仪器设备制造技术

在包括半导体集成电路的仪器设备中可任意设定启动时的上述半导体电路的外部端子的逻辑电平，并抑制上述仪器设备的消耗电流的峰值。本发明专利技术的仪器设备包括：半导体集成电路；以及外部电位固定电路，其用以固定半导体集成电路的外部端子的电位，其特征在于，半导体集成电路包括内部电位固定电路，其用于在第1固定电位与上述外部端子之间形成电流路径，以固定上述外部端子的电位，外部电位固定电路在不同于第1固定电位的第2固定电位与外部端子之间选择性地形成第1电流路径和第2电流路径，所述第1电流路径的电流供给能力比内部电位固定电路的电流路径高，所述第2电流路径的电流供给能力比内部电位固定电路的电流路径低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仪器设备，例如涉及一种配备有半导体集成电路的仪器设备，所述半导体集成电路内置有用以连接至外部端子的上拉元件或下拉元件。
技术介绍
近年来，工艺设备等中所使用的工业用二线式变送器(以下，也称为“发送器”)等仪器设备大都是通过微处理器、门阵列等半导体集成电路来控制动作的。微处理器等半导体集成电路在1块半导体芯片中具备大量功能，可通过用户的设定来选择需要的功能。例如，已知有以如下方式构成的微处理器：具有多种动作模式，用户可根据所搭载的设备所需的功能来选择上述动作模式。这种具有多种动作模式的半导体集成电路大多具有模式切换用外部端子，在上述半导体集成电路的启动时，将其外部端子的逻辑电平设定为“高(High)电平”或“低(Low)电平”，由此可选择动作模式。具有动作模式切换功能的半导体集成电路中，有些并不设置用以切换动作模式的专用的模式切换端子，而是兼用作输入输出I/O端子、通信用端子等其他用途中所使用的外部端子。例如，兼用作用以连接至数据传输用总线的外部总线端子和模式切换端子的微处理器在启动时判定该两用端子是高电平还是低电平，并根据该判定结果来选择动作模式而开始动作。其后，在正常动作时，将该两用端子用作外部总线端子，进行经由总线的数据的收发。具有两用的外部端子的半导体集成电路中，为了避免上述外部端子的逻辑电平变得不定，大多内置有下拉电阻或上拉电阻(以下，称为“下拉电阻等”)，可通过用户的设定来对是否将下拉电阻等连接至上述外部端子进行切换。例如，在不使用特定的外部端子的情况下，通过将内置的下拉电阻等连接至该外部端子，可将该外部端子的逻辑电平固定于高电平或低电平。作为用以切换半导体集成电路的外部端子的下拉或上拉的现有技术，例如在专利文献1中有揭示。现有技术文献专利文献专利文献1日本专利特开平10-173508号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本申请专利技术者在本申请之前研究过将上述具备利用外部端子的模式切换功能的半导体集成电路运用于二线式仪器设备。作为该研究的结果，明确到存在以下所示的问题。上述的发送器这样的二线式仪器设备中，由于是通过共用的2根信号线来进行利用电流的信号输出和电力供给，因此仪器设备可使用的消耗电流的峰值存在限制，并且，可使用的消耗电流值极小，所以必须尽可能将瞬间的消耗电流的增加抑制得较低。另一方面，如上所述，具备利用外部端子的模式切换功能的半导体集成电路可通过用户的设定来对是否将内置的下拉电阻等连接至外部端子进行切换，但该切换只能在上述半导体集成电路的启动后(例如，在微处理器等程序处理装置的情况下，在解除重置后)进行，而在启动时，内置的下拉电阻等与外部端子大多处于连接状态。因此，在半导体集成电路的启动时指定半导体集成电路的动作模式时，在将外部端子的逻辑电平设定为与由半导体集成电路中内置的下拉电阻等决定的逻辑电平相反的逻辑电平的情况下，必须将电流供给能力比内置的下拉元件等高的元件外接至该外部端子。例如，如图6所示，在启动时内置的下拉电阻Ra与外部端子Px处于连接状态的微处理器(MPU)中，在为了设定动作模式而欲将外部端子Px设为高电平的情况下，必须将具有比内置的下拉电阻Ra小的电阻值的上拉电阻Rb(＜＜Ra)连接至外部端子Px作为外接上拉电路。然而，在将电流供给能力较高的元件外接至外部端子的情况下，在正常动作时，较大的电流有可能经由该元件而流至半导体集成电路。例如，在上述的外部总线端子与模式切换端子合一的微处理器中，在将电阻值比内置的下拉电阻低的上拉电阻外接至该外部端子的情况下，若在正常动作时使用该端子来进行数据的传输等，则在该端子的电压为低电平的期间，较大的电流会经由上述上拉电阻而流入至半导体集成电路。若较大的电流如此流至半导体集成电路，则搭载有该半导体集成电路的仪器设备的消耗电流的峰值将增大，因此有损害仪器设备的性能之虞。例如，某些仪器设备必须将消耗电流的峰值抑制在4mA以下，即便经由上拉电阻而流至一个外部总线端子的峰值电流为数十μA左右，在上述上拉电阻分别连接至多个外部总线端子的情况下，合计的电流值的大小也会达到无法忽视的程度。作为上述问题的对策，例如考虑如下方法：在半导体集成电路的启动时，通过利用开关将外接的上拉元件连接至外部端子来确定动作模式，确定动作模式后，使上述开关断开而将外接的上拉元件与外部端子切断。由此，可避免上述问题。然而，该方法无法应对如下情况：在半导体集成电路的正常动作时，也希望对外部端子进行上拉或下拉。例如，在上述微处理器中，存在如下情况：在正常动作时未进行经由总线的数据的收发的时刻，希望将总线的信号线固定于高电平或低电平。在这种情况下，在确定动作模式后，通过将半导体集成电路的内置的下拉电阻等连接至外部端子，可对正常动作时的总线的信号线进行上拉或下拉，但是，半导体集成电路的内置的下拉电阻等的容许误差大多设定得较大，在使用下拉电阻等的电阻值存在减小的偏差的半导体集成电路的情况下，经由该下拉电阻而流动的电流将较大，从而有仪器设备的消耗电流的峰值超过容许值之虞。因此，在将上述半导体集成电路运用于二线式仪器设备的情况下，出于抑制消耗电流的观点，必须尽可能避免使用内置的下拉电阻等。本专利技术是鉴于上述问题而成，本专利技术的目的在于，在包含半导体集成电路的仪器设备中可任意设定启动时的上述半导体电路的外部端子的逻辑电平，并抑制上述仪器设备的消耗电流的峰值。解决问题的技术手段本专利技术的仪器设备(100、101)包括：半导体集成电路(2)；以及外部电位固定电路(5)，其用以固定半导体集成电路的外部端子(P1～Pn)的电位，该仪器设备(100、101)的特征在于，半导体集成电路包括内部电位固定电路(21)，所述内部电位固定电路(21)用于在第1固定电位(GND/VDD)与上述外部端子之间形成电流路径，以固定上述外部端子的电位，外部电位固定电路(5)在不同于第1固定电位的第2固定电位(VDD/GND)与外部端子之间选择性地形成第1电流路径和第2电流路径，所述第1电流路径的电流供给能力比内部电位固定电路的电流路径高，所述第2电流路径的电流供给能力比内部电位固定电路的电流路径低。在上述仪器设备中，半导体集成电路可还包括内部电路(20)，所述内部电路(20)对基于内部电位固定电路的第1固定电位与上述外部端子之间的电流路径的形成和该电流路径的切断进行控制，在由内部电位固定电路形成有电流路径时，外部电位固定电路可形成第1电流路径，在内部电位固定电路的电流路径被切断时，外部电位固定电路可形成第2电流路径。在上述仪器设备中，内部电位固定电路可包括串联在外部端子与第1固定电位之间的第1电阻(R1)及第1开关(SW1)，外部电位固定电路可包括：第2电阻(R2)，其连接在外部端子与第2固定电位之间，电阻值比第1电阻小；第3电阻(R3)，其在外部端子与第2固定电位之间与第2电阻串联，电阻值比第1电阻大；以及第2开关(SW2)，其与第3电阻并联。在上述仪器设备(100)中，第2固定电位(VDD)可高于第1固定电位(GND)。在上述仪器设备(101)中，第2固定电位(GND)可低于第1固定电位(VDD)。再者，在上述说明中，作为一例，加上括弧而记载有对应于专利技术的构成要素的附图上的参考符号。专利技术的效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仪器设备，其包括：半导体集成电路；以及外部电位固定电路，其用以固定所述半导体集成电路的外部端子的电位，该仪器设备的特征在于，所述半导体集成电路包括内部电位固定电路，所述内部电位固定电路用于在第1固定电位与所述外部端子之间形成电流路径，以固定所述外部端子的电位，所述外部电位固定电路在不同于所述第1固定电位的第2固定电位与所述外部端子之间选择性地形成第1电流路径或第2电流路径，所述第1电流路径的电流供给能力比所述内部电位固定电路的电流路径高，所述第2电流路径的电流供给能力比所述内部电位固定电路的电流路径低。

【技术特征摘要】
2015.08.18 JP 2015-1608441.一种仪器设备，其包括：半导体集成电路；以及外部电位固定电路，其用以固定所述半导体集成电路的外部端子的电位，该仪器设备的特征在于，所述半导体集成电路包括内部电位固定电路，所述内部电位固定电路用于在第1固定电位与所述外部端子之间形成电流路径，以固定所述外部端子的电位，所述外部电位固定电路在不同于所述第1固定电位的第2固定电位与所述外部端子之间选择性地形成第1电流路径或第2电流路径，所述第1电流路径的电流供给能力比所述内部电位固定电路的电流路径高，所述第2电流路径的电流供给能力比所述内部电位固定电路的电流路径低。2.根据权利要求1所述的仪器设备，其特征在于，所述半导体集成电路还包括内部电路，所述内部电路对基于所述内部电位固定电路的在所述第1固定电位与所述外部端子之间的电流路径的形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：间间田浩一，大中英治，北堀健太郎，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP