JPH04317365A - Semiconductor ic and data processing system incorporating same - Google Patents

Semiconductor ic and data processing system incorporating same

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JPH04317365A
JPH04317365A JP11115391A JP11115391A JPH04317365A JP H04317365 A JPH04317365 A JP H04317365A JP 11115391 A JP11115391 A JP 11115391A JP 11115391 A JP11115391 A JP 11115391A JP H04317365 A JPH04317365 A JP H04317365A
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JP
Japan
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lsi
semiconductor integrated
integrated circuit
circuit
section
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11115391A
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Japanese (ja)
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Teruo Isobe
磯部 輝雄
Mitsuo Usami
光雄 宇佐美
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Hitachi Ltd
Hitachi Computer Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Computer Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor IC, which can prevent the breakage of the IC by the appropriate detection of an excessive rise in temperature, and a data processing system incorporating the same, and to simplify the wiring of such a system as well. CONSTITUTION:An LSI 1 incorporates a sensor 2 for detecting the internal temperature of the LSI 1, and a current controller 4 which asserts a control signal for controlling a current, when the temperature detected by the sensor reaches a predetermined value. The failure of the LSI is prevented by forcedly decreasing the supply current to the LSI 1 if the temperature of the LSI 1 reaches a predetermined level. The incorporation of the sensor 2 and current controller 4 into the LSI 1 enables the prevention of the failure of a device, as set forth above, on each LSI, thereby facilitating wiring of a data processing system incorporating the LSI 1.

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、半導体集積回路さらに
は過昇温度に起因する素子破損を阻止するための機能を
備えた半導体集積回路及びそれを含むデータ処理システ
ムに関し、例えば高速大電力LSIやそれを含む大型コ
ンピュータシステムに適用して有効な技術に関する。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to semiconductor integrated circuits, and more particularly to semiconductor integrated circuits having a function to prevent element damage caused by excessive temperature rise, and data processing systems including the same. and technology that is effective when applied to large-scale computer systems that include the same.

【0002】0002

【従来の技術】例えば高速大電力LSIを含む大型コン
ピュータシステムなどにおいては、当該LSIの過昇温
度に起因するトラブルが特に問題とされる。そこで従来
は、LSI自体又は当該LSIに取り付けられた放熱体
に熱導体を接触させ、この熱導体を冷却媒体で冷却する
ことにより当該LSIからの放熱を吸収し、それにより
当該LSIの動作環境を整えるようにしている。また、
このような冷却システムにおいて、上記熱導体の内部に
適当な間隔で配置された複数の温度センサあるいはLS
I自体に内蔵された温度センサによりLSIの過昇温度
検出が行われ、その検出結果に基づいて、コンピュータ
システムの制御部により当該LSIの温度異常が判断さ
れた場合には、当該コンピュータシステムの電源がオフ
されることによりLSIの破損防止が図られている。
2. Description of the Related Art For example, in large computer systems including high-speed, high-power LSIs, troubles caused by excessive temperature rises in the LSIs are a particular problem. Conventionally, a thermal conductor is brought into contact with the LSI itself or a heat radiator attached to the LSI, and this thermal conductor is cooled with a cooling medium to absorb the heat radiated from the LSI, thereby improving the operating environment of the LSI. I'm trying to arrange it. Also,
In such a cooling system, a plurality of temperature sensors or LS are arranged inside the thermal conductor at appropriate intervals.
A temperature sensor built into the I itself detects an excessive temperature rise in the LSI, and based on the detection result, if the control unit of the computer system determines that there is a temperature abnormality in the LSI, the computer system's power supply is turned off. By turning off the switch, damage to the LSI is prevented.

【0003】尚、LSIの冷却システムについて記載さ
れた文献の例としては、1990年9月に富士通より発
行された「FUJITSU.超大型コンピュータのユニ
ット試験システム」がある。
[0003] An example of a document describing an LSI cooling system is ``FUJITSU. Ultra-large Computer Unit Testing System'' published by Fujitsu in September 1990.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術について
本発明者が検討したところ、LSI冷却のための熱導体
に温度センサを取り付けた場合には、LSIと温度セン
サまでの物理的な距離の存在により、LSIが過昇温度
になっても温度センサがそれに即座に反応しないために
、当該LSIの許容温度を越えるような事態になっても
、システムの電源が遮断されない虞れのあることが見い
だされた。このようにLSIの許容温度を越える場合、
LSIの破損は必至であり、さらには大事故につながる
場合もある。
[Problems to be Solved by the Invention] The present inventor investigated the above-mentioned prior art and found that when a temperature sensor is attached to a thermal conductor for cooling an LSI, there is a physical distance between the LSI and the temperature sensor. As a result, it was discovered that even if the temperature of the LSI exceeds the allowable temperature limit, the temperature sensor does not respond immediately, so there is a risk that the power to the system will not be shut off even if the temperature exceeds the allowable temperature of the LSI. It was. In this way, when the allowable temperature of the LSI is exceeded,
Damage to the LSI is inevitable, and may even lead to a major accident.

【0005】また、上記のようにLSI自体に内蔵され
た温度センサによって温度検出を行う方式では、大型の
コンピュータシステムのように数百から数千個のLSI
を有するシステムでは、個々のLSIからシステムの制
御部までのセンサ出力伝達ラインの布線が必要となり、
コンピュータシステムの設計、特に布線設計が煩雑にな
るという問題点のあることが本発明者によって明かとさ
れた。
[0005] Furthermore, in the above-mentioned method of detecting temperature using a temperature sensor built into the LSI itself, it is necessary to use hundreds to thousands of LSIs in a large computer system.
In systems with
The inventor has found that there is a problem in that the design of the computer system, especially the wiring design, becomes complicated.

【0006】また、過昇温度に起因してシステムの電源
が遮断されてしまうためにそれ以降のシステム動作が不
能とされるという欠点のあることが見いだされた。
[0006] Furthermore, it has been found that there is a drawback in that the power to the system is cut off due to excessive temperature rise, making subsequent system operation impossible.

【0007】本発明の目的は、過昇温度を適確に検出し
て破損事故を未然に防止することができる半導体集積回
路及びそれを含むデータ処理システムを提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit and a data processing system including the same, which can accurately detect excessive temperature rises and prevent damage accidents.

【0008】本発明の別の目的は、過昇温度を適確に検
出して破損事故を未然に防止することができる半導体集
積回路及びそれを含むデータ処理システムにおいて、布
線の簡略化を図ることができる技術を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to simplify wiring in a semiconductor integrated circuit and a data processing system including the same, which can accurately detect excessive temperature rises and prevent damage accidents. Our goal is to provide technology that can.

【0009】本発明の別の目的は、過昇温度となった半
導体集積回路を簡単に判別することができる技術を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique that can easily identify a semiconductor integrated circuit whose temperature has risen too much.

【0010】本発明の別の目的は、過昇温度により動作
不能とされる半導体集積回路が存在するにも拘らず、シ
ステム全体の動作に支障を与えずに済む技術を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a technique that does not interfere with the operation of the entire system even though there are semiconductor integrated circuits that are rendered inoperable due to excessive temperature rise.

【0011】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
[Means for Solving the Problems] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

【0013】すなわち、半導体集積回路の内部温度を検
出可能なセンサ部と、このセンサ部による温度検出結果
が所定値に達した場合に当該半導体集積回路の各部に供
給される電源電流を強制的に減少させる電流制御部とを
含んで半導体集積回路を形成するものである。さらに具
体的な態様では、上記センサ部が複数個形成されるとき
、上記電流制御部は、この複数個のセンサ部からの出力
の論理和を得る論理和回路と、この論理和回路の出力と
基準電圧との比較結果に基づいて電流制限用の制御信号
を生成するための信号生成回路とを含んで構成すること
ができ、上記センサ部は、直列接続された複数のダイオ
ードと、このダイオードからの信号取り出しを可能とす
る出力バッファとを含んで構成することができる。また
、異常発熱にかかる半導体集積回路の判別を容易とする
ため、上記電流制御部の出力に基づいて発光する発光素
子を半導体集積回路に設けることができる。さらに、上
記のような半導体集積回路を含んでデータ処理システム
が形成される場合において、半導体集積回路の過昇温度
に拘らずシステム動作を可能とするには、上記電流制御
部の出力信号に基づいて、当該電流制御部を含む半導体
集積回路に代えて当該半導体集積回路の予備回路を当該
システムの動作に関与させるための回路切り換え部を設
けるようにすると良い。
That is, a sensor section capable of detecting the internal temperature of a semiconductor integrated circuit is provided, and when the temperature detection result by this sensor section reaches a predetermined value, a power supply current is forcibly supplied to each section of the semiconductor integrated circuit. A semiconductor integrated circuit is formed including a current control section that reduces the current. In a more specific aspect, when a plurality of the sensor sections are formed, the current control section includes an OR circuit that obtains an OR of outputs from the plurality of sensor sections, and an output of the OR circuit. The sensor section can be configured to include a signal generation circuit for generating a control signal for current limiting based on the comparison result with a reference voltage, and the sensor section includes a plurality of diodes connected in series and The output buffer can be configured to include an output buffer that allows signal extraction. Further, in order to easily identify a semiconductor integrated circuit that is experiencing abnormal heat generation, a light emitting element that emits light based on the output of the current control section can be provided in the semiconductor integrated circuit. Furthermore, when a data processing system is formed including the semiconductor integrated circuit as described above, in order to enable system operation regardless of the excessive temperature rise of the semiconductor integrated circuit, it is necessary to Therefore, it is preferable to provide a circuit switching section for causing a spare circuit of the semiconductor integrated circuit to participate in the operation of the system instead of the semiconductor integrated circuit including the current control section.

【0014】[0014]

【作用】上記した手段によれば、半導体集積回路の内部
に設けられた電流制御部は、上記センサ部の温度検出結
果が所定値に達した場合を判別して当該半導体集積回路
の電源電流を強制的に減少させ、このことが、過昇温度
を適確に検出して半導体集積回路の破損事故を未然に防
止するように作用する。また、上記センサ部や電流制御
部を半導体集積回路に内蔵することは、上記のような破
損防止を、半導体集積回路単位で可能とし、当該半導体
集積回路を含むデータ処理システムの布線の簡略化を達
成する。さらに、上記電流制御部の出力に基づいて発光
する発光ダイオードは、過昇温度となった半導体集積回
路の判別を可能とする。そして、このような半導体集積
回路を含むデータ処理システムにおいて、上記電流制御
部の出力に基づいて半導体集積回路の予備回路をシステ
ム動作に関与させるための回路切り換え部は、過昇温度
により動作不能とされる半導体集積回路が存在するにも
拘らず、上記予備回路への切り換えによりシステム全体
の動作に支障を与えないように作用する。
[Operation] According to the above means, the current control unit provided inside the semiconductor integrated circuit determines when the temperature detection result of the sensor unit reaches a predetermined value and controls the power supply current of the semiconductor integrated circuit. The temperature is forcibly reduced, and this serves to accurately detect excessive temperature rise and prevent damage to the semiconductor integrated circuit. In addition, by incorporating the sensor section and current control section in a semiconductor integrated circuit, it is possible to prevent damage as described above for each semiconductor integrated circuit, and simplify the wiring of a data processing system that includes the semiconductor integrated circuit. achieve. Furthermore, the light emitting diode that emits light based on the output of the current control section makes it possible to identify a semiconductor integrated circuit whose temperature has risen excessively. In a data processing system including such a semiconductor integrated circuit, a circuit switching section for causing a spare circuit of the semiconductor integrated circuit to participate in system operation based on the output of the current control section may become inoperable due to excessive temperature rise. Even though there are semiconductor integrated circuits that can be used, the switching to the spare circuit acts so as not to interfere with the operation of the entire system.

【0015】[0015]

【実施例】図1には本発明の一実施例にかかるLSIの
主要部が示される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the main parts of an LSI according to an embodiment of the present invention.

【0016】図1に示されるLSI1は、特に制限され
ないが、公知の半導体集積回路製造技術により単結晶シ
リコンなどの一つの半導体基板に形成される。
The LSI 1 shown in FIG. 1 is formed on a single semiconductor substrate, such as single crystal silicon, by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique, although this is not particularly limited.

【0017】図1において、2はセンサ部であり、この
センサ部2は、LSI1の主要部に複数個配置され、そ
れぞれLSI1の内部温度を検出する。このセンサ部2
の検出出力は、当該LSI1に設けられた電流制御部4
に、検出信号伝達ライン3を介して伝達されるようにな
っている。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a sensor section. A plurality of sensor sections 2 are arranged in the main part of the LSI 1, and each sensor section 2 detects the internal temperature of the LSI 1. This sensor part 2
The detection output of is the current control section 4 provided in the LSI 1.
The detection signal is transmitted via the detection signal transmission line 3.

【0018】電流制御部4は、上記センサ部2による温
度検出結果が所定値に達した場合に、当該LSI1の各
部に供給される電源電流を強制的に減少させることによ
って当該LSI1の発熱を阻止し、それによって素子破
損を防ぐ機能を有する。この電流制御部4からの電流制
限用の制御信号は、制御信号ライン6を介して当該LS
I1の各部に伝達されることにより、また、出力端子5
を介して外部出力可能とされる。
The current control unit 4 prevents the LSI 1 from generating heat by forcibly reducing the power supply current supplied to each part of the LSI 1 when the temperature detection result by the sensor unit 2 reaches a predetermined value. This has the function of preventing element damage. A control signal for current limiting from this current control unit 4 is transmitted to the LS via a control signal line 6.
By being transmitted to each part of I1, the output terminal 5
External output is possible via.

【0019】図2には上記センサ部2の構成例が示され
る。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the sensor section 2. As shown in FIG.

【0020】上記センサ部2は、特に制限されないが、
直列接続された複数の接合型ダイオード8と、このダイ
オード8からの温度検出信号取り出しを安定に行うため
の出力バッファ回路10とを含む。上記複数のダイオー
ド8は、高電位側電源端子30Aと低電位側電源端子3
1Aとの間で直列接続される。このダイオードの順方向
電位は、接合型ダイオードの温度依存性によりLSI1
の内部温度変化に呼応して変動するので、それを検出す
ることによりLSI1の内部温度を把握することができ
る。ダイオード直列回路のアノード側と高電位側電源端
子30Aとの間、及び当該ダイオード直列回路のカソー
ド側と低電位側電源端子との間には、温度検出の感度を
決定するための抵抗7,9がそれぞれ設けられている。 また、上記出力バッファ回路10は、特に制限されない
が、NPN型のバイポーラトランジスタのコレクタ電極
が高電位側電源端子30Bに結合されたエミッタフォロ
アとされ、このエミッタより温度検出出力が得られるよ
うになっている。尚、センサ部2の出力端子は、耐ノイ
ズ性を考慮してオープンエミッタとされ、その負荷抵抗
は、後に詳述する電流制御部4の入力初段に設けられる
(図3参照)。
[0020] The sensor section 2 is not particularly limited, but may include the following:
It includes a plurality of junction diodes 8 connected in series and an output buffer circuit 10 for stably extracting temperature detection signals from the diodes 8. The plurality of diodes 8 are connected to a high potential side power supply terminal 30A and a low potential side power supply terminal 3.
It is connected in series with 1A. The forward potential of this diode is different from that of LSI1 due to the temperature dependence of the junction diode.
The internal temperature of the LSI 1 can be grasped by detecting it. Resistors 7 and 9 are provided between the anode side of the diode series circuit and the high potential side power supply terminal 30A, and between the cathode side of the diode series circuit and the low potential side power supply terminal for determining temperature detection sensitivity. are provided for each. Further, the output buffer circuit 10 is configured as an emitter follower in which the collector electrode of an NPN bipolar transistor is coupled to the high potential side power supply terminal 30B, although this is not particularly limited, and a temperature detection output can be obtained from this emitter. ing. Note that the output terminal of the sensor section 2 is an open emitter in consideration of noise resistance, and its load resistance is provided at the first input stage of the current control section 4, which will be described in detail later (see FIG. 3).

【0021】図3には上記電流制御部4の構成例が示さ
れる。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the current control section 4. As shown in FIG.

【0022】NPN型のバイポーラトランジスタ21,
22,23が並列接続されることによりオア回路が形成
され、このオア回路が当該電流制御部4の入力初段とさ
れる。上記バイポーラトランジスタ21乃至23のベー
ス電極には上記複数のセンサ部2が結合され、また、低
電位側電源端子31Bとの間には、上記センサ部2にお
ける出力バッファ10の負荷とされる抵抗25,26,
27が設けられている。さらに、上記バイポーラトラン
ジスタ21乃至23とエミッタ電極が共通接続されたバ
イポーラトランジスタ24が設けられ、各バイポーラト
ランジスタ21乃至24のエミッタ電極は抵抗28を介
して定電流源端子32に結合される。バイポーラトラン
ジスタ24のベース電極には基準電圧端子33を介して
基準電圧Vref1が印加されるようになっており、上
記複数のセンサ部2の出力のいずれかが、基準電圧Vr
ef1を越えた場合に、高電位側電源端子30Dから抵
抗35を介してバイポーラトランジスタ24のコレクタ
に流れる電流が変動され、つまり、この抵抗の両端の電
位が変化され、その変化が後段の信号処理回路11に伝
達されるようになっている。この信号処理回路11では
、上記抵抗35の両端の電位変化より、上記複数のセン
サ部2の出力のいずれかが基準電圧Vref1を越えた
ことが検知され、それにより後段の制御信号生成回路1
2への出力信号36がアサートされる。この出力信号3
6のアサート状態は、抵抗35の両端の電位変動に拘ら
ず、当該LSI1の電源が遮断されるまで維持される。 つまり、上記複数のセンサ部2の出力のいずれかが一度
でも基準電圧Vref1を越えた場合には、その後のセ
ンサ部2の出力レベルに拘らず上記信号処理回路11の
出力信号36がアサートされることにより、過昇温度に
起因する異常状態検知結果が保持される。このように信
号処理回路11の出力信号36がアサートされることに
より、制御信号生成回路12では、上記電流制限用の制
御信号60がアサートされ、それによって当該LSI1
における各部の電源電流は、通常状態の数分の1乃至数
百分の1に強制的に減少される。そのような電源電流制
限は次のように行われる。
[0022] NPN type bipolar transistor 21,
22 and 23 are connected in parallel to form an OR circuit, and this OR circuit is used as the first input stage of the current control section 4. The plurality of sensor units 2 are coupled to the base electrodes of the bipolar transistors 21 to 23, and a resistor 25 serving as a load of the output buffer 10 in the sensor unit 2 is connected between the base electrodes of the bipolar transistors 21 to 23 and the low potential side power supply terminal 31B. ,26,
27 are provided. Further, a bipolar transistor 24 whose emitter electrode is commonly connected to the bipolar transistors 21 to 23 is provided, and the emitter electrode of each bipolar transistor 21 to 24 is coupled to a constant current source terminal 32 via a resistor 28. A reference voltage Vref1 is applied to the base electrode of the bipolar transistor 24 via a reference voltage terminal 33, and any of the outputs of the plurality of sensor sections 2 is applied to the reference voltage Vr.
When ef1 is exceeded, the current flowing from the high potential side power supply terminal 30D to the collector of the bipolar transistor 24 via the resistor 35 is changed, that is, the potential across this resistor is changed, and this change is reflected in the subsequent signal processing. The signal is transmitted to the circuit 11. In this signal processing circuit 11, it is detected from the potential change at both ends of the resistor 35 that any of the outputs of the plurality of sensor sections 2 exceeds the reference voltage Vref1.
Output signal 36 to 2 is asserted. This output signal 3
The asserted state of 6 is maintained until the power to the LSI 1 is cut off, regardless of potential fluctuations across the resistor 35. In other words, if any of the outputs of the plurality of sensor units 2 exceeds the reference voltage Vref1 even once, the output signal 36 of the signal processing circuit 11 is asserted regardless of the output level of the sensor unit 2 thereafter. As a result, the abnormal state detection result caused by the excessive temperature rise is retained. As the output signal 36 of the signal processing circuit 11 is asserted in this way, the control signal generation circuit 12 asserts the control signal 60 for current limiting, thereby causing the LSI 1
The power supply current of each part in the system is forcibly reduced to a fraction of the normal state to one several hundredth. Such power supply current limitation is performed as follows.

【0023】一般的にLSIでは、図4に示されるよう
に、定電流制御用の素子例えばバイポーラトランジスタ
41,42,43,…が設けられ、このバイポーラトラ
ンジスタ41,42,43,…のベース電極に、基準電
圧発生回路40からの基準電圧Vref2が印加される
ことにより、それに応じた所定電流がLSI内部回路に
供給されるようになっている。このような定電流制御用
の素子や、基準電圧発生回路40は一つのLSIにおい
て随所に形成されている。本実施例では、特に制限され
ないが、上記のような既存の定電流源を上記制御信号生
成回路12の出力信号60で制御することによって、L
SI異常発熱時の電源電流制限を可能としている。すな
わち、制御信号生成回路12により生成された電流制限
用の制御信号60は、当該LSI1の随所に形成された
基準電圧生成回路40に、制御信号ライン6を介して伝
達され、それがアサートされた場合に各基準電圧発生部
40では、その出力たる基準電圧Vref2が低下され
ることによりバイポーラトランジスタ41,42,43
,…がカットオフもしくはそれに近い状態とされ、それ
により各部の電源電流が強制的に減少される。このよう
に電源電流が減少されることにより、LSI1の過昇温
度が緩和され、素子破損が防止される。
Generally, in an LSI, as shown in FIG. 4, constant current control elements such as bipolar transistors 41, 42, 43, . . . are provided, and the base electrodes of the bipolar transistors 41, 42, 43, . By applying the reference voltage Vref2 from the reference voltage generation circuit 40, a predetermined current corresponding to the reference voltage Vref2 is supplied to the LSI internal circuit. Such constant current control elements and the reference voltage generation circuit 40 are formed at various locations in one LSI. In this embodiment, although not particularly limited, by controlling the existing constant current source as described above with the output signal 60 of the control signal generation circuit 12, the L
It is possible to limit the power supply current when the SI abnormally heats up. That is, the current limiting control signal 60 generated by the control signal generation circuit 12 is transmitted to the reference voltage generation circuit 40 formed throughout the LSI 1 via the control signal line 6, and is asserted. In this case, in each reference voltage generating section 40, the reference voltage Vref2 which is the output thereof is lowered, so that the bipolar transistors 41, 42, 43
, . By reducing the power supply current in this manner, excessive temperature rise in the LSI 1 is alleviated, and element damage is prevented.

【0024】また、上記制御信号生成回路12の電流制
限用の制御信号もしくはそれに基づいて生成された駆動
信号が端子5から出力可能とされており、この信号を利
用して発光素子例えば発光ダイオードを点灯させること
ができる。すなわち、図5に示されるように、LSI1
の外部端子を利用して上記制御信号生成回路12からの
電流制限用の制御信号もしくは駆動信号を外部出力可能
とすれば、この外部端子と高電位側電源Vとの間に設け
られた発光ダイオード45は、当該LSI1が過昇温度
となり、上記制御信号生成回路12により電流制御が行
われる場合に、それとほぼ同時に点灯される。この発光
ダイオード45は、一度点灯されると、上記信号生成回
路11によって過昇温度に起因する異常状態検知結果が
保持される期間において点灯され続ける。それにより、
異常を生じたLSIを視覚的に容易に判別できる。発光
ダイオード45は、LSI1の外部に配置することもで
きるが、LSI1のパッケージに取り付けることもでき
る。尚、上記発光ダイオード45には電流制限用の抵抗
を必要に応じて直列接続することができる。
Further, a control signal for current limiting of the control signal generating circuit 12 or a drive signal generated based on the control signal can be outputted from the terminal 5, and this signal can be used to drive a light emitting element such as a light emitting diode. It can be turned on. That is, as shown in FIG.
If it is possible to output the current limiting control signal or drive signal from the control signal generation circuit 12 to the outside using the external terminal, the light emitting diode provided between this external terminal and the high potential side power supply V 45 is turned on almost at the same time when the temperature of the LSI 1 becomes excessively high and the control signal generation circuit 12 performs current control. Once the light emitting diode 45 is turned on, it continues to be turned on during the period in which the signal generating circuit 11 retains the abnormal state detection result caused by the excessive temperature rise. Thereby,
The LSI in which the abnormality has occurred can be easily identified visually. The light emitting diode 45 can be placed outside the LSI 1, but it can also be attached to the package of the LSI 1. Note that a current limiting resistor can be connected in series to the light emitting diode 45 as required.

【0025】また、上記と同様の効果は、図6に示され
るように、LSI1のパッケージの一部に、温度により
色彩が変化する物質例えば液晶などによる温度判定部4
6を形成しておくことによっても達成される。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the same effect as described above can be obtained by installing a temperature determining unit 4 in a part of the package of the LSI 1 using a material such as a liquid crystal whose color changes depending on the temperature.
This can also be achieved by forming 6.

【0026】図7には、過昇温度に起因する素子破損防
止機能を備えたLSI1の適用例として、当該LSI1
を含む大型のコンピュータシステムの主要部が示される
FIG. 7 shows an application example of the LSI 1 having a function of preventing element damage caused by excessive temperature rise.
The main parts of a large computer system are shown.

【0027】70はボードであり、このボード70には
、本実施例LSI1を含む多数のLSI72が搭載され
ている。この多数のLSI72のうち本実施例LSI1
は大電力LSIとされ、当該LSI1の過昇温度に起因
するトラブルが特に問題とされる場合において、当該L
SI1と同等の機能を有する予備LSI100が設けら
れ、さらに、LSI1が過昇温度に起因して動作不能状
態に陥った場合に、当該LSI1に代えて上記予備LS
I100をシステム動作に関与させるための回路切り換
え部71が設けられている。本実施例LSI1からは、
それに含まれる制御信号生成回路12によって生成され
た電流制御用制御信号60が出力され、それが回路切り
換え部71に取り込まれるようになっている。この回路
切り換え部71は、上記電流制限用の制御信号60がア
サートされると、本実施例LSI1の入出力端子に代え
て、予備LSI100の入出力端子を当該システムのバ
スラインやその他の信号伝達ラインに結合させる。 それにより、予備LSI100は当該システムの動作に
関与される。このような回路切り換えにより、本実施例
LSI1が過昇温度により動作不能状態に陥った場合で
も、それに代えて、予備LSI100がシステム動作に
関与されるため、システム全体の動作に支障を与えずに
済む。つまり、当該システムは、過昇温度により電源電
流が強制的に減少され、それによって動作不能となった
LSI1を含むにも拘らず、その動作が停止されずに済
む。
Reference numeral 70 denotes a board, and this board 70 is equipped with a large number of LSIs 72 including the LSI 1 of this embodiment. Among these many LSIs 72, this example LSI 1
is considered to be a high-power LSI, and when troubles caused by excessive temperature rise of the LSI1 are particularly problematic, the LSI
A spare LSI 100 having the same function as SI1 is provided, and furthermore, when LSI1 becomes inoperable due to excessive temperature rise, the spare LSI 100 is used in place of the LSI1.
A circuit switching unit 71 is provided for causing I100 to participate in system operation. From this example LSI1,
A current control control signal 60 generated by the control signal generation circuit 12 included therein is output, and is taken into the circuit switching section 71. When the current limiting control signal 60 is asserted, the circuit switching unit 71 connects the input/output terminals of the standby LSI 100 to the bus line of the system or other signal transmission terminals instead of the input/output terminals of the LSI 1 of the present embodiment. join to the line. Thereby, the spare LSI 100 is involved in the operation of the system. Through such circuit switching, even if the LSI 1 of this embodiment becomes inoperable due to excessive temperature rise, the spare LSI 100 is involved in the system operation instead, so that the operation of the entire system is not affected. It's over. In other words, even though the system includes the LSI 1 which has become inoperable due to the power supply current being forcibly reduced due to the excessive temperature rise, its operation is not stopped.

【0028】上記実施例によれば以下の作用効果をえる
ことができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.

【0029】(1)センサ部2によるLSI1の温度検
出結果が所定値に達した場合に、制御信号生成回路12
により電流制限用の制御信号60がアサートされ、それ
により各基準電圧発生部40では、その出力たる基準電
圧Vref2が低下されることによりバイポーラトラン
ジスタ41,42,43,…がカットオフもしくはそれ
に近い状態とされ、それにより当該LSI1における各
部の電源電流が強制的に減少されるので、当該LSI1
の過昇温度が緩和され、素子破損が防止される。また、
上記センサ部2や電流制御部4をLSIに内蔵すること
は、上記のような素子破損防止がLSI単位で可能とな
るので、複数のセンサ部もしくは多数のLSIからデー
タ処理システムの制御部までの配線等が従来に比べて大
幅に減少され、それにより当該データ処理システムにお
ける布線の簡略化を図ることができる。
(1) When the temperature detection result of the LSI 1 by the sensor section 2 reaches a predetermined value, the control signal generation circuit 12
As a result, the current limiting control signal 60 is asserted, and as a result, in each reference voltage generating section 40, the output reference voltage Vref2 is lowered, so that the bipolar transistors 41, 42, 43, etc. are in a cut-off state or a state close to it. As a result, the power supply current of each part in the LSI 1 is forcibly reduced, so that the LSI 1
Excessive temperature rise is alleviated and element damage is prevented. Also,
By incorporating the sensor section 2 and current control section 4 in an LSI, it is possible to prevent element damage as described above on an LSI basis, so that it is possible to prevent damage to the elements as described above. The number of wiring and the like is significantly reduced compared to the conventional method, thereby simplifying the wiring in the data processing system.

【0030】(2)上記センサ部2が一つのLSI1内
に複数設けられているので、当該LSI1の異常発熱を
高感度で検出することができ、過昇温度に起因する素子
破損を適確に防止することができる。
(2) Since a plurality of the sensor units 2 are provided in one LSI 1, abnormal heat generation in the LSI 1 can be detected with high sensitivity, and element damage caused by excessive temperature rise can be accurately detected. It can be prevented.

【0031】(3)上記センサ部2は、高電位側電源端
子30Aと低電位側電源端子31Aとの間で直列接続さ
れた複数のダイオード8と、このダイオード8からの温
度検出信号取り出しを安定に行うための出力バッファ回
路10を含むことにより、容易に形成される。またこの
ように比較的簡単なセンサ部であれば、それを一つのL
SIに複数個形成した場合でもチップの増大等の不都合
を招くことはない。
(3) The sensor section 2 includes a plurality of diodes 8 connected in series between the high-potential power terminal 30A and the low-potential power terminal 31A, and stabilizes the extraction of temperature detection signals from the diodes 8. It can be easily formed by including the output buffer circuit 10 for performing the same operation. Also, if the sensor part is relatively simple like this, it can be combined into one L.
Even if a plurality of chips are formed on the SI, there will be no problem such as an increase in the number of chips.

【0032】(4)LSI1に発光ダイオード45が設
けられることにより、当該LSI1が過昇温度となり、
制御信号生成回路12により電源電流制御が行われる場
合に、それとほぼ同時に上記発光ダイオード45が点灯
されるので、しかもこの発光ダイオード45は、一度点
灯されると上記信号生成回路11によって過昇温度に起
因する異常状態検知結果が保持される期間において点灯
され続けるので、異常を生じたLSIを視覚的に容易に
判別することができる。
(4) By providing the light emitting diode 45 in the LSI 1, the temperature of the LSI 1 becomes excessively high.
When power supply current control is performed by the control signal generation circuit 12, the light emitting diode 45 is turned on almost at the same time. Since the light continues to be lit during the period in which the detection result of the abnormal state caused by the abnormal state is retained, it is possible to easily visually identify the LSI in which the abnormal state has occurred.

【0033】(5)上記のような過昇温度に起因する素
子破損防止機能を備えたLSI1を含むコンピュータシ
ステムにおいて、予備LSI100や、それをシステム
動作に関与させるための回路切り換え部71を有するこ
とは、本実施例LSI1が過昇温度により動作不能状態
に陥った場合でも、それに代えて、予備LSI100が
システム動作に関与されるためシステム全体の動作に支
障を与えずに済む。
(5) In a computer system including the LSI 1 having a function of preventing element damage caused by excessive temperature rise as described above, the computer system includes a spare LSI 100 and a circuit switching unit 71 for making it participate in system operation. Even if the LSI 1 of this embodiment becomes inoperable due to excessive temperature rise, the backup LSI 100 is involved in the system operation instead, so that the operation of the entire system is not affected.

【0034】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. stomach.

【0035】例えば一つのLSIにおいて温度検出用の
センサ部2を単数としても良い。
For example, one LSI may include a single sensor section 2 for detecting temperature.

【0036】上記実施例では既存の基準電圧発生回路4
0の出力電圧Vref2を電圧制限用制御信号60によ
って変えることにより、電源電流を強制的に減少させる
ようにしたが、LSIの内部もしくは外部に設けられた
スイッチ素子もしくはスイッチにより当該LSIの電源
電流を強制的に遮断するようにしても良い。
In the above embodiment, the existing reference voltage generating circuit 4
By changing the output voltage Vref2 of 0 using the voltage limiting control signal 60, the power supply current is forcibly reduced. It may be forcibly cut off.

【0037】信号処理回路11において、抵抗35の両
端の電位が電源ノイズなどにより急激に変化した場合で
も、誤って電流制限用の制御信号60がアサートされな
いようにするには、信号処理回路11において入力信号
を積分するようにすると良い。
In the signal processing circuit 11, in order to prevent the current limiting control signal 60 from being erroneously asserted even if the potential across the resistor 35 changes rapidly due to power supply noise, etc. It is better to integrate the input signal.

【0038】図5に示される発光ダイオード45や、図
6に示される温度判定部46を省略しても良いし、また
、それらを併用することにより異常LSIの判別の容易
化を図るようにしても良い。
The light emitting diode 45 shown in FIG. 5 and the temperature determining section 46 shown in FIG. 6 may be omitted, or they may be used together to facilitate identification of abnormal LSIs. Also good.

【0039】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるバイポ
ーラトランジスタを含むLSIに適用した場合について
説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、
MOSFETによるLSIやBiCMOS回路など半導
体集積回路に広く適用することができる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to LSIs including bipolar transistors, which is the background field of application, but the present invention is not limited thereto.
It can be widely applied to semiconductor integrated circuits such as LSIs using MOSFETs and BiCMOS circuits.

【0040】本発明は、少なくとも過昇温度に起因して
破損される、またその虞を有する素子を具備する条件の
ものに適用することができる。
The present invention can be applied at least to devices that have elements that are or are likely to be damaged due to excessive temperature rise.

【0041】[0041]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
Effects of the Invention The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.

【0042】すなわち、半導体集積回路の内部に設けら
れた電流制御部によって、センサ部の温度検出結果が所
定値に達した場合が判別され、それに基づいて当該半導
体集積回路の電源電流が強制的に減少されることにより
、過昇温度に起因する半導体集積回路の破損事故を未然
に防止することができる。また、上記センサ部や電流制
御部を半導体集積回路に内蔵することは、上記のような
破損防止を、半導体集積回路単位で可能とし、当該半導
体集積回路を含むデータ処理システムの布線の簡略化を
図ることができる。さらに、上記電流制御部の出力に基
づいて発光する発光ダイオードを有することにより、過
昇温度となった半導体集積回路を容易に判別することが
できる。そして、このような半導体集積回路を含むデー
タ処理システムにおいて、上記電流制御部の出力に基づ
いて半導体集積回路の予備回路をシステム動作に関与さ
せるための回路切り換え部を設けることにより、過昇温
度により動作不能とされる半導体集積回路が存在するに
も拘らず、上記予備回路への切り換えによりシステム全
体の動作に支障を与えずに済むという効果が得られる。
That is, the current control section provided inside the semiconductor integrated circuit determines when the temperature detection result of the sensor section reaches a predetermined value, and based on this, the power supply current of the semiconductor integrated circuit is forcibly controlled. By reducing the temperature, damage to semiconductor integrated circuits caused by excessive temperature rise can be prevented. In addition, by incorporating the sensor section and current control section in a semiconductor integrated circuit, it is possible to prevent damage as described above for each semiconductor integrated circuit, and simplify the wiring of a data processing system that includes the semiconductor integrated circuit. can be achieved. Further, by including a light emitting diode that emits light based on the output of the current control section, it is possible to easily identify a semiconductor integrated circuit whose temperature has become excessively high. In a data processing system including such a semiconductor integrated circuit, by providing a circuit switching section for causing a spare circuit of the semiconductor integrated circuit to participate in system operation based on the output of the current control section, it is possible to prevent excessive temperature rise. Even though there is a semiconductor integrated circuit that is deemed to be inoperable, switching to the spare circuit described above has the effect that the operation of the entire system is not affected.

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

【図1】図1は本発明の一実施例に係るLSIの主要部
の構成説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of main parts of an LSI according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1におけるセンサ部の詳細な構成が示
される電気結線図である。
FIG. 2 is an electrical wiring diagram showing the detailed configuration of the sensor section in FIG. 1;

【図3】図3は図1における電流制御部の詳細な構成が
示される電気結線図である。
FIG. 3 is an electrical wiring diagram showing the detailed configuration of the current control section in FIG. 1;

【図4】図4は本実施例LSIにおける定電流制御系の
電気結線図である。
FIG. 4 is an electrical wiring diagram of a constant current control system in the LSI of this embodiment.

【図5】図5は過昇温度LSIの判別を可能とする発光
ダイオードの結合説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the combination of light emitting diodes that enables determination of an over-temperature LSI.

【図6】図6は過昇温度LSIの判別を可能とする温度
判定部の形成説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the formation of a temperature determination section that enables determination of an over-temperature LSI.

【図7】図7は本実施例LSIを含むマイクロコンピュ
ータの主要部構成ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of the main parts of a microcomputer including the LSI of this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  LSI 2  センサ部 4  電流制御部 8  ダイオード 10  出力バッファ 11  信号処理回路 12  制御信号生成回路 21乃至24  バイポーラトランジスタ45  発光
ダイオード 70  ボード 71  回路切り換え部 100  予備LSI
1 LSI 2 Sensor section 4 Current control section 8 Diode 10 Output buffer 11 Signal processing circuit 12 Control signal generation circuits 21 to 24 Bipolar transistor 45 Light emitting diode 70 Board 71 Circuit switching section 100 Spare LSI

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  過昇温度に起因する素子破損を阻止す
るための保護手段を含む半導体集積回路であって、上記
保護手段は、当該半導体集積回路の内部温度を検出可能
なセンサ部と、このセンサ部による温度検出結果が所定
値に達した場合に当該半導体集積回路の各部に供給され
る電源電流を強制的に減少させるための電流制御部とを
含んで成ることを特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit comprising a protection means for preventing element damage caused by excessive temperature rise, the protection means comprising: a sensor section capable of detecting the internal temperature of the semiconductor integrated circuit; A semiconductor integrated circuit comprising: a current control section for forcibly reducing the power supply current supplied to each section of the semiconductor integrated circuit when the temperature detection result by the sensor section reaches a predetermined value. .
【請求項2】  上記センサ部が複数個形成されるとき
、上記電流制御部は、この複数個のセンサ部からの出力
の論理和を得る論理和回路と、この論理和回路の出力と
基準電圧との比較結果に基づいて電源電流制限用の制御
信号を生成するための信号生成回路とを含んで成る請求
項1記載の半導体集積回路。
2. When a plurality of the sensor units are formed, the current control unit includes an OR circuit that obtains an OR of outputs from the plurality of sensor units, and an output of the OR circuit and a reference voltage. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a signal generation circuit for generating a control signal for limiting power supply current based on a comparison result between the two.
【請求項3】  上記センサ部は、直列接続された複数
のダイオードと、このダイオードからの信号取り出しを
可能とする出力バッファとを含んで成る請求項1又は2
記載の半導体集積回路。
3. The sensor section according to claim 1 or 2, comprising a plurality of diodes connected in series and an output buffer capable of extracting a signal from the diodes.
The semiconductor integrated circuit described.
【請求項4】  上記電流制御部の出力に基づいて発光
する発光素子を設けた請求項1,2又は3記載の半導体
集積回路。
4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a light emitting element that emits light based on the output of the current control section.
【請求項5】  請求項1,2,3又は4記載の半導体
集積回路を含むデータ処理システム。
5. A data processing system comprising the semiconductor integrated circuit according to claim 1, 2, 3, or 4.
【請求項6】  上記電流制御部の出力信号に基づいて
、当該電流制御部を含む半導体集積回路に代えて当該半
導体集積回路の予備回路をシステム動作に関与させるた
めの回路切り換え部を含む請求項5記載のデータ処理シ
ステム。
6. The present invention further comprises a circuit switching section for causing a spare circuit of the semiconductor integrated circuit to participate in system operation instead of the semiconductor integrated circuit including the current control section, based on the output signal of the current control section. 5. The data processing system according to 5.
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