータバス6を介してCPU7に
与えられる。なお、第二のインバータ4もC−MOSト
ランジスタとして構成されている。
【0011】フリップフロップ10は、Dフリップフロ
ップとして構成され、データバス6を介してCPU7か
ら例えばその初期化時点でラッチ信号(アドレス)と共
に選択情報信号が入力される。入力信号として、デジタ
ル信号が選択された場合には選択情報信号としてD端子
に“1”が入力され、またアナログ信号が選択された場
合には同様に“0”が入力される。この結果、フリップ
フロップ10の出力Qは、入力選択がデジタル信号の場
合にはHレベルとなり、またアナログ信号の場合にはL
レベルとなる。
ップとして構成され、データバス6を介してCPU7か
ら例えばその初期化時点でラッチ信号(アドレス)と共
に選択情報信号が入力される。入力信号として、デジタ
ル信号が選択された場合には選択情報信号としてD端子
に“1”が入力され、またアナログ信号が選択された場
合には同様に“0”が入力される。この結果、フリップ
フロップ10の出力Qは、入力選択がデジタル信号の場
合にはHレベルとなり、またアナログ信号の場合にはL
レベルとなる。
【0012】上記構成により、入力選択がアナログ信号
の場合には、NチャネルMOSトランジスタ11はオフ
、PチャネルMOSトランジスタ12はオンとなる。 この結果、C−MOSインバータ3ではその入力の如何
を問わずソース・ドレイン路を流れる電流が阻止され、
、またその出力ノードn1はPチャネルMOSトランジ
スタ12によって高電位電源VDDに導通されHレベル
に維持される。PチャネルMOSトランジスタ12によ
りノードn1が浮動レベルになることが防止され、次段
のインバータ4の入力が浮動してこのインバータに発生
するおそれのある貫通電流が防止される。
の場合には、NチャネルMOSトランジスタ11はオフ
、PチャネルMOSトランジスタ12はオンとなる。 この結果、C−MOSインバータ3ではその入力の如何
を問わずソース・ドレイン路を流れる電流が阻止され、
、またその出力ノードn1はPチャネルMOSトランジ
スタ12によって高電位電源VDDに導通されHレベル
に維持される。PチャネルMOSトランジスタ12によ
りノードn1が浮動レベルになることが防止され、次段
のインバータ4の入力が浮動してこのインバータに発生
するおそれのある貫通電流が防止される。
【0013】入力選択がデジタル信号の場合には、Nチ
ャネルMOSトランジスタ11はオン、PチャネルMO
Sトランジスタ12はオフとなり、C−MOSインバー
タ3はデジタル信号を受けて通常の作動をし、次段の第
二のインバータ4を介してデジタル信号を伝達する。
ャネルMOSトランジスタ11はオン、PチャネルMO
Sトランジスタ12はオフとなり、C−MOSインバー
タ3はデジタル信号を受けて通常の作動をし、次段の第
二のインバータ4を介してデジタル信号を伝達する。
【0014】図1の実施例の変形例として、入力阻止手
段を成すPチャネルMOSトランジスタをC−MOSイ
ンバータ3の電流路と直列にその高電位電源VDD側に
設け、且つNチャネルMOSトランジスタを、そのソー
ス・ドレイン路がノードn1と低電位電源GNDとの間
に配されるように設ける構成も採用できる。 なお、
この場合選択情報の出力が前記とは逆にアナログ信号選
択時にHレベルとして出力されるようにする。
段を成すPチャネルMOSトランジスタをC−MOSイ
ンバータ3の電流路と直列にその高電位電源VDD側に
設け、且つNチャネルMOSトランジスタを、そのソー
ス・ドレイン路がノードn1と低電位電源GNDとの間
に配されるように設ける構成も採用できる。 なお、
この場合選択情報の出力が前記とは逆にアナログ信号選
択時にHレベルとして出力されるようにする。
【0015】図2は第二の実施例の回路図である。この
実施例では、C−MOSインバータ3と直列に接続され
る入力阻止手段として、相互に直列に接続されたPチャ
ネルMOSトランジスタ11A及びNチャネルMOSト
ランジスタ11Bを設け、相互の直列接続点を出力ノー
ドn2とし、更にPチャネルMOSトランジスタ11A
のゲートを制御する第三のインバータ13を配すること
で、双方のMOSトランジスタ11A、11Bをアナロ
グ信号の選択時にオフとしている。また、第二のインバ
ータ4と逆並列に第四のインバータ14を備えている。 第四のインバータ14は、オン抵抗の大きなMOSトラ
ンジスタから構成されており、第二のインバータ4と共
にラッチ回路の機能を果すものである。
実施例では、C−MOSインバータ3と直列に接続され
る入力阻止手段として、相互に直列に接続されたPチャ
ネルMOSトランジスタ11A及びNチャネルMOSト
ランジスタ11Bを設け、相互の直列接続点を出力ノー
ドn2とし、更にPチャネルMOSトランジスタ11A
のゲートを制御する第三のインバータ13を配すること
で、双方のMOSトランジスタ11A、11Bをアナロ
グ信号の選択時にオフとしている。また、第二のインバ
ータ4と逆並列に第四のインバータ14を備えている。 第四のインバータ14は、オン抵抗の大きなMOSトラ
ンジスタから構成されており、第二のインバータ4と共
にラッチ回路の機能を果すものである。
【0016】入力回路がデジタル信号入力の選択下で使
用されているとき、第二のインバータ4の出力ノードn
3が例えばHレベルにあったとし且つデジタル信号が論
理“L”になったときには、ノードn3のHレベルによ
り第四のインバータのNチャネルトMOSランジスタが
オンとなり、このMOSトランジスタと、デジタル信号
入力の論理からオンとなるPチャネルMOSトランジス
タ3A、及びデジタル信号選択によりフリップフロップ
10からの出力QでオンとなるPチャネルMOSトラン
ジスタ11Aとで直列回路を形成し、ノードn2は各ト
ランジスタのオン抵抗の分圧比で定まる電圧レベルとな
る。
用されているとき、第二のインバータ4の出力ノードn
3が例えばHレベルにあったとし且つデジタル信号が論
理“L”になったときには、ノードn3のHレベルによ
り第四のインバータのNチャネルトMOSランジスタが
オンとなり、このMOSトランジスタと、デジタル信号
入力の論理からオンとなるPチャネルMOSトランジス
タ3A、及びデジタル信号選択によりフリップフロップ
10からの出力QでオンとなるPチャネルMOSトラン
ジスタ11Aとで直列回路を形成し、ノードn2は各ト
ランジスタのオン抵抗の分圧比で定まる電圧レベルとな
る。
【0017】上記電圧レベルは、第四のインバータ14
のNチャネルMOSトランジスタの高いオン抵抗のため
Hレベルに近い電位レベルとなり、このためノードn3
は、第二のインバータ4の作用によりLレベルとなり、
更に第四のインバータの作用のためノードn2は正規の
Hレベルとなる。なお、デジタル信号の論理レベル並び
にノードn3のレベルが夫々上記と異なる電圧レベルに
あったときには、第四のインバータのPチャネルMOS
トランジスタとNチャネルMOSトランジスタ3B、1
1Bとの作用により上記と同様に正規の信号レベルにラ
ッチされる。
のNチャネルMOSトランジスタの高いオン抵抗のため
Hレベルに近い電位レベルとなり、このためノードn3
は、第二のインバータ4の作用によりLレベルとなり、
更に第四のインバータの作用のためノードn2は正規の
Hレベルとなる。なお、デジタル信号の論理レベル並び
にノードn3のレベルが夫々上記と異なる電圧レベルに
あったときには、第四のインバータのPチャネルMOS
トランジスタとNチャネルMOSトランジスタ3B、1
1Bとの作用により上記と同様に正規の信号レベルにラ
ッチされる。
【0018】また、アナログ信号選択時において、入力
阻止手段を成すMOSトランジスタ11A、11Bがオ
フしても、双方のインバータ4、14の正帰還作用を介
してノードn2、n3はHレベル又はLレベルのいずれ
かに維持され、例えば第二のインバータ4のしきい値附
近でノードn2の電圧レベルが浮動してインバータ4に
貫通電流が流れることを防止する。
阻止手段を成すMOSトランジスタ11A、11Bがオ
フしても、双方のインバータ4、14の正帰還作用を介
してノードn2、n3はHレベル又はLレベルのいずれ
かに維持され、例えば第二のインバータ4のしきい値附
近でノードn2の電圧レベルが浮動してインバータ4に
貫通電流が流れることを防止する。
【0019】上記各実施例は例示の目的で示したもので
あり、例えば選択情報出力手段は、フリップフロップに
限られるものではなく、他の記憶手段に代え或いは単に
選択情報信号を出力する手段で足りる。また同様に入力
阻止手段も周知の他の回路で代替可能である。更に、各
実施例では何れもアナログ信号の入力回路部とデジタル
信号の入力回路部とが共通の一のポートに接続される例
を示したが、アナログ信号の出力回路部と、デジタル信
号の入力回路部とが共通の一のポートに接続される入出
力回路を有する半導体装置も同様に本発明の半導体装置
に含まれる。
あり、例えば選択情報出力手段は、フリップフロップに
限られるものではなく、他の記憶手段に代え或いは単に
選択情報信号を出力する手段で足りる。また同様に入力
阻止手段も周知の他の回路で代替可能である。更に、各
実施例では何れもアナログ信号の入力回路部とデジタル
信号の入力回路部とが共通の一のポートに接続される例
を示したが、アナログ信号の出力回路部と、デジタル信
号の入力回路部とが共通の一のポートに接続される入出
力回路を有する半導体装置も同様に本発明の半導体装置
に含まれる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置によると、アナログ信号入力選択時にはデジタル信号
入力回路部への信号入力を阻止するので、デジタル信号
の入力回路部にアナログ信号が入力してその信号電圧レ
ベルに依存してデジタル信号の入力回路部に貫通電流が
流れて無駄な電力の消費が生ずるおそれを防止できるた
め、半導体装置の電力消費を低減できたという顕著な効
果を奏する。
置によると、アナログ信号入力選択時にはデジタル信号
入力回路部への信号入力を阻止するので、デジタル信号
の入力回路部にアナログ信号が入力してその信号電圧レ
ベルに依存してデジタル信号の入力回路部に貫通電流が
流れて無駄な電力の消費が生ずるおそれを防止できるた
め、半導体装置の電力消費を低減できたという顕著な効
果を奏する。
【図1】本発明の第一の実施例の回路図である。
【図2】本発明の第二の実施例の回路図である。
【図3】従来の回路図である。
1 パッド部
2 コンパレタ
3、4、13、14 インバータ
6 データバス
7 CPU
Claims (1)
- 【請求項1】アナログ信号の入力又は出力回路部(2)
とデジタル信号の入力回路部(3)とが共通の一のポー
ト(1)に接続されて選択的にアナログ信号又はデジタ
ル信号の一つが前記一のポート(1)に入力又は出力さ
れる形式の入出力回路を有する半導体装置において、前
記選択がアナログ信号又はデジタル信号の何れであるか
についての情報を出力する選択情報出力手段(10)と
、前記情報がアナログ信号の選択を示すとき前記デジタ
ル信号の入力回路部(3)への信号入力を阻止する入力
阻止手段(11)とを設けたことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071306A JPH04306725A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071306A JPH04306725A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04306725A true JPH04306725A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=13456820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3071306A Pending JPH04306725A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04306725A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007500045A (ja) * | 2003-07-25 | 2007-01-11 | マシモ・コーポレイション | 多目的センサポート |
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-
1991
- 1991-04-04 JP JP3071306A patent/JPH04306725A/ja active Pending
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