带过热保护器的半导体集成电路器件和保护方法技术

一种防止图形板上ＬＳＩ图像处理电路过热的保护器。ＬＳＩ电路与时钟发生器的时钟信号同步工作。对发热量较高的ＬＳＩ电路加装温度传感器，将它们检测的温度信号提供给温控单片机，由它确定相应ＬＳＩ的温度并判断其中的最高温度是否大于表示警戒的第一阈值和表示危险的第二阈值，根据判断结果分别进行抑制ＬＳＩ电路过热处理或暂停时钟发生器工作。从而缓解ＬＳＩ电路过热状况使其保持正常工作状态。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有过热保护器的半导体集成电路器件及防止半导体集成电路过热的保护方法，用于防止半导体集成电路板上的半导体集成电路过热。诸如LSI电路等半导体集成电路芯片在高速工作时会产生大量的热。在某些应用场合，芯片发热到因自身的热量而使其损坏的高温。通常，半导体集成电路的发热量与其电能消耗量密切相关，当它消耗更多的电能时，它就产生更大的热量。半导体集成电路大致分成双极型和C-MOS型。近年来发现，C-MOS半导体集成电路被广泛地应用，因为它不工作时所需的功率较小。C-MOS半导体集成电路消耗的电能量与其工作频率成正比。较高工作频率的C-MOS半导体集成电路所消耗的电能较大。如附图5所示，C-MOS半导体集成电路产生的热量与其工作频率成正比。装有半导体集成电路的个人用计算机或其它电子产品一般装有诸如冷风扇等的冷却系统，用以保护半导体集成电路和其它零部件不过热，原因是半导体集成电路能发热到很高的温度。当冷却系统破坏时，应发出警报提示用户采取某些预防措施，以保护半导体集成电路和其它零部件过热。诸如商业用的视频游戏机的电子设备也装有各种半导体集成电路，并通常安装在禁止人们用手直接接触它们的环境中，以便工作中进行过热保护。如果这些电子设备的冷却系统损坏，由于这种损坏通常检测不到，常导致电子设备本身被损坏或工作无法控制。本专利技术的目的是，提供有过热保护器的半导体集成电路器件，以有效地保护安装在商业上使用的诸如视频游戏机的电子设备中的半导体集成电路板上的半导体集成电路不过热。本专利技术的另一目的是，提供防止安装在商业上使用的诸如视频游戏机的电子设备中的半导体集成电路板过热的保护方法。按照本专利技术的一个方案，提供有过热保护器的半导体集成电路器件，它包括时钟发生器，它产生控制时钟信号；半导体集成电路板，它支承半导体集成电路，半导体集成电路与时钟发生器产生的控制时钟信号同步工作；温度传感器，它位于半导体集成电路附近，以产生表示半导体集成电路温度的温度检测信号；温度监视装置，用于根据温度传感器检测到的温度信号确定半导体集成电路的温度，如果所确定的温度高于第1阈值并小于比第1阈值大的第2阈值，发出报警信号，若确定的温度高于第2阈值，发出时钟截止信号使时钟发生器截止；和过热抑制装置，响应温度监视装置发出的警报信号抑制半导体集成电路过热。如果确定的温度大于第1阈值并小于第2阈值，则温度监视装置发出报警信号，使过热抑制装置工作，抑制半导体集成电路过热。如果过热抑制装置没能使半导体集成电路的温度降低，而且该温度变成高于第2阈值，则温度监视装置发出时钟截止信号使时钟发生器截止，因此，半导体集成电路停止工作。温度传感器可以包括多个温度传感器。半导体集成电路可以包括多个半导体集成电路。各温度传感器分别位于各半导体集成电路附近。温度监视装置可包括根据各个温度传感器来的检测到的温度信号确定各个半导体集成电路温度的装置，若检测到的温度中的最高温度高于第1阈值并小于第2阈值，此装置发出报警信号，如果确定的温度中的一个最高温度高于第2阈值，此装置发出时钟截止信号使时钟发生器截止。因此，即使半导体集成电路板上安装有多个半导体集成电路，也可根据半导体集成电路的最高温度防止它们过热。半导体集成电路可包括图像处理半导体集成电路，该半导体集成电路器件还可包括控制装置，用于在图像处理半导体集成电路上执行图像处理程序。过热抑制装置包括该控制装置，该控制装置响应报警信号减少由图像处理半导体集成电路处理的数据量。温度监视装置可包括发送时钟截止信号到控制装置使时钟发生器截止的装置。因此，如果半导体集成电路包括图像处理半导体集成电路，响应报警信号，控制装置使由图像处理半导体集成电路处理的数据量减小，因此，图像处理半导体集成电路消耗的电能量也减小，以防止过热。当响应来自温度监视装置的时钟截止信号而使时钟发生器截止时，时钟发生器的截止态指示控制装置，它能识别出图像处理半导体集成电路在执行图像处理程序时因时钟发生器的截止状态而不工作。过热抑制装置可包括冷却装置，用于冷却半导体集成电路；和起动装置，响应报警信号起动冷却装置。响应报警信号，起动装置起动冷却装置冷却半导体集成电路板。按照本专利技术，还提供防止安装在半导体集成电路板上并与时钟发生器产生的控制时钟信号同步工作的半导体集成电路过热的保护方法，它包括下列步骤监视半导体集成电路的温度，若监视温度高于第1阈值并低于比第1阈值大的第2阈值时，发出报警信号，以抑制半导体集成电路过热，若监视的温度高于第2阈值，发出时钟截止信号使时钟发生器截止。半导体集成电路可包括多个半导体集成电路，温度监视步骤可包括监视多个半导体集成电路的各个温度中最高温度的步骤。半导体集成电路可包括图像处理半导体集成电路，该方法还包括响应报警信号减小由图像处理半导体集成电路处理的数据量的步骤。半导体集成电路可包括图像处理半导体集成电路，该方法还包括响应报警信号冷却图像处理半导体集成电路的步骤。该方法还包括下面的步骤在监视的温度大于第2阈值之后，若确定监视的温度又低于第2阈值，发出时钟起动信号使时钟发生器再次工作。按照本专利技术，还提供带过热保护器的半导体集成电路器件，它包括支承半导体集成电路的半导体集成电路板；温度传感器，用于产生表示半导体集成电路温度的检测温度信号；和过热抑制装置，用于确定由检测温度信号指示的温度是否大于第1阈值和比第1阈值大的第2阈值，若该温度大于第1阈值并小于第2阈值，抑制半导体集成电路过热，若该温度大于第2阈值，暂时停止半导体集成电路的工作。通过以下参见附图对本专利技术优选实施例的说明，本专利技术的上述目的，其它目的、特征和优点将变得显而易见。附图说明图1是本专利技术的装有过热保护器的半导体集成电路器件的方框图；图2是过热保护器的部分以方框形式的电路图；图3是过热保护器的工作顺序流程图；图4是说明过热保护器工作方式的示图；以及图5是表示常规C-MOS半导体集成电路所产生的热量与其工作频率成正比的曲线图。如图1所示，本专利技术的装有过热保护器的半导体集成电路器件包括安装在诸如商业用视频游戏机的电子设备的图形板1上的图像处理器2。图像处理器2包括作为包括图像处理电路的半导体集成电路的多个LSI电路。LSI电路与时钟发生器5产生的高频控制时钟信号CK(见图2)同步工作。由于供给LSI电路的控制时钟信号CK是高频，LSI电路工作时会产生高温，因此，装有散热器(未画出)。过热保护器包括多个(图示的实施例中为4个)由热敏电阻器等组成的温度传感器3a、3b、3c和3d，用于防止组装在这些LSI电路上的一些散热器发热的温度高于其它LSI电路的发热温度。各温度传感器3a、3b、3c和3d的电阻值与相应散热器的温度密切相关，温度传感器3a、3b、3c和3d产生温度检测信号，它是与散热器温度成正比的电信号。温度传感器3a、3b、3c和3d产生的温度检测信号传输到温度监视微型计算机4，它包括一个单片微型计算机，作为安装在图形板1上的温度监视装置。温度监视微型计算机4包括计算单元，它根据传送的温度信号计算相应的LSI电路的温度。温度监视微型计算机4包括判断单元41，它确定计算出的温度中的最高温度是否高于相当于警戒电平的第1阈值TH1和相当于危险电平的第2阈值TH2(TH2＞TH本文档来自技高网...

【技术保护点】
带过热保护器的半导体集成电路器件，包括： 时钟发生器，用于产生控制时钟信号； 半导体集成电路板，用于支承半导体集成电路，半导体集成电路能与所述时钟发生器产生的控制时钟信号同步工作； 温度传感器，位于所述半导体集成电路附近，用于产生指示所述半导体集成电路温度的温度检测信号； 温度监视装置，用于根据由所述温度传感器发出的温度检测信号确定所述半导体集成电路的温度，若确定的温度大于第１阈值并小于比所述第１阈值大的第２阈值时，发出报警信号，若确定的温度高于所述第２阈值时，发出时截止信号使时钟发生器截止；和 过热抑制装置，用于响应由所述温度监视装置发出的报警信号抑制所述半导体集成电路的过热。

【技术特征摘要】
JP 1996-7-25 196306/961.带过热保护器的半导体集成电路器件，包括时钟发生器，用于产生控制时钟信号；半导体集成电路板，用于支承半导体集成电路，半导体集成电路能与所述时钟发生器产生的控制时钟信号同步工作；温度传感器，位于所述半导体集成电路附近，用于产生指示所述半导体集成电路温度的温度检测信号；温度监视装置，用于根据由所述温度传感器发出的温度检测信号确定所述半导体集成电路的温度，若确定的温度大于第1阈值并小于比所述第1阈值大的第2阈值时，发出报警信号，若确定的温度高于所述第2阈值时，发出时钟截止信号使时钟发生器截止；和过热抑制装置，用于响应由所述温度监视装置发出的报警信号抑制所述半导体集成电路的过热。2.按照权利要求1的半导体集成电路器件，其中，所述温度传感器包括多个温度传感器，所述半导体集成电路包括多个半导体集成电路，所述各温度传感器位于所述各半导体集成电路附近，其中所述温度监视装置包括温度确定装置，它分别根据来自所述温度传感器的各温度检测信号确定各个所述半导体集成电路的温度，若确定的温度中的最高温度大于所述第1阈值和小于所述第2阈值，发出所述报警信号，若确定的温度中的所述最高温度高于所述第2阈值，发出时钟截止信号使时钟发生器截止。3.按照权利要求1的半导体集成电路器件，其中，所述半导体集成电路包括图像处理半导体集成电路，还包括控制装置，用于在所述图像处理半导体集成电路上执行图像处理程序，所述过热抑制装置包括所述控制装置，响应所述报警信号，所述控制装置减小要用所述图像处理半导体集成电路处理的数据量，其中，所述温度监视装置包括时钟截止信号发生装置，用于给所述控制装置发出所述时钟截止...

【专利技术属性】
技术研发人员：北野丰文，
申请(专利权)人：科乐美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]