專利名稱：微型計算機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型計算機，特別是，涉及在構(gòu)成輸入輸出部的電路與內(nèi)部電路中使用不同的電源電壓的微型計算機的改良。
圖8中，以框圖示出現(xiàn)有的微型計算機10的結(jié)構(gòu)。微型計算機10包括CPU(中央處理單元)1；RAM(隨機存取存儲器)2；ROM(只讀存儲器)3；以及輸入輸出PAD(連接端)部(輸入輸出接口)50，互相由數(shù)據(jù)總線DTB及地址總線ADB來連接。
在這里，使用圖9說明有關(guān)輸入輸出連接端部50的結(jié)構(gòu)。輸入輸出連接端部50包括連接到外部端子OT上的輸入保護電路51；連接到輸入保護電路51上的輸出緩沖器52；TTL輸入檢測電路53；施密特型輸入檢測電路54；以及輸入輸出控制電路4。當(dāng)提供到外部端子OT上的信號為正常信號時，它通過輸入保護電路51后，分成3條路徑。即，作為CMOS輸入檢測信號CM，提供給輸入輸出控制電路4的路徑；提供給TTL輸入檢測電路53的路徑；提供給施密特型輸入檢測電路54的路徑。
輸入保護電路51是當(dāng)把非標(biāo)準的高電壓信號提供給外部端子OT時用于保護輸入輸出連接端部50內(nèi)的電路。例如，假定輸入保護電路51的工作電壓為5V時，在輸入超過5V的信號的情況下，使電壓降低到5V并輸出；在把比0V小的信號輸入的情況下，使電壓升高到0V。因而，在把5V系統(tǒng)的信號輸入的情況下，它通過輸入保護電路51，相反，因為由輸出緩沖器52輸出的信號為5V系統(tǒng)的信號，所以，在通過輸入保護電路51后，輸出到外部端子OT。
TTL輸入檢測電路53是根據(jù)TTL基準對輸入信號的電壓電平進行判斷的電路，在TTL模式下進行信號接收發(fā)送的情況下使用，將其輸出作為TTL輸入檢測信號TL提供給輸入輸出控制電路4。另一方面，因為近年的微型計算機以CMOS技術(shù)來構(gòu)成，所以，在COMS模式下進行信號接收發(fā)送的情況下不需要特殊的檢測電路。
施密特型輸入檢測電路54是用于當(dāng)輸入信號中包含噪聲等時把噪聲除去的電路，它由施密特電路等構(gòu)成，將其輸出作為施密特型輸入檢測信號ST提供給輸入輸出控制電路4。
再者，根據(jù)把外部端子OT作為怎樣的端口使用來分別使用TTL輸入檢測電路53、施密特型輸入檢測電路54等，例如，當(dāng)把外部端子OT作為存儲器接口使用時，使用TTL輸入檢測電路53；當(dāng)把外部端子OT作為串行通信用接口使用時，使用施密特型輸入檢測電路54。
電子設(shè)備的控制系統(tǒng)，特別是使用了微型計算機的系統(tǒng)，大多由使用5V電源電壓進行工作的半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)。把電源電壓定為5V這一點基于歷史的原因，但是，微型計算機10及安裝到微型計算機10中的半導(dǎo)體裝置全部以相同的電源電壓工作這一點，在半導(dǎo)體裝置之間進行信號接收發(fā)送時是很方便的。
然而，微型計算機的性能越來越高，例如要求更高的工作頻率。在這里，存在著當(dāng)提高工作頻率時，耗電與其成比例地增加的問題。還有，由于與近年的高集成化相伴隨的微細化，即使使用5V電源電壓也能使半導(dǎo)體裝置中產(chǎn)生高的電場強度，易于產(chǎn)生熱載流子現(xiàn)象引起的特性惡化等問題。通過降低微型計算機的電源電壓，能夠解決這樣的問題，可以考慮在結(jié)構(gòu)輸入輸出部的電路、邏輯部及存儲器部等內(nèi)部電路中，使用不同的電源電壓。例如在特開平4-336812號公報、特開平3-145744號公報中，可以看到這種結(jié)構(gòu)的描述。
然而，在作成這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，在與構(gòu)成系統(tǒng)的其它半導(dǎo)體裝置的接口的適應(yīng)性方面存在問題。即，如果采用上述微型計算機10為例，則在CPU1、RAM2、ROM3等內(nèi)部電路中使用例如3.3V電源電壓，而在微型計算機10之外安裝的半導(dǎo)體裝置中使用5V的電源電壓進行工作時，為了與該半導(dǎo)體裝置進行連接，在輸入輸出連接端部50中必須使用5V的電源電壓，但是，因為內(nèi)部電路使用3.3V的電源電壓進行工作，所以，存在著在兩者之間不能直接進行信號接收發(fā)送的問題。
還有，一般在微型計算機中，在所謂通用端口與所謂系統(tǒng)端口中要求不同的輸出特性，其中，通用端口包括數(shù)據(jù)輸入輸出端口、模擬輸入端口、復(fù)位輸入端口等；系統(tǒng)端口用于與外部裝置連接，而外部裝置用于構(gòu)成裝在外部的存儲器等系統(tǒng)。即，要求在通用端口上具有盡可能平緩的輸出特性，要求在系統(tǒng)端口上具有陡峭的輸出特性。與此相應(yīng)，把通過端子來變更輸出特性稱為轉(zhuǎn)換速率控制(slew rate control)。
本發(fā)明之目的為提供這樣的微型計算機，在構(gòu)成輸入輸出部的電路和邏輯部及存儲器部等內(nèi)部電路中使用不同的電源電壓的微型計算機中，在內(nèi)部電路與構(gòu)成輸入輸出部的電路之間可以接收發(fā)送電壓電平不同的信號，并且，可以進行轉(zhuǎn)換速率控制。
本發(fā)明第1方面所述的微型計算機包括連接到外部裝置上的外部端子；輸入輸出部，它使用第1電壓進行工作，用于與連接到上述外部端子上的上述外部裝置進行信號交換；控制電路，它使用第2電壓進行工作，用于控制連接到上述輸入輸出部上的上述外部端子的工作狀態(tài)；內(nèi)部電路，它使用上述第2電壓進行工作，連接到上述控制電路上；以及電壓變換部，它與上述輸入輸出部一對一地對應(yīng)設(shè)置，它具有第1電平移動器，用于根據(jù)上述第1電壓與上述第2電壓之不同，使從上述控制電路輸出的第1信號的電壓電平移動，作為第1已移動的信號輸出到上述輸入輸出部；以及第2電平移動器，用于根據(jù)上述第1電壓與上述第2電壓之不同，使從上述輸入輸出部輸入的第2信號的電壓電平移動，作為第2已移動的信號輸出到上述控制電路上。
本發(fā)明第2方面所述的微型計算機中，上述第1電平移動器包括接受上述第1信號的輸入端子；輸出上述第1已移動的信號的輸出端子；導(dǎo)電型互不相同的第1與第2晶體管的串聯(lián)連接體；把上述第1電壓供給到其兩端間的導(dǎo)電型互不相同的第3與第4晶體管的串聯(lián)連接體；以及倒相器，它使用上述第1電壓進行工作，具有連接到上述輸入端子上的輸入端以及連接到上述第4晶體管控制電極上的輸出端，把上述第1晶體管的控制極連接到上述第3與第4晶體管的連接節(jié)點上，把上述第3晶體管的控制電極連接到上述第1與第2晶體管的連接節(jié)點上，把上述第2晶體管的控制電極連接到上述輸入端子上，把上述第3與第4晶體管的連接節(jié)點連接到上述輸出端子上，上述外部端子、上述輸入輸出部、上述電壓變換部成為一組，構(gòu)成端口，上述微型計算機具有作為通用端口使用的第1端口和作為系統(tǒng)端口使用的第2端口，把上述第1～第4晶體管溝道的寬度設(shè)定得比較小，以便在上述第1端口中得到平緩的輸出特性；把上述第1～第4晶體管溝道的寬度設(shè)定得比較大，以便在上述第2端口中得到陡峭的輸出特性。
本發(fā)明第3方面的微型計算機中，上述外部端子、上述輸入輸出部、上述電壓變換部成為一組，構(gòu)成端口，上述微型計算機具有作為通用端口使用的第1端口和作為系統(tǒng)端口使用的第2端口，從不同的電源把工作電壓提供給上述第1端口及上述第2端口。


圖1為說明與本發(fā)明有關(guān)的實施例的微型計算機的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2為說明與本發(fā)明有關(guān)的實施例的部分結(jié)構(gòu)的框圖；圖3為說明與本發(fā)明有關(guān)的實施例的部分結(jié)構(gòu)的框圖；圖4為說明與本發(fā)明有關(guān)的實施例的電平移動器的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖5為說明與本發(fā)明有關(guān)的實施例的電平移動器的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖6為說明與本發(fā)明有關(guān)的實施例的電平移動器的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖7為說明與本發(fā)明有關(guān)的實施例的微型計算機的結(jié)構(gòu)的框圖；圖8為說明現(xiàn)有的微型計算機的結(jié)構(gòu)的框圖；以及圖9為說明現(xiàn)有的微型計算機的部分結(jié)構(gòu)的框圖。
圖1中，作為與本發(fā)明有關(guān)的實施例，用框圖示出微型計算機100的結(jié)構(gòu)。再者，在以后的說明中，把由5V電位與地電位成對提供的電源稱為5V系統(tǒng)電源，同時，把由使用5V系統(tǒng)電源進行工作的半導(dǎo)體裝置提供的信號稱為5V系統(tǒng)信號。同樣地，把由3.3V電位與地電位成對提供的電源稱為3.3V系統(tǒng)電源，同時，把由使用3.3V系統(tǒng)電源進行工作的半導(dǎo)體裝置提供的信號稱為3.3V系統(tǒng)信號。
(A-1微型計算機100的結(jié)構(gòu))微型計算機100包括CPU1；RAM2；ROM3；輸入輸出控制電路4；以及輸入輸出PAD(連接端)部(輸入輸出接口)5。把輸入輸出連接端部5配置在外部端子OT的附近，把輸入輸出控制電路4配置在遠離輸入輸出連接端部5的地方。然后，由控制信號線組6連接輸入輸出連接端部5與輸入輸出控制電路4。再者，CPU1、RAM2、ROM3、輸入輸出控制電路4互相由數(shù)據(jù)總線DTB及地址總線ADB連接。再者，例如把3.3V系統(tǒng)電源供給CPU1、RAM2、ROM3、輸入輸出控制電路4，例如把5V系統(tǒng)電源及3.3V系統(tǒng)電源供給輸入輸出連接端部5。
在這里，把輸入輸出控制電路4與輸入輸出連接端部5作成分開的模塊，將其離開一定的距離來配置，其理由是為了防止在電源電壓高的、即工作電壓高的輸入輸出連接端部5中產(chǎn)生的噪聲影響輸入輸出控制電路4，是為了增強微型計算機100抗電磁干擾(EMI)的性能。
(A-2輸入輸出連接端部5的結(jié)構(gòu))其次，使用圖2，說明有關(guān)輸入輸出連接端部5的結(jié)構(gòu)。輸入輸出連接端部5包括連接到外部端子OT上的輸入保護電路51；連接到輸入保護電路51上的輸出緩沖器52；TTL輸入檢測電路53；施密特型輸入檢測電路54；以及在與內(nèi)部電路之間可以接收發(fā)送電壓電平不同的信號的電壓變換部55。在輸入輸出連接端部5中，可以把除電壓變換部55以外的結(jié)構(gòu)，即，輸入保護電路51、輸出緩沖器52、TTL輸入檢測電路53；施密特型輸入檢測電路54合在一起，總稱為輸入輸出部。再者，輸入輸出部，即，輸入保護電路51、輸出緩沖器52、TTL輸入檢測電路53、施密特型輸入檢測電路54使用5V系統(tǒng)電源進行工作。
還有，輸入保護電路51、輸出緩沖器52、TTL輸入檢測電路53、施密特型輸入檢測電路54的結(jié)構(gòu)及工作與現(xiàn)有的相同，把CMOS輸入檢測信號CM、TTL輸入檢測信號TL、施密特型輸入檢測信號ST提供給電壓變換部55。
電壓變換部55包括5V/3.3V變換電路511，用于把5V系統(tǒng)信號即CMOS輸入檢測信號CM變換成3.3V系統(tǒng)信號；5V/3.3V變換電路531，用于把5V系統(tǒng)信號即TTL輸入檢測信號TL變換成3.3V系統(tǒng)信號；5V/3.3V變換電路541，把5V系統(tǒng)信號即施密特型輸入檢測信號ST變換成3.3系統(tǒng)信號；以及3.3V/5V變換電路521及522(第1電平移動器)，用于把從輸入輸出控制電路4輸出的3.3V系統(tǒng)信號即輸出允許信號HE及LE(第1信號)變換成5V系統(tǒng)信號。
然后，把5V/3.3V變換電路511、531、541的輸出分別作為已變換的CMOS輸入檢測信號CMX、TTL輸入檢測信號TLX、施密特型輸入檢測信號STX，提供給輸入輸出控制電路4，把3.3V/5V變換電路521及522的輸出分別作為變換后的輸出允許信號HEX及LEX(第1已移動的信號)，提供給輸出緩沖器52。
圖3中示出輸入輸出控制電路4的結(jié)構(gòu)。輸入輸出控制電路4包括用于控制外部端子OT的工作狀態(tài)的電路，即端口方向寄存器41；工作模式寄存器42和端口數(shù)據(jù)寄存器43等。而且，為了通過這些寄存器與內(nèi)部電路進行數(shù)據(jù)接收發(fā)送，把輸入輸出控制電路4連接到數(shù)據(jù)總線DTB及地址總線ADB上。
再者，只用外部端子OT不具有作為端口的功能，應(yīng)該把用電壓變換部55及輸出輸出部構(gòu)成的輸入輸出連接端部5與外部端子OT的組合作為端口，但是，為了簡單起見，在下面的說明中，把外部端子OT稱為端口。即，把外部端子OT作為輸入端口使用這樣的表述意味著把外部端子OT與輸入輸出連接端部5的組合作為輸入端口使用。
工作模式寄存器42具有切換外部端子OT的工作模式的功能，即，或者把外部端子OT作為輸入輸出端口使用(端口模式)，或者例如將其作為定時器的輸入來使用等。而且，當(dāng)工作模式寄存器42指示工作模式時，端口方向寄存器41具有下述設(shè)定功能，即，把外部端子OT或者作為輸入端口使用，或者作為輸出端口使用。
當(dāng)把外部端子OT作為輸入輸出端口使用時，端口數(shù)據(jù)寄存器43具有下述功能，讀出朝向外部端子OT的數(shù)據(jù)及寫入來自外部端子OT的數(shù)據(jù)。即，當(dāng)工作模式寄存器42是指示端口模式時，在端口方向寄存器41指示輸入時，端口數(shù)據(jù)寄存器43中示出對應(yīng)于外部端子OT的電壓電平的邏輯值(數(shù)據(jù))。另一方面，當(dāng)端口方向寄存器41指示輸出時，如果把邏輯值(數(shù)據(jù))寫入端口數(shù)據(jù)寄存器43中，則把對應(yīng)于該邏輯值的電壓輸出到外部端子OT上。
還有，輸入輸出控制電路4具有輸出輸出允許信號HE及輸出輸出允許信號LE的功能，HE把外部端子OT的輸出設(shè)定為“H”；LE把外部端子OT的輸出設(shè)定為“L”。
輸出緩沖器52接受對應(yīng)于輸出允許信號HE及LE的信號，使之通過輸入保護電路51輸出到外部端子OT上。再者，當(dāng)輸出允許信號HE及LE中的任一信號均成為無效時，外部端子OT成為高阻狀態(tài)(HiZ狀態(tài))。輸入輸出控制電路4的結(jié)構(gòu)及功能與以往相同。
(A-3電壓變換部55的結(jié)構(gòu)及工作)其次，使用圖4，說明構(gòu)成3.3V/5V變換電路521及522的電平移動器LF1(第1電平移動器)。
電平移動器LF1包括輸入端子T1及輸出端子T2；倒相器IV1，它具有輸出端及連接到輸入端子T1上的輸入端，它使用3.3V系統(tǒng)電源進行工作；PMOS晶體管Q1及Q2；以及NMOS晶體管Q3及Q4。而且，晶體管Q1及Q2的源極連接到電源VD5上，晶體管Q3及Q4的源極都接地。而且，晶體管Q1的柵極、晶體管Q2的漏極及晶體管Q4的漏極共同連接到輸出端子T2上。還有，晶體管Q2的柵極、晶體管Q1的漏極、晶體管Q3的漏極共同連接起來。還有，晶體管Q3及晶體管Q4的柵極分別連接到倒相器IV1的輸入端及輸出端上。再者，電源VD5供給5V電壓。
在這里，使用圖5，示出倒相器IV1的結(jié)構(gòu)。倒相器IV1由在電源VD3與地之間串聯(lián)連接的PMOS晶體管Q5、NMOS晶體管Q6構(gòu)成；兩個晶體管的柵極共同連接起來成為倒相器IV1的輸入端，兩個晶體管的漏極共同連接起來成為倒相器IV1的輸出端。再者，電源VD3供給3.3V電壓。
其次，說明有關(guān)電平移動器LF1的工作。因為通過輸入端子T1提供到倒相器IV1輸入端上的控制信號是3.3V系統(tǒng)信號，倒相器IV1使用3.3V系統(tǒng)電源進行工作，所以，把對應(yīng)于與提供給晶體管Q3柵極的電位對應(yīng)的邏輯相反的邏輯的電位提供給晶體管Q4的柵極，從輸出端子T2可以得到對應(yīng)于電源VD5電位的控制信號，即5V系統(tǒng)信號。
其次，使用圖6，說明5V/3.3V變換電路511、531、541。用電平移動器LF2(第2電平移動器)結(jié)構(gòu)5V/3.3V變換電路511、531、541。電平移動器LF2包括在電源VD3與地之間串聯(lián)連接的PMOS晶體管Q7及NMOS晶體管Q8和在電源VD3與地之間串聯(lián)連接的PMOS晶體管Q9及NMOS晶體管Q10。而且，PMOS晶體管Q7與NMOS晶體管Q8的柵極共同連接起來，成為電平移動器LF2的輸入端，PMOS晶體管Q7與NMOS晶體管Q8的連接節(jié)點共同連接到PMOS晶體管Q9及NMOS晶體管Q10的柵極上，PMOS晶體管Q9與NMOS晶體管Q10的連接節(jié)點成為電平移動器LF2的輸出端。在這里，因為在PMOS晶體管Q7及NMOS晶體管Q8的柵極上接受5V系統(tǒng)信號，所以，使用高耐壓(耐壓5V以上)晶體管，以免柵極氧化膜受到破壞。再者，因為在PMOS晶體管Q9及NMOS晶體管Q10的柵極上接受3.3V系統(tǒng)信號，所以，不需要特別高的耐壓。
其次，說明有關(guān)電平移動器LF2的工作。當(dāng)把5V系統(tǒng)信號提供給電平移動器LF2的輸入端時，PMOS晶體管Q7與NMOS晶體管Q8的連接節(jié)點大致等于地電位，PMOS晶體管Q9變成導(dǎo)通狀態(tài)，在電平移動器LF2的輸出端上可以得到對應(yīng)于電源VD3的電位的控制信號，即3.3V系統(tǒng)信號。
(A-4轉(zhuǎn)換速率控制)其次，說明有關(guān)在微型計算機100中進行轉(zhuǎn)換速率控制的情況。在進行轉(zhuǎn)換速率控制的情況下，通過在電壓變換部55中調(diào)整構(gòu)成3.3V/5V變換電路521及522的電平移動器LF1的輸出特性，能夠調(diào)整外部端子OT的輸出特性。
即，當(dāng)把外部端子OT作為輸入輸出端口使用時(作為通用端口使用時)，因為需要平緩的輸出特性，所以，通過減小構(gòu)成電平移動器LF1的PMO晶體管Q1及Q2、NMOS晶體管Q3及Q4的溝道寬度(晶體管的尺寸)，使得在各晶體管中流動的主電流變小，使切換工作變慢，結(jié)果，電平移動器LF1的輸出特性即外部端子OT的輸出特性變得平緩。
另一方面，當(dāng)把外部端子OT作為用于與外部存儲器連接的端口使用時(作為系統(tǒng)端口使用時)，因為需要陡峭的輸出特性，所以，通過增大構(gòu)成電平移動器LF1的PMOS晶體管Q1及Q2、NMOS晶體管Q3及Q4的溝道寬度(晶體管的尺寸)，使得在各晶體管中流動的主電流變大，使切換工作變快，結(jié)果，電平移動器LF1的輸出特性即外部端子的輸出特性變得陡峭。再者，根據(jù)所需的輸出特性來設(shè)定晶體管的溝道寬度。
再者，外部端子OT的輸出特性最終由輸出緩沖器52的輸出特性來確定。因此，預(yù)先設(shè)定輸出緩沖器52，使其輸出特性盡可能陡峭。例如，把在輸出緩沖器52的輸入端上接受上升、下降時間近于零的信號的情況作為理想狀態(tài)，對輸出緩沖器52進行設(shè)計。因為實際上在輸出緩沖器52的輸入端上接受的輸出允許信號HEX及LEX具有給定的上升、下降時間，所以，輸出緩沖器52的輸出特性不是如設(shè)計值那樣。
轉(zhuǎn)換速率控制利用此現(xiàn)象，通過調(diào)整輸出緩沖器52前級電路的輸出，對輸出緩沖器52的輸出特性，即外部端子OT的輸出特性進行調(diào)整。因而，雖然即使盡可能增大PMOS晶體管Q1及Q2、NMOS晶體管Q3及Q4的溝道寬度，也不能使輸出緩沖器52的輸出特性比設(shè)計值(理想值)陡峭，但是，通過變更PMOS晶體管Q1及Q2、NMOS晶體管Q3及Q4的溝道寬度能夠相對地或使輸出特性變得陡峭、或變得平緩。
(A-5特征的作用效果)如上所說明，因為微型計算機100包括電壓變換部55，所以，即使在構(gòu)成輸入輸出部的電路、邏輯部或存儲器部等的內(nèi)部電路中使用不同的電源電壓時，也能夠接收發(fā)送信號，其中該電壓變換部55在使用5V系統(tǒng)電源進行工作的輸入輸出部(輸入保護電路51、輸入輸出緩沖器52、TTL輸入檢測電路53、施密特型輸入檢測電路54)與使用3.3V系統(tǒng)電源進行工作的輸入輸出控制電路4之間，變換在此二者之間接收發(fā)送的信號的電壓電平。
而且，通過調(diào)節(jié)設(shè)置于輸入輸出連接端部5內(nèi)的結(jié)構(gòu)電壓變換部55的晶體管溝道的寬度，可以進行變換速度控制，不需要為了進行轉(zhuǎn)換速率控制而設(shè)置專用的電路，能夠謀求裝置的小型化。
(A-6變形例)在上面的說明中，說明了用于把使用5V系統(tǒng)電源進行工作的半導(dǎo)體裝置連接到微型計算機上的結(jié)構(gòu)，示出了把5V系統(tǒng)電源及3.3V系統(tǒng)電源供給輸入輸出連接端部5的情況，但是，不需要把全部輸入輸出連接端部5連接到共同的5V系統(tǒng)電源及3.3V系統(tǒng)電源上。
即，也可以在把外部端子OT作為用于與外部存儲器連接的端口使用時(作為系統(tǒng)端口使用)、及在把外部端子OT作為輸入輸出端口使用時(作為通用端口使用時)，把工作電壓分開供給連接到分別的外部端子OT上的輸入輸出連接端部5。圖7中，示出其結(jié)構(gòu)的概念圖。
圖7中，外部端子OTA～OTC是作為通用端口使用的端子，將其分別連接到輸入輸出連接端部5A～5C上。還有，由通用端口用的電源端子PT1及PT2把工作電壓(3.3V及5V)供給輸入輸出連接端部5A～5C。
還有，外部端子OTD～OTF是作為系統(tǒng)端口使用的端子，將其分別連接到輸入輸出連接端部5D～5F上。還有，由系統(tǒng)端口用的電源端子PT3～PT4把工作電壓(3.3V及5V)供給輸入輸出連接端部5D～5F。再者，圖7中，省略了輸入輸出控制電路4。還有，輸入輸出連接端部5A～5F具有與用圖2已說明的輸入輸出連接端部5相同的結(jié)構(gòu)。
這樣，通過在通用端口及系統(tǒng)端口中從不同的電源供給對于各自的輸入輸出連接端部的工作電壓，可以降低連接到系統(tǒng)端口上的輸入輸出連接端部的電源電壓，能夠與趨向于低電壓化前進的半導(dǎo)體裝置相適應(yīng)。
即，近年來，半導(dǎo)體裝置中3.3V系統(tǒng)電源逐漸成為主流，如果只用5V系統(tǒng)電源的半導(dǎo)體裝置組裝系統(tǒng)，就不能使用性能良好的半導(dǎo)體裝置。特別是，在存儲器中要求高速工作，故使用3.3V系統(tǒng)電源的存儲器是不可缺少的。因此，如果對于連接到系統(tǒng)端口上的輸入輸出連接端部5D～5F從系統(tǒng)端口用電源端子PT3及PT4供給3.3V電壓，就可以連接使用3.3V電源進行工作的存儲器。
再者，使用圖2已說明的輸入輸出連接端部5以3.3V系統(tǒng)電源進行工作這一點，就是使輸入保護電路51、連接到輸入保護電路51上的輸出緩沖器52、TTL輸入檢測電路53、施密特型輸入檢測電路54使用3.3V系統(tǒng)電源進行工作，但這在工作上并無問題。還有，在5V/3.3V變換電路511、531、541、3.3V/5V變換電路521及522均不進行電壓變換，但是，只是成為延時電路，其存在對于微型計算機100的工作并無障礙。
還有，在上面的說明中，以使用3.3V系統(tǒng)電源進行工作的半導(dǎo)體裝置及使用5V系統(tǒng)電源進行工作的半導(dǎo)體裝置為對象作了說明，但是，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于此，例如，即使在將來進一步推進低電壓化，使用2V系統(tǒng)電源及1V系統(tǒng)電源進行工作的半導(dǎo)體裝置成為主流的情況下，本發(fā)明當(dāng)然也能夠應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明第1方面的微型計算機，因為具備在工作電壓不同的輸入輸出部與控制電路之間變換在此二者之間接收發(fā)送的信號的電壓電平的電壓變換部，對從控制電路輸出的第1信號進行電平移動，作為第1已移動的信號輸出到輸入輸出部上、對從輸入輸出部輸入的第2信號進行電平移動，作為第2已移動的信號提供給控制電路，所以，在構(gòu)成輸入輸出部的電路、由邏輯部及存儲器部等結(jié)構(gòu)的內(nèi)部電路中使用不同的電源電壓時，也能夠接收發(fā)送信號。
根據(jù)本發(fā)明第2方面的微型計算機，因為作為通用端口使用的第1端口的輸出特性變得平緩、作為系統(tǒng)端口使用的第2端口的輸出特性變得陡峭，所以，可以進行所需的轉(zhuǎn)換速率控制。還有，因為通過調(diào)節(jié)構(gòu)成電平移動器的晶體管溝道的寬度進行轉(zhuǎn)換速率控制，所以，不需要為了進行轉(zhuǎn)換速率控制而設(shè)置專用的電路，能夠謀求裝置的小型化。
根據(jù)本發(fā)明第3方面的微型計算機，從不同的電源對作為通用端口使用的第1端口及作為系統(tǒng)端口使用的第2端口提供工作電壓，可以獨立地變更連接到系統(tǒng)端口上的輸入輸出部的電源電壓，可以安裝各種電源電壓不同的半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1．一種微型計算機，其特征在于，包括連接到外部裝置上的外部端子；輸入輸出部，它使用第1電壓進行工作，連接到上述外部端子上，與上述外部裝置進行信號交換；控制電路，它使用第2電壓進行工作，連接到上述輸入輸出部上，控制上述外部端子的工作狀態(tài)；內(nèi)部電路，它使用上述第2電壓進行工作，將其連接到上述控制電路上；以及電壓變換部，它與上述輸入輸出部一對一地對應(yīng)設(shè)置，它具有第1電平移動器，用于根據(jù)上述第1電壓與上述第2電壓之不同，使從上述控制電路輸出的第1信號的電壓電平發(fā)生移動，作為第1已移動的信號輸出到上述輸入輸出部上；以及第2電平移動器，用于根據(jù)上述第1電壓與上述第2電壓之不同，使從上述輸入輸出部輸入的第2信號的電壓電平發(fā)生移動，作為第2已移動的信號輸出到上述控制電路上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的微型計算機，其特征在于上述第1電平移動器包括供給上述第1信號的輸入端子和輸出上述第1已移動了的信號的輸出端子；導(dǎo)電型互不相同的第1與第2晶體管的串聯(lián)連接體，把上述第1電壓供給到其兩端間；導(dǎo)電型互不相同的第3與第4晶體管的串聯(lián)連接體，把上述第一電壓供給到其兩端間；以及倒相器，它使用上述第1電壓進行工作，具有連接到上述輸入端子上的輸入端以及連接到上述第4晶體管控制極上的輸出端，把上述第1晶體管的控制極連接到上述第3與第4晶體管的連接節(jié)點上，把上述第3晶體管的控制電極連接到上述第1與第2晶體管的連接節(jié)點上，把上述第2晶體管的控制電極連接到上述輸入端子上，把上述第3與第4晶體管的連接節(jié)點連接到上述輸出端子上，上述外部端子、上述輸入輸出部、上述電壓變換部成為一組，構(gòu)成端口，上述微型計算機具有作為通用端口使用的第1端口；以及作為系統(tǒng)端口使用的第2端口，把上述第1～第4晶體管的溝道寬度設(shè)定得比較小，以便在上述第1端口中得到平緩的輸出特性，把上述第1～第4晶體管的溝道寬度設(shè)定得比較大，以便在上述第2端口中得到陡峭的輸出特性。
3．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的微型計算機，其特征在于上述外部端子、上述輸入輸出部、上述電壓變換部成為一組，構(gòu)成端口，上述微型計算機具有作為通用端口使用的第1端口；以及作為系統(tǒng)端口使用的第2端口；從不同的電源把工作電壓供給上述第1端口及上述第2端口。
全文摘要
提供下述的微型計算機,該微型計算機在構(gòu)成輸入輸出部的電路、邏輯部或存儲器部等的內(nèi)部電路中使用不同的電源電壓,在內(nèi)部電路和構(gòu)成輸入輸出部的電路之間可以接收發(fā)送電壓電平不同的信號,并且,可以控制轉(zhuǎn)換速率。輸入輸出連接部5包括:連接到外部端子OT上的輸入保護電路51;連接到輸入保護電路51上的輸出緩沖器52;TTL輸入輸出電路53;施密特型輸入檢測電路54;以及在與內(nèi)部電路之間可以接收發(fā)送電壓電平不同的信號的電壓變換部55。
文檔編號H01L21/70GK1224187SQ9811950
公開日1999年7月28日 申請日期1998年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月18日
發(fā)明者前田升平 申請人:三菱電機株式會社