JPH07321629A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH07321629A
JPH07321629A JP11241694A JP11241694A JPH07321629A JP H07321629 A JPH07321629 A JP H07321629A JP 11241694 A JP11241694 A JP 11241694A JP 11241694 A JP11241694 A JP 11241694A JP H07321629 A JPH07321629 A JP H07321629A
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JP
Japan
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buffer
output
output signal
tri
output buffer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11241694A
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English (en)
Inventor
Satoshi Furukawa
聡 古川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価にして高信頼性化を図る。 【構成】 論理処理を行った出力信号Sを外部出力信号
OUT として出力する出力バッファを備える半導体装置
1において、出力信号に並列に接続する複数のトライス
テート出力バッファ11,12,13と、複数のトライ
ステート出力バッファの中の1つのトライステート出力
バッファのみを選択して活性化するセレクタ15と、出
力信号と外部出力信号との比較を行い不一致が発生する
とセレクタに切り換えを要求する比較器14とを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、出力バッファの高信頼
性を可能とした半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体装置の進歩はめざましく、
アナログ専用の集積回路、デジタル専用の集積回路、ア
ナログ・デジタル混成集積回路など、様々な半導体装置
が実用化され使用されている。また、近年の半導体装置
の品質の向上もめざましく故障の確率も低いものと成っ
ている。しかしながら、故障は皆無に成ったわけではな
く、半導体装置の運用中の故障で比較的多いものとし
て、出力バッファの故障があげられる。これは、出力バ
ッファは入力バッファと同様にインタフェース部とてし
外部装置に直接的に接続される部位であるので、プリン
ト配線基板などへの実装時にあっては熱的・機械的なス
トレスがかかると共に、実動作時にあってもサージ電圧
などの電気的ストレスがかかることに起因する。
【0003】そのため、従来の集積回路や大規模集積回
路などの半導体装置を各種実装して構成したシステム装
置にあっては、該システム装置の高信頼性を実現するた
めに、各種半導体装置(集積回路や大規模集積回路な
ど)を実装して構成したユニット装置をバックアップ用
に重複して用意し、前記ユニット装置が故障すると直ち
にバックアップ用のユニット装置に切り替えることを行
っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集積回
路や大規模集積回路などの半導体装置自信の信頼性の無
さを克服するために、同じユニット装置や同じ半導体装
置を重複して設けておき、万が一の故障時にはバックア
ップ用のユニット装置や半導体装置に切り替えてシステ
ム装置を運用するということは、バックアップ用のユニ
ット装置や半導体装置の全体をそっくり重複して装備す
ることであるので、システム装置全体が大型化すると共
にバックアップへの切り換えが煩雑になり、コストが嵩
むと共にバックアップへ切り換えるための時間がかなり
かかるという問題点があった。
【0005】本発明は上記の問題点を解決するために成
されたもので、その目的とするところは、安価にして信
頼性の高いシステム装置の実現を可能にする半導体装置
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、論理処理を行った出力信号を外部出力信
号として出力する出力バッファを備える半導体装置にお
いて、前記出力信号に並列に接続する複数のトライステ
ート出力バッファと、前記複数のトライステート出力バ
ッファの中の1つのトライステート出力バッファのみを
選択して活性化するセレクタと、前記出力信号と前記外
部出力信号との比較を行い不一致が発生すると前記セレ
クタに切り換えを要求する比較器とを設けたことを特徴
とする。
【0007】
【作用】以上のように構成したことにより、論理処理を
行った出力信号は、セレクタにより選択され活性化され
ているトライステート出力バッファを介して、外部出力
信号として外部負荷へ出力される。しかし、選択され活
性化されているトライステート出力バッファが故障する
と、前記出力信号と前記外部出力信号とに狂いが生じ
る。例えば、出力信号がHighのときには外部出力信号も
Highになるという関係にされているにもかかわらず、出
力信号がHighであるのに外部出力信号はLowであるとい
うような狂いを生じる。
【0008】すると、比較器は、前述の狂いを検出す
る。そして、前述の狂いを検出した比較器は、活性化す
るトライステート出力バッファを次のトライステート出
力バッファに変更するよう、セレクタに対して切り換え
要求を行う。すると、切り換え要求されたセレクタは、
故障したトライステート出力バッファを不活性化すると
共に、次の正常なトライステート出力バッファを活性化
する。すると、故障したトライステート出力バッファは
電気的に切り離されるとともに、次の正常なトライステ
ート出力バッファが活性化される。つまり、前記出力信
号は該正常なトライステート出力バッファを介して正常
な外部出力信号として外部負荷へ出力される。従って、
出力バッファの見かけ上の信頼性は向上するのである。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の一実施例を
図1に基づいて詳細に説明する。図1は半導体装置の要
部を説明するブロック図である。図1に示すように、半
導体装置1は、内部に、本来の処理回路部10と、複数
のトライステート出力バッファ11,12,13と、比
較器14と、セレクタ15と、入力バッファ16とを備
えている。
【0010】処理回路部10は、半導体装置1の本来の
機能であるところの例えば電気的変換処理(A/D変換
など)や演算処理などを実行する部分である。トライス
テート出力バッファ11,12,13は、処理回路部1
0から出力される出力信号Sを外部負荷(図示せず)に
適する外部出力信号に変換した上で出力するという通常
の出力バッファとしての機能(データ授受のための電圧
レベルの整合やインピーダンスの整合をとる機能)を有
する入力部と出力部とを備えると共にその他にゲート部
を備えるものであり、例えば、該ゲート部の電圧をHigh
にすると出力バッファは活性化して出力信号Sが外部出
力信号SOUT として外部負荷に伝達されるものの、前記
ゲート部の電圧をLow にすると出力バッファが不活性化
して出力インピーダンスが極端に高くなり、半導体装置
1内部の出力信号Sを外部負荷へ伝達することのできな
い、実質的に電気的に切り離された状態になるものであ
る。
【0011】比較器14は、前記出力信号Sと、前記外
部出力信号SOUT に応じた信号とを受けて相互に比較
し、前記出力信号Sと前記外部出力信号SOUT に応じた
信号とのHigh・Low 関係が予め定められた関係(例え
ば、出力信号SがHighであるきは外部出力信号SOUT
Highであるとか、あるいは、出力信号SがHighであるき
は外部出力信号SOUT はLow であるというような所定の
関係)にあるか否かを判断し、予め定められた関係とは
異なる関係を生じた場合は、例えば現在活性化している
トライステート出力バッファ11に代えてトライステー
ト出力バッファ12を活性化するよう、すなわち、トラ
イステート出力バッファ11のゲート部はLow にしてト
ライステート出力バッファ12のゲート部はHighにする
よう、セレクタ15に指示するものである。
【0012】セレクタ15は、比較器14からの切り換
え要求がある毎に順次活性化するトライステート出力バ
ッファを切り換えるものであり、例えばトライステート
出力バッファ11を活性化しているのであれば、比較器
14からの切り換え要求があると、トライステート出力
バッファ11を不活性化すると共にトライステート出力
バッファ12を活性化するよに、すなわち、トライステ
ート出力バッファ11のゲート部をLow にしてトライス
テート出力バッファ12のゲート部をHighにするように
されている。また、入力バッファ16は、前記外部出力
信号SOUT を受けて、比較器14の入力に適する電圧信
号に変換する部分である。
【0013】上述のような半導体装置1を構成する各要
素は、次のように接続されている。すなわち、処理回路
部10の出力信号Sの出力部は、トライステート出力バ
ッファ11,12,13のそれぞれの入力部と、比較器
14の一方の入力部とに接続する。トライステート出力
バッファ11の出力部は半導体装置1の出力ピンP
1に、トライステート出力バッファ12の出力部は半導
体装置1の出力ピンP2 に、トライステート出力バッフ
ァ13の出力部は半導体装置1の出力ピンP3 にそれぞ
れ接続する。出力ピンP1 と出力ピンP2 と出力ピンP
3 とは、それぞれ一括して接続すると共に、外部負荷と
半導体装置1の入力ピンP4 とに接続する。入力バッフ
ァ16の入力部は入力ピンP4 に接続し、入力バッファ
16の出力部は比較器14の他方の入力部に接続する。
比較器14の出力部はセレクタ15の入力部に接続す
る。セレクタ15の第1出力部はトライステート出力バ
ッファ11のゲート部に、セレクタ15の第2出力部は
トライステート出力バッファ12のゲート部に、セレク
タ15の第3出力部はトライステート出力バッファ13
のゲート部にそれぞれ接続する。
【0014】上述のように構成される半導体装置1は次
のように動作する。すなわち、使用開始の当初にあって
は、セレクタ15はトライステート出力バッファ11,
12,13の中のトライステート出力バッファ11のみ
を活性化している。従って、当初にあっては、処理回路
部10の出力する出力信号Sは、トライステート出力バ
ッファ11により外部負荷に適する電圧信号に変換さ
れ、出力ピンP1 を介して外部出力信号SOUT として外
部負荷に印加される。同時に、該外部出力信号S OUT
入力ピンP4 に印加され、入力バッファ16を介して、
比較器14の他方の入力部に達する。
【0015】そこで、トライステート出力バッファ11
が正常に動作していれば、比較器14の一方の入力部に
入力される出力信号Sと、比較器14の他方の入力部に
入力バッファ16を介して入力される信号との間には予
め定められた関係が成立するので、比較器14はセレク
タ15に対して切り換え要求信号は出力しない。
【0016】しかし、トライステート出力バッファ11
が何らかの原因で故障したとすると、出力信号Sと外部
出力信号SOUT との間には所定の関係が成立しなくな
る。すなわち、比較器14の一方の入力部に入力される
出力信号Sと、比較器14の他方の入力部に入力バッフ
ァ16を介して入力される信号との間には、予め定めら
れた関係が成立しなくなる。そこで、比較器14はセレ
クタ15に対して切り換え要求信号を出力する。する
と、セレクタ15は、セレクタ15の第1出力部の出力
をHigh→Low に変化すると共にセレクタ15の第2出力
部の出力をLow →Highに変化し、トライステート出力バ
ッファ11を不活性化すると共にトライステート出力バ
ッファ12を活性化する。
【0017】すると、トライステート出力バッファ12
が正常に動作するものであれば、外部負荷および入力ピ
ンP4 には、出力信号Sにより一意的に定まる正常な外
部出力信号SOUT が印加されることになり、比較器14
はセレクタ15に対して切り換え要求信号を出力するこ
とはなく、トライステート出力バッファ12のみが活性
化された状態が持続する。しかし、トライステート出力
バッファ12が故障すると、前述のトライステート出力
バッファ11の故障した場合と同様に、比較器14はセ
レクタ15に対して切り換え要求信号を出力する。する
と、セレクタ15は、セレクタ15の第2出力部の出力
をHigh→Low に変化すると共にセレクタ15の第3出力
部の出力をLow →Highに変化し、トライステート出力バ
ッファ12を不活性化すると共にトライステート出力バ
ッファ13を活性化する。
【0018】そこで、トライステート出力バッファ13
が正常に動作するものであれば、外部負荷および入力ピ
ンP4 には、出力信号Sにより一意的に定まる正常な外
部出力信号SOUT が印加されることになり、比較器14
はセレクタ15に対して切り換え要求信号を出力するこ
とはなく、トライステート出力バッファ13のみが活性
化された状態が持続する。
【0019】すなわち、上述の説明からも明らかのよう
に、上述のように構成される半導体装置1にあっては、
3個のトライステート出力バッファ11,12,13が
出力信号Sに対して並列に挿入されており、当初はトラ
イステート出力バッファ11のみが活性化されており、
トライステート出力バッファ11が故障するとトライス
テート出力バッファ11は不活性化されると共にトライ
ステート出力バッファ12が活性化されて、半導体装置
1としては正常動作を行い得る。更に、トライステート
出力バッファ12が故障すると、トライステート出力バ
ッファ12は不活性化されると共にトライステート出力
バッファ13が活性化されて、半導体装置1としては正
常動作を行い得る。つまり、該半導体装置1の出力バッ
ファの見かけ上の信頼性は3倍向上することになる。し
かも、複数のトライステート出力バッファ11,12,
13と比較器14とセレクタ15とを、半導体装置1の
内部に形成することは、通常の大規集積回路全体のコス
トに比べれば、それほどのコストアップにはならないこ
とが多い。
【0020】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、図2に示すように、図1における出力ピン
1,2,3 および入力ピンP4 を、1本のピンPにま
とめても良いことはいうまでもない。また、出力信号S
に対して並列に挿入するトライステート出力バッファの
数を多くすればするほど、半導体装置1の出力バッファ
の見かけ上の信頼性は向上する。
【0021】また、上述したような半導体装置は、例え
ば、出力バッファが故障すると直ちに全点灯(100%
点灯)や全消灯(0%点灯)の異常状態になって、全点
灯時の過電流による火災や全消灯時のパニック状態など
の大惨事の生じる恐れのある、劇場用照明の明暗調光制
御のための位相制御回路などに採用すると非常に効果的
である。
【0022】
【発明の効果】本発明の半導体装置は上述のように構成
したものであるから、半導体装置の最も故障し易い部位
の一つである出力バッファを、見かけ上ではあるものの
高信頼性化することが可能であり、ひいては、従来のよ
うに、集積回路や大規模集積回路などの半導体装置自信
の信頼性の無さをカバーするために、コストが嵩むにも
かかわらず同じユニット装置や同じ半導体装置を重複し
て設けておき、万が一の故障時には、バックアップ用の
ユニット装置や半導体装置に時間を費やしながら切り替
えてシステム装置を復旧させるようなことをしなくても
良く、安価にして高信頼性のシステム装置の実現を可能
にする優れた半導体装置が提供できるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の一実施例の要部を示
すブロック図である。
【図2】他の実施例の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 半導体装置 11 トライステート出力バッファ 12 トライステート出力バッファ 13 トライステート出力バッファ 14 比較器 15 セレクタ S 出力信号 SOUT 外部出力信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年8月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集積回
路や大規模集積回路などの半導体装置自の信頼性の無
さを克服するために、同じユニット装置や同じ半導体装
置を重複して設けておき、万が一の故障時にはバックア
ップ用のユニット装置や半導体装置に切り替えてシステ
ム装置を運用するということは、バックアップ用のユニ
ット装置や半導体装置の全体をそっくり重複して装備す
ることであるので、システム装置全体が大型化すると共
にバックアップへの切り換えが煩雑になり、コストが嵩
むと共にバックアップへ切り換えるための時間がかなり
かかるという問題点があった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】比較器14は、前記出力信号Sと、前記外
部出力信号SOUT に応じた信号とを受けて相互に比較
し、前記出力信号Sと前記外部出力信号SOUT に応じた
信号とのHigh・Low 関係が予め定められた関係(例え
ば、出力信号SがHighであるきは外部出力信号SOUT
もHighであるとか、あるいは、出力信号SがHighである
きは外部出力信号SOUT はLow であるというような所
定の関係)にあるか否かを判断し、予め定められた関係
とは異なる関係を生じた場合は、例えば現在活性化して
いるトライステート出力バッファ11に代えてトライス
テート出力バッファ12を活性化するよう、すなわち、
トライステート出力バッファ11のゲート部はLow にし
てトライステート出力バッファ12のゲート部はHighに
するよう、セレクタ15に指示するものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【発明の効果】本発明の半導体装置は上述のように構成
したものであるから、半導体装置の最も故障し易い部位
の一つである出力バッファを、見かけ上ではあるものの
高信頼性化することが可能であり、ひいては、従来のよ
うに、集積回路や大規模集積回路などの半導体装置自
の信頼性の無さをカバーするために、コストが嵩むにも
かかわらず同じユニット装置や同じ半導体装置を重複し
て設けておき、万が一の故障時には、バックアップ用の
ユニット装置や半導体装置に時間を費やしながら切り替
えてシステム装置を復旧させるようなことをしなくても
良く、安価にして高信頼性のシステム装置の実現を可能
にする優れた半導体装置が提供できるという効果を奏す
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 論理処理を行った出力信号を外部出力信
    号として出力する出力バッファを備える半導体装置にお
    いて、前記出力信号に並列に接続する複数のトライステ
    ート出力バッファと、前記複数のトライステート出力バ
    ッファの中の1つのトライステート出力バッファのみを
    選択して活性化するセレクタと、前記出力信号と前記外
    部出力信号との比較を行い不一致が発生すると前記セレ
    クタに切り換えを要求する比較器とを設けたことを特徴
    とする半導体装置。
JP11241694A 1994-05-26 1994-05-26 半導体装置 Withdrawn JPH07321629A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11241694A JPH07321629A (ja) 1994-05-26 1994-05-26 半導体装置

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JP11241694A JPH07321629A (ja) 1994-05-26 1994-05-26 半導体装置

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JPH07321629A true JPH07321629A (ja) 1995-12-08

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ID=14586107

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JP11241694A Withdrawn JPH07321629A (ja) 1994-05-26 1994-05-26 半導体装置

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JP (1) JPH07321629A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002049111A1 (de) * 2000-12-13 2002-06-20 Infineon Technologies Ag Elektrische schaltung mit redundanzeinheiten, die eine erhöhte langzeitstabilitäat aufweisen
JP2009164730A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Nec Corp クロック伝搬回路

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002049111A1 (de) * 2000-12-13 2002-06-20 Infineon Technologies Ag Elektrische schaltung mit redundanzeinheiten, die eine erhöhte langzeitstabilitäat aufweisen
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Effective date: 20010731