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JP7629267B2 - Semiconductor device, power supply management circuit, and electronic device - Google Patents
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Description

本発明は、A/Dコンバータを備える半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device equipped with an A/D converter.

さまざまな電子機器において、内部回路の電気的状態や電子機器の物理的状態をデジタル信号処理するために、これらの状態を表すアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータが用いられる。 In various electronic devices, A/D converters are used to convert analog signals representing the electrical state of the internal circuits and the physical state of the electronic device into digital signals for digital signal processing.

図1は、A/Dコンバータを備える半導体装置10のブロック図である。半導体装置10は、プロセッサ4とともに電子機器2に搭載される。半導体装置10は、A/Dコンバータ12、ロジック回路14、インタフェース回路16を含む。A/Dコンバータ12は、外部から入力される、あるいは半導体装置10の内部で生成されるアナログ信号A1をデジタル信号D1に変換する。ロジック回路14は、デジタル信号D1を処理する。処理の結果、得られたデータD2はレジスタに格納され、インタフェース回路16を経由してプロセッサ4からアクセス可能である。 Figure 1 is a block diagram of a semiconductor device 10 equipped with an A/D converter. The semiconductor device 10 is mounted on an electronic device 2 together with a processor 4. The semiconductor device 10 includes an A/D converter 12, a logic circuit 14, and an interface circuit 16. The A/D converter 12 converts an analog signal A1, which is input from the outside or generated inside the semiconductor device 10, into a digital signal D1. The logic circuit 14 processes the digital signal D1. Data D2 obtained as a result of the processing is stored in a register and can be accessed by the processor 4 via the interface circuit 16.

A/Dコンバータ12に高い分解能が求められる用途では、温度変化に起因するオフセット量が変換結果に大きく影響する。そこでロジック回路14は、プロセッサ4からの校正指示を受信すると、A/Dコンバータ12に対して、校正動作の実行を指示する。 In applications where high resolution is required for the A/D converter 12, the offset caused by temperature changes significantly affects the conversion results. Therefore, when the logic circuit 14 receives a calibration instruction from the processor 4, it instructs the A/D converter 12 to perform a calibration operation.

たとえばプロセッサ4は、温度を監視し、許容できない温度変動が生じたことを条件として、半導体装置10に校正指示を出力する。 For example, the processor 4 monitors the temperature and outputs a calibration instruction to the semiconductor device 10 if an unacceptable temperature fluctuation occurs.

特開2014-230012号公報JP 2014-230012 A

図1の回路システムでは、電子機器2の動作状態にかかわらず、常時、プロセッサ4は、温度を監視し続けなければならない。したがって、プロセッサ4を、停止(スリープ、サスペンド、スタンバイ)させることができず、低消費電力化を阻害する一因となっていた。 In the circuit system of FIG. 1, the processor 4 must constantly monitor the temperature regardless of the operating state of the electronic device 2. Therefore, the processor 4 cannot be stopped (sleep, suspend, standby), which is one of the factors that hinders low power consumption.

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、システムを低消費電力化することが可能は半導体装置の提供にある。 The present invention has been made in consideration of these problems, and one exemplary purpose of one aspect of the present invention is to provide a semiconductor device that can reduce the power consumption of a system.

本発明のある態様は、プロセッサとともに使用される半導体装置に関する。半導体装置は、オシレータと、校正可能に構成されたA/Dコンバータと、オシレータの出力を利用したカウント動作により、A/Dコンバータに定期的に校正のトリガを与えるロジック回路と、を備える。 One aspect of the present invention relates to a semiconductor device used with a processor. The semiconductor device includes an oscillator, an A/D converter configured to be calibrated, and a logic circuit that periodically triggers the A/D converter to be calibrated by a counting operation using the output of the oscillator.

本発明の別の態様は、電源管理回路である。電源管理回路は、バッテリからの電圧を受け、プロセッサに供給すべき電源電圧を生成する電源回路と、バッテリに流れる電流をデジタル値に変換し、かつ校正可能に構成されたA/Dコンバータと、常時動作するリアルタイムクロックと、リアルタイムクロックの出力を利用したカウント動作を行い、A/Dコンバータに第1周期でA/D変換のトリガを与えるとともに、A/Dコンバータに、第1周期より長い第2周期で校正のトリガを与えるロジック回路と、を備える。 Another aspect of the present invention is a power management circuit that includes a power supply circuit that receives a voltage from a battery and generates a power supply voltage to be supplied to a processor, an A/D converter that converts a current flowing through the battery into a digital value and is configured to be calibrated, a real-time clock that operates continuously, and a logic circuit that performs a counting operation using an output of the real-time clock, triggers the A/D converter to perform A/D conversion in a first period, and triggers the A/D converter to perform calibration in a second period longer than the first period.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 In addition, any combination of the above components or mutual substitution of the components or expressions of the present invention between methods, devices, systems, etc. are also valid aspects of the present invention.

本発明によれば、消費電力を低減できる。 The present invention can reduce power consumption.

A/Dコンバータを備える半導体装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor device including an A/D converter. 実施の形態に係る半導体装置を備える電子機器のブロック図である。1 is a block diagram of an electronic device including a semiconductor device according to an embodiment. 図2の半導体装置の動作を説明するタイムチャートである。3 is a time chart illustrating the operation of the semiconductor device of FIG. 2 . 電源管理回路のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a power management circuit. 第1変形例に係る半導体装置を備える電子機器のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of an electronic device including a semiconductor device according to a first modification.

(実施の形態の概要)
本明細書に開示される一実施の形態は、半導体装置に関する。半導体装置は、プロセッサとともに使用される。半導体装置は、常時発振するオシレータと、校正可能に構成されたA/Dコンバータと、オシレータの出力を利用したカウント動作により、A/Dコンバータに定期的に校正のトリガを与えるロジック回路と、を備える。
(Overview of the embodiment)
An embodiment disclosed in this specification relates to a semiconductor device. The semiconductor device is used together with a processor. The semiconductor device includes an oscillator that constantly oscillates, an A/D converter that is configured to be capable of being calibrated, and a logic circuit that periodically triggers calibration of the A/D converter by a counting operation using an output of the oscillator.

この実施の形態によれば、半導体装置自体が内蔵するオシレータを利用して、定期的にA/Dコンバータの校正を実施するため、プロセッサによる校正条件の判定が不要となる。したがって、プロセッサによる処理が不要な状況ではプロセッサを停止させることが可能となり、消費電力を低減できる。 According to this embodiment, the semiconductor device itself uses an oscillator built into it to periodically calibrate the A/D converter, eliminating the need for the processor to determine calibration conditions. This makes it possible to stop the processor when processing by the processor is not required, thereby reducing power consumption.

ロジック回路は、オシレータの出力にもとづく所定の周期のタイミング信号を受け、タイミング信号に応じてA/DコンバータにA/D変換のトリガを与えるとともに、タイミング信号を所定数カウントするたびに、A/Dコンバータに校正のトリガを与えてもよい。A/D変換動作と校正を共通の信号にもとづいて管理することで、回路構成を簡素化できる。 The logic circuit receives a timing signal with a predetermined period based on the output of the oscillator, triggers the A/D converter to perform A/D conversion in response to the timing signal, and may also trigger the A/D converter to perform calibration each time it counts a predetermined number of timing signals. By managing the A/D conversion operation and calibration based on a common signal, the circuit configuration can be simplified.

所定数を外部から設定可能であってもよい。これにより、半導体装置の用途に応じて、校正の頻度を最適化できる。 The predetermined number may be externally configurable. This allows the frequency of calibration to be optimized depending on the application of the semiconductor device.

半導体装置は、RTC(Real Time Clock)回路をさらに備えてもよい。タイミング信号は、RTC回路により生成されてもよい。RTC回路は常時動作する上に、消費電力が非常に小さいため、その出力の用途として、定期的な校正のトリガの生成は好適である。 The semiconductor device may further include an RTC (Real Time Clock) circuit. The timing signal may be generated by the RTC circuit. Since the RTC circuit operates continuously and consumes very little power, a suitable use for its output is to generate periodic calibration triggers.

半導体装置は、半導体装置が組み込まれる機器のバッテリと接続され、A/Dコンバータは、バッテリの電流をデジタル値に変換してもよい。半導体装置は、デジタル値を積算してもよい。これによりバッテリの残量検出が可能となる。 The semiconductor device may be connected to a battery of a device in which the semiconductor device is incorporated, and the A/D converter may convert the battery current into a digital value. The semiconductor device may integrate the digital value. This makes it possible to detect the remaining charge of the battery.

半導体装置は、プロセッサに電源電圧を供給する電源回路をさらに備えてもよい。電源回路は、プロセッサの停止状態において電源電圧の供給を停止してもよい。 The semiconductor device may further include a power supply circuit that supplies a power supply voltage to the processor. The power supply circuit may stop supplying the power supply voltage when the processor is in a stopped state.

A/Dコンバータは、ΔΣ型であってもよい。 The A/D converter may be a ΔΣ type.

(実施の形態)
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
(Embodiment)
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, parts, and processes shown in each drawing are given the same reference numerals, and duplicated descriptions are omitted as appropriate. In addition, the embodiments are illustrative rather than limiting the invention, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。 In this specification, "a state in which component A is connected to component B" includes cases in which component A and component B are physically connected directly, and cases in which component A and component B are indirectly connected via other components that do not substantially affect the electrical connection state between them or impair the function or effect achieved by their combination. Similarly, "a state in which component C is provided between component A and component B" includes cases in which component A and component C, or component B and component C, are directly connected, as well as cases in which component A and component B are indirectly connected via other components that do not substantially affect the electrical connection state between them or impair the function or effect achieved by their combination.

図2は、実施の形態に係る半導体装置100を備える電子機器2のブロック図である。電子機器2は、半導体装置100に加えて、プロセッサ4、バッテリ6を備える。電子機器2の種類は限定されないが、たとえばスマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、電子書籍や火災報知器など、低消費電力が要求される機器が例示される。 FIG. 2 is a block diagram of an electronic device 2 including a semiconductor device 100 according to an embodiment. In addition to the semiconductor device 100, the electronic device 2 includes a processor 4 and a battery 6. The type of electronic device 2 is not limited, but examples include devices that require low power consumption, such as smartphones, tablet terminals, wearable terminals, e-books, and fire alarms.

半導体装置100は、オシレータ110、A/Dコンバータ120、ロジック回路130、インタフェース回路140を備え、ひとつの半導体基板に集積化される。半導体装置100には、バッテリ6からの電圧VBATが、電源として常時給電されている。バッテリ6は、一次電池、二次電池のいずれであってもよい。 The semiconductor device 100 includes an oscillator 110, an A/D converter 120, a logic circuit 130, and an interface circuit 140, which are integrated on a single semiconductor substrate. A voltage V BAT is constantly supplied to the semiconductor device 100 as a power source from a battery 6. The battery 6 may be either a primary battery or a secondary battery.

オシレータ110は、常時発振しており、クロック信号CKを生成する。A/Dコンバータ120は、外部から入力されるアナログ信号A1をデジタル信号D1に変換する。A/Dコンバータ120は、半導体装置10の内部信号を入力としてもよい。 The oscillator 110 oscillates constantly and generates a clock signal CK. The A/D converter 120 converts an analog signal A1 input from the outside into a digital signal D1. The A/D converter 120 may also receive an internal signal from the semiconductor device 10 as input.

ロジック回路14は、デジタル信号D1を処理する。処理の結果、得られたデータD2はレジスタに格納され、インタフェース回路140を経由してプロセッサ4からアクセス可能である。 The logic circuit 14 processes the digital signal D1. The data D2 obtained as a result of the processing is stored in a register and can be accessed by the processor 4 via the interface circuit 140.

A/Dコンバータ120は、校正可能に構成されている。たとえば校正モードにおいて、A/Dコンバータ120の入力が固定され、そのときの出力がオフセットとして取得される。A/Dコンバータ120が差動入力を備える場合、2入力がショートされて、そのときの出力が取得される。A/Dコンバータの校正方法は、A/Dコンバータの方式に応じて選択すればよい。 The A/D converter 120 is configured to be calibrated. For example, in a calibration mode, the input of the A/D converter 120 is fixed, and the output at that time is obtained as an offset. If the A/D converter 120 has a differential input, the two inputs are shorted, and the output at that time is obtained. The calibration method for the A/D converter may be selected according to the type of the A/D converter.

ロジック回路130は、オシレータ110の出力CKを利用したカウント動作により、一定の時間間隔(校正周期TCAL)で校正信号CALをアサートし、A/Dコンバータ120に定期的に校正のトリガを与える。また、校正周期(第2周期という)よりも短いサンプリング周期T(第1周期)で、サンプリング信号SMPをアサートし、A/Dコンバータ120に、A/D変換の指示を与える。 The logic circuit 130 asserts a calibration signal CAL at regular time intervals (calibration period T CAL ) by a counting operation using the output CK of the oscillator 110, and periodically provides a calibration trigger to the A/D converter 120. In addition, the logic circuit 130 asserts a sampling signal SMP at a sampling period T S (first period) that is shorter than the calibration period (referred to as the second period), and provides an instruction for A/D conversion to the A/D converter 120.

好ましくは半導体装置100は、RTC回路112を含み、時計機能やカレンダー機能を提供する。RTC回路112は、クロック信号CKにもとづいて、現在時刻や日付を更新し続ける。時刻データや日付データは、インタフェース回路140を介してプロセッサ4からアクセス可能である。 The semiconductor device 100 preferably includes an RTC circuit 112 to provide a clock function and a calendar function. The RTC circuit 112 continuously updates the current time and date based on a clock signal CK. The time data and date data are accessible from the processor 4 via the interface circuit 140.

RTC回路112は、1秒ごとにアサートされる信号(タイミング信号という)TMを生成することができる。そこでロジック回路130は、タイミング信号TMを利用して、サンプリング周期および校正周期を生成してもよい。たとえば、サンプリング周期を、タイミング信号TMの周期(すなわち1秒)としてもよい。また校正周期を、タイミング信号TMの周期の所定数N倍としてもよい。Nは、外部から設定可能なパラメータとするとよい。この場合、校正信号CALを、タイミング信号TMをカウントするカウンタによって校正することができる。 The RTC circuit 112 can generate a signal (called a timing signal) TM that is asserted every second. The logic circuit 130 can then use the timing signal TM to generate a sampling period and a calibration period. For example, the sampling period can be the period of the timing signal TM (i.e., 1 second). The calibration period can be a predetermined number N times the period of the timing signal TM. N can be a parameter that can be set externally. In this case, the calibration signal CAL can be calibrated by a counter that counts the timing signal TM.

以上が半導体装置100の構成である。続いてその動作を説明する。図3は、図2の半導体装置100の動作を説明するタイムチャートである。A/Dコンバータ120は、所定のサンプリング周期Tごとにアサートされるサンプリング信号SMPに応答して、アナログ信号A1をデジタル値に変換する。またA/Dコンバータ120は、所定の校正周期TCALごとにアサートされる校正信号CALに応答して、校正モードにセットされ、校正に必要なデジタル値を出力する。 The above is the configuration of the semiconductor device 100. Next, the operation will be described. Fig. 3 is a time chart for explaining the operation of the semiconductor device 100 of Fig. 2. The A/D converter 120 converts the analog signal A1 into a digital value in response to a sampling signal SMP asserted every predetermined sampling period T S. The A/D converter 120 is also set to a calibration mode in response to a calibration signal CAL asserted every predetermined calibration period T CAL , and outputs a digital value required for calibration.

以上が半導体装置100の動作である。この半導体装置100によれば、半導体装置100自体が内蔵するオシレータ110を利用して、定期的にA/Dコンバータ120の校正を実施するため、外部のプロセッサ4による校正条件の判定(たとえば温度の監視)が不要となる。したがって、電子機器2Aが動作していない場合など、プロセッサ4による処理が不要な状況では、プロセッサ4を停止させることが可能となり、消費電力を低減できる。 The above is the operation of the semiconductor device 100. According to this semiconductor device 100, the semiconductor device 100 itself uses the built-in oscillator 110 to periodically calibrate the A/D converter 120, eliminating the need for an external processor 4 to determine calibration conditions (for example, temperature monitoring). Therefore, in situations where processing by the processor 4 is not required, such as when the electronic device 2A is not operating, it is possible to stop the processor 4, thereby reducing power consumption.

なお、ロジック回路130による校正信号CALの生成は、プロセッサ4が停止しているといないとに関わらず、常時行ってもよい。この場合、プロセッサ4側に、校正条件を判定するための処理や回路を組み込む必要がなくなるという利点がある。 The logic circuit 130 may generate the calibration signal CAL at all times, regardless of whether the processor 4 is stopped or not. In this case, there is an advantage that it is not necessary to incorporate processing or circuits for determining the calibration conditions on the processor 4 side.

続いて半導体装置100の用途を説明する。半導体装置100のアーキテクチャは、電源管理回路に好適に用いることができる。図4は、電源管理回路200のブロック図である。電源管理回路200は、プロセッサ4やバッテリ6とともに電子機器2Aに内蔵される。 Next, applications of the semiconductor device 100 will be described. The architecture of the semiconductor device 100 can be suitably used for a power management circuit. FIG. 4 is a block diagram of the power management circuit 200. The power management circuit 200 is built into the electronic device 2A together with the processor 4 and the battery 6.

電源管理回路200は、電子機器2Aにおける電源に関する管理を行うIC(Integrated Circuit)である。 The power management circuit 200 is an IC (Integrated Circuit) that manages the power supply in the electronic device 2A.

電源管理回路200は、上述の半導体装置100と同様の回路ブロック(110,112,120,130,140)に加えて、電源回路210を備える。電源回路210は、DC/DCコンバータやリニアレギュレータを含み、バッテリ電圧VBATを受け、所定の電圧レベルに安定化された電源電圧VDDを生成する。電源電圧VDDは、電圧出力端子(VOUT)からプロセッサ4に供給される。 The power supply management circuit 200 includes a power supply circuit 210 in addition to the same circuit blocks (110, 112, 120, 130, 140) as those of the semiconductor device 100 described above. The power supply circuit 210 includes a DC/DC converter and a linear regulator, receives a battery voltage V BAT , and generates a power supply voltage V DD stabilized to a predetermined voltage level. The power supply voltage V DD is supplied to the processor 4 from a voltage output terminal (VOUT).

電源管理回路200は、プロセッサ4以外の負荷に対して電源電圧を供給する複数の電源回路を備えてもよいが、それらは本発明と関係がないため図示しない。 The power management circuit 200 may include multiple power supply circuits that supply power supply voltages to loads other than the processor 4, but these are not shown in the figure as they are not relevant to the present invention.

電源管理回路200は、バッテリの残量を検出する機能(フューエルゲージ)を備える。残量検出の方式として、バッテリ6に流れる電流IBATを積算するクーロンカウント法がある。電源管理回路200は、クーロンカウント法にもとづいて、バッテリ6から流れ出た電荷量を検出する。 The power management circuit 200 has a function (fuel gauge) for detecting the remaining battery charge. One method for detecting the remaining charge is the coulomb counting method, which integrates the current I BAT flowing through the battery 6. The power management circuit 200 detects the amount of charge flowing out of the battery 6 based on the coulomb counting method.

A/Dコンバータ120は、バッテリ6の電流の検出に用いられる。バッテリ6と直列に、センス抵抗Rsが接続され、センス抵抗Rsには、バッテリ電流IBATに比例した電圧降下VSNSが発生する。電源管理回路200のセンス端子SNSP,SNSNには、電圧降下VSNSに入力される。A/Dコンバータ120は、電圧降下VSNSをデジタル値D1に変換する。A/Dコンバータ120はたとえばΔΣ型が用いられる。 The A/D converter 120 is used to detect the current of the battery 6. A sense resistor Rs is connected in series with the battery 6, and a voltage drop V SNS proportional to the battery current I BAT occurs across the sense resistor Rs. The voltage drop V SNS is input to sense terminals SNSP and SNSN of the power supply management circuit 200. The A/D converter 120 converts the voltage drop V SNS into a digital value D1. For example, a ΔΣ type A/D converter 120 is used.

ロジック回路130は、電流量を示すデジタル値D1を積算するクーロンカウンタ回路132を含み、クーロンカウント値CCを生成する。クーロンカウント値CCは、プロセッサ4からアクセス可能である。クーロンカウンタ回路132はメモリと加算器を含む積算器で構成できる。 The logic circuit 130 includes a coulomb counter circuit 132 that accumulates a digital value D1 indicating the amount of current, and generates a coulomb count value CC. The coulomb count value CC is accessible from the processor 4. The coulomb counter circuit 132 can be configured as an accumulator including a memory and an adder.

A/Dコンバータ120の入力段には、微小な電圧降下VSNSを増幅するセンスアンプが設けられてもよい。 A sense amplifier that amplifies the minute voltage drop V SNS may be provided at the input stage of the A/D converter 120 .

バッテリ6が2次電池である場合、電源管理回路200には、充電回路がさらに集積化される。 If the battery 6 is a secondary battery, a charging circuit is further integrated into the power management circuit 200.

以上が電源管理回路200の構成である。半導体装置100のアーキテクチャを採用することにより、電源管理回路200自身がA/Dコンバータ120を定期的に校正できるため、電子機器2Aの停止状態において、プロセッサ4を停止することができ、消費電力を下げることができる。 The above is the configuration of the power management circuit 200. By adopting the architecture of the semiconductor device 100, the power management circuit 200 itself can periodically calibrate the A/D converter 120, so that when the electronic device 2A is in a stopped state, the processor 4 can be stopped, thereby reducing power consumption.

また、プロセッサ4が停止状態となると、電源管理回路200は電源電圧VDDの供給を停止することができる。すなわち電源回路210の動作を停止できるため、電源管理回路200の消費電力をさらに下げることができる。 Furthermore, when the processor 4 is in a stopped state, the power management circuit 200 can stop the supply of the power supply voltage V DD . In other words, the operation of the power supply circuit 210 can be stopped, so that the power consumption of the power management circuit 200 can be further reduced.

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。 The present invention has been described above based on an embodiment. This embodiment is merely an example, and those skilled in the art will understand that various modifications are possible in the combination of each component and each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. Below, such modifications are described.

(第1変形例)
図5は、第1変形例に係る半導体装置を備える電子機器のブロック図である。第1変形例において、ロジック回路130による校正信号CAL(内部校正信号CALINT)の生成を、プロセッサ4がスリープした状態においてのみ行うこととしてもよい。プロセッサ4が起きている間は、プロセッサ4によって校正条件の判定を行い、校正条件を満たした場合にプロセッサ4から半導体装置100に対して、校正のトリガー(外部校正信号CALEXT)が与えられる。
(First Modification)
5 is a block diagram of an electronic device including a semiconductor device according to the first modification. In the first modification, the logic circuit 130 may generate the calibration signal CAL (internal calibration signal CAL INT ) only when the processor 4 is in a sleep state. While the processor 4 is awake, the processor 4 judges whether or not a calibration condition exists, and when the calibration condition is satisfied, the processor 4 provides a calibration trigger (external calibration signal CAL EXT ) to the semiconductor device 100.

外部校正信号CALEXTは、インタフェース回路140を経由して、A/Dコンバータ120に入力される。A/Dコンバータ120には、外部校正信号CALEXTと内部校正信号CALINTの論理和を与えるようにしてもよい。あるいは、外部校正信号CALEXTは、インタフェース回路140を経由してロジック回路130に入力され、ロジック回路130がA/Dコンバータ120に校正指示を与えるようにしてもよい。 The external calibration signal CAL EXT is input to the A/D converter 120 via the interface circuit 140. The logical sum of the external calibration signal CAL EXT and the internal calibration signal CAL INT may be provided to the A/D converter 120. Alternatively, the external calibration signal CAL EXT may be input to the logic circuit 130 via the interface circuit 140, and the logic circuit 130 may provide a calibration instruction to the A/D converter 120.

多くのアプリケーションにおいて、プロセッサ4は、温度をはじめとする時間以外のさまざまなパラメータ(動作条件)を知ることができる。したがってプロセッサ4は、時間以外のパラメータを考慮して、A/Dコンバータ120を校正すべきタイミングを設定することができる。これにより、内部校正信号CALINTのみにもとづいて校正のタイミングを規定する場合に比べて、より適切な校正を行うことができる。 In many applications, the processor 4 can know various parameters (operating conditions) other than time, such as temperature. Therefore, the processor 4 can set the timing for calibrating the A/D converter 120 by taking into account parameters other than time. This allows for more appropriate calibration than when the calibration timing is determined based only on the internal calibration signal CAL INT .

(第2変形例)
すでに説明した校正周期TCALおよびサンプリング周期Tの長さや、校正信号CALやサンプリング信号SMPの生成方法は例示に過ぎず、A/Dコンバータの監視対象や半導体装置100の用途に応じて定めればよい。
(Second Modification)
The lengths of the calibration period T CAL and the sampling period T S and the methods of generating the calibration signal CAL and the sampling signal SMP already described are merely examples, and may be determined depending on the object to be monitored by the A/D converter and the application of the semiconductor device 100.

サンプリング周期TをM秒(M<N)としてもよい。この場合、サンプリング信号SMPも、1秒ごとにアサートされるタイミング信号をカウントするカウンタで構成することができる。 The sampling period T S may be set to M seconds (M<N). In this case, the sampling signal SMP may also be configured with a counter that counts the timing signal asserted every second.

校正周期TCALを60秒(1分)とする場合、RTC回路112が提供する1分ごとにアサートされるタイミング信号を、校正信号CALとして用いてもよい。また、校正周期TCALをN分とする場合、1分ごとにアサートされるタイミング信号をカウントしてもよい。温度のように緩やかに変化する量を監視対象とする場合、サンプリング周期TをN分としてもよい。 When the calibration period T CAL is 60 seconds (1 minute), a timing signal asserted every minute provided by the RTC circuit 112 may be used as the calibration signal CAL. When the calibration period T CAL is N minutes, the timing signal asserted every minute may be counted. When a slowly changing quantity such as temperature is to be monitored, the sampling period T S may be N minutes.

(第3変形例)
半導体装置100の用途は電源管理ICに限定されない。たとえばA/Dコンバータ120は、温度センサなどさまざまなセンシングデバイスの出力を入力とすることができる。
(Third Modification)
The application of the semiconductor device 100 is not limited to a power management IC. For example, the A/D converter 120 can receive the output of various sensing devices such as a temperature sensor as an input.

実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 The present invention has been described using specific terms based on the embodiments, but the embodiments merely show the principles and applications of the present invention, and many modifications and changes in arrangement are permitted to the embodiments as long as they do not deviate from the concept of the present invention as defined in the claims.

100 半導体装置
110 オシレータ
112 RTC回路
120 A/Dコンバータ
130 ロジック回路
140 インタフェース回路
2 電子機器
4 プロセッサ
6 バッテリ
200 電源管理回路
210 電源回路
REFERENCE SIGNS LIST 100 Semiconductor device 110 Oscillator 112 RTC circuit 120 A/D converter 130 Logic circuit 140 Interface circuit 2 Electronic device 4 Processor 6 Battery 200 Power supply management circuit 210 Power supply circuit

Claims (14)

プロセッサとともに使用される半導体装置であって、
オシレータと、
校正可能に構成されたA/Dコンバータと、
前記オシレータの出力を利用したカウント動作により、前記プロセッサからの指示とは無関係に前記A/Dコンバータに定期的校正のトリガとして内部校正信号を与えるロジック回路と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device for use with a processor, comprising:
An oscillator,
an A/D converter configured to be calibratable;
a logic circuit that provides an internal calibration signal as a trigger for periodic calibration to the A/D converter, regardless of an instruction from the processor, by a counting operation using an output of the oscillator;
A semiconductor device comprising:
前記ロジック回路は、前記オシレータの出力にもとづく所定の周期のタイミング信号を受け、前記タイミング信号に応じて前記A/DコンバータにA/D変換のトリガを与えるとともに、前記所定の周期の前記タイミング信号を所定数カウントするたびに、前記内部校正信号を生成することで、前記A/Dコンバータに前記定期的な校正のトリガを与えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the logic circuit receives a timing signal having a predetermined cycle based on the output of the oscillator, triggers the A/D converter to perform A/D conversion in response to the timing signal, and generates the internal calibration signal each time the timing signal having the predetermined cycle is counted a predetermined number, thereby triggering the A/D converter to perform the periodic calibration. 前記所定数を設定可能であることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, characterized in that the predetermined number can be set. RTC(Real Time Clock)回路をさらに備え、前記タイミング信号は前記RTC回路により生成されることを特徴とする請求項2または3に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2 or 3, further comprising an RTC (Real Time Clock) circuit, the timing signal being generated by the RTC circuit. 前記半導体装置は、前記半導体装置が組み込まれる機器のバッテリと接続され、前記A/Dコンバータは、前記バッテリの電流をデジタル値に変換可能であり、
前記半導体装置は、前記デジタル値を積算することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置。
the semiconductor device is connected to a battery of an equipment in which the semiconductor device is incorporated, and the A/D converter is capable of converting a current of the battery into a digital value;
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device accumulates the digital value.
前記プロセッサに電源電圧を供給する電源回路をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a power supply circuit that supplies a power supply voltage to the processor. 前記電源回路は、前記プロセッサの停止状態において前記電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6, characterized in that the power supply circuit stops supplying the power supply voltage when the processor is in a stopped state. 前記ロジック回路は、前記プロセッサの停止中に、前記内部校正信号を前記A/Dコンバータに与え
前記プロセッサの動作中、前記プロセッサからの外部校正信号を前記A/Dコンバータに与えることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の半導体装置。
the logic circuit provides the internal calibration signal to the A/D converter while the processor is stopped;
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein an external calibration signal is applied from said processor to said A/D converter during an operation of said processor.
前記A/Dコンバータは、ΔΣ型であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the A/D converter is a ΔΣ type. ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の半導体装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is integrated on a single semiconductor substrate. バッテリからの電圧を受け、プロセッサに供給すべき電源電圧を生成する電源回路と、
前記バッテリに流れる電流をデジタル値に変換し、かつ校正可能に構成されたA/Dコンバータと、
常時動作するRTC(Real Time Clock)回路と、
前記RTC回路の出力を利用したカウント動作を行い、前記プロセッサからの指示とは無関係に前記カウント動作にもとづいて、前記A/Dコンバータに第1周期で繰り返しA/D変換のトリガを与えるとともに、前記A/Dコンバータに前記第1周期より長い第2周期で繰り返し定期的な校正のトリガとして内部校正信号を与えるロジック回路と、
を備えることを特徴とする電源管理回路。
a power supply circuit that receives a voltage from a battery and generates a power supply voltage to be supplied to the processor;
an A/D converter that converts the current flowing through the battery into a digital value and is configured to be calibrated;
A constantly operating RTC (Real Time Clock) circuit;
a logic circuit which performs a counting operation using an output of the RTC circuit, and based on the counting operation regardless of an instruction from the processor, triggers the A/D converter to perform A/D conversion repeatedly in a first period, and also triggers the A/D converter to perform periodic calibration repeatedly in a second period longer than the first period;
A power management circuit comprising:
前記A/Dコンバータの出力を積算するクーロンカウンタ回路をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の電源管理回路。 The power management circuit according to claim 11, further comprising a coulomb counter circuit that integrates the output of the A/D converter. 前記ロジック回路は、前記プロセッサの停止中に、前記RTC回路の出力を利用し前記内部校正信号を前記A/Dコンバータに与え、
前記プロセッサの動作中は、前記プロセッサからの外部校正信号を前記A/Dコンバータに与えることを特徴とする請求項11または12に記載の電源管理回路。
the logic circuit provides the internal calibration signal, which utilizes an output of the RTC circuit, to the A/D converter while the processor is stopped;
13. The power management circuit according to claim 11, wherein an external calibration signal from the processor is applied to the A/D converter during operation of the processor.
請求項11から13のいずれかに記載の電源管理回路を備えることを特徴とする電子機器。 An electronic device comprising a power management circuit according to any one of claims 11 to 13.
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