JPH0535538A - マイクロプロセツサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ファームウェアに依存することな
く、分岐命令や割込み命令も含めた全ての命令処理に於
いて即座に暴走検出を可能としたことを特徴とする。 【構成】サブルーチンコールの毎にカウンタ１１をカウ
ントアップし、スタックにプッシュして、リターン時に
ポップされるカウンタ値とそのときのカウンタ値とを比
較器１２で比較し、異なっていたならば暴走と見做すこ
とにより、サブルーチンジャンプからのリターン時に即
座にプログラムの暴走検出が可能なハードウェアをもつ
構成としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプログラム暴走検出回路
を内蔵したマイクロプロセッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体技術の進歩により、マイク
ロプロセッサ、周辺制御用ＬＳＩ、メモリＬＳＩが非常
に安価に供給されるようになり、これらを適宜組合わせ
ることにより比較的高性能なパーソナルコンピュータを
構築できるようになった。

【０００３】特にこの種パーソナルコンピュータに於け
る制御中枢となるマイクロプロセッサの性能向上は目覚
ましく、８ビット、１６ビット、３２ビットデータ処理
は勿論のこと、最近では６４ビット処理あるいはキャッ
シュ内蔵のものまで出現してきた。

【０００４】ところで、上述したパーソナルコンピュー
タは内蔵のメモリにプログラムを格納し、プログラムカ
ウンタに設定されるアドレスに従い、その内容を読み出
しながらデータ処理を実行する。プログラムカウンタは
次に実行すべき命令のメモリアドレスを示しており、１
命令の実行が終了する毎に更新され、次のアドレスが設
定される。このようなシステムにて、通常のデータ処理
中、プログラムの暴走を検出するには、従来、例えば、
ウォッチドッグタイマのようにファームウェアに依存
し、プログラム中にタイマをリセットさせる命令を入れ
ておいて、プログラムカウンタの値がある設定値以上に
なった場合に暴走と判断し暴走検出を行なっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来はタイマのカウン
トアップがある一定値を示すことで暴走検出を行なって
いたため、即座に暴走検出を行なうことができない。い
ずれにせよプログラムに手を加える必要があり、プログ
ラマによる負担が大きかった。これを解決するためにマ
イクロプロセッサ内部に、プログラムカウンタの値をコ
ンペアにより検査する回路を持ち、ファームウェアに依
存せず、即座に暴走を検出するハードウェアが考えられ
る。しかしながら、メモリに格納された命令がシーケン
シャルに実行される場合は良いとしても分岐命令や割込
み命令処理時にコンペア操作を禁止するための手段が必
要となり、従って暴走検出ができず、その時点で暴走し
ていても検出不可能であった。

【０００６】本発明は、ファームウェアに依存すること
なく、分岐命令や割込み命令も含めた全ての命令処理に
おいて即座に暴走検出可能なマイクロプロセッサを提供
することを目的とする。

【０００７】

【発明の構成】

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロプロセ
ッサは、命令を解読するデコード回路と、デコード回路
によりサブルーチンコールもしくはリターン命令を検出
することによりｎビットデータの更新を行なうカウンタ
と、サブルーチンコールの毎に上記カウンタを更新して
記憶装置にプッシュし、リターンの毎にその値をポップ
するスタック制御回路と、ポップした値とその時点での
カウンタの値を比較する比較回路とを具備し、比較回路
による比較結果によってプログラム暴走を検出すること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】上述した構成にて、サブルーチンコール毎にカ
ウンタをカウントアップし、スタックにプッシュする。
リターン時にポップされるカウンタの値とそのときのカ
ウンタ値とを比較し、異なっていたならば暴走と見做
す。これらの処理をファームウェアによらず全てハード
ウェアで実現することによりサブルーチンジャンプから
のリターン時に、即座にプログラムの暴走検出が可能と
なる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明が使用されるパーソナルコンピ
ュータの構成例を示すブロック図である。

【００１１】図において、１はマイクロプロセッサ（μ
ＣＰＵ）であり、システムＲＡＭ２に格納されたプログ
ラムもしくはＢＩＯＳ−ＲＯＭ３（基本入出力システ
ム）に格納されたプログラムを読み出し、演算制御もし
くはシステムに接続される各入出力装置の制御を行な
う。システムＲＡＭ２にはプログラム領域の他に本発明
にて使用されるスタック領域も割り付けられる。

【００１２】４，５，６はそれぞれ入出力装置であり、
４はデータ入力を行なうキーボード（ＫＢ）、５は外部
記憶となるフロッピーディスク装置（ＦＤＤ）、６はデ
ータ表示がなされるディスプレイ装置（ＣＲＴ）であ
る。これら入出力装置はいずれもＢＩＯＳプログラムの
制御を受け、いずれもマイクロプロセッサ１によってプ
ログラム可能な入出力コントローラであるキーボードコ
ントローラ（ＫＢＣ）７、フロッピーディスクコントロ
ーラ（ＦＤＣ）８、ディスプレイコントローラ（ＣＲＴ
Ｃ）９を介して接続される。

【００１３】図２は本発明の実施例を示すブロック図で
あり、図１に示すマイクロプロセッサ１のうち、本発明
と関係する部分のみ抽出して示したものである。

【００１４】図において、１１はカウンタであり、分岐
命令を検出することによりｎビットデータのアップ／ダ
ウンがなされる。１２は比較回路であり、上述したカウ
ンタ１１の値と図示しない記憶装置（スタック機構）か
ら読み込んだ値との比較を行なう。１３はセレクタであ
り、カウンタ１１の値とスタック機構から得られる値と
を切り替え、比較回路１２に供給する。

【００１５】以下、本発明の実施例の動作について説明
する。

【００１６】本発明は上述したように、サブルーチンコ
ール毎にカウンタをカウントアップし、スタックにプッ
シュする。リターン時にポップされるカウンタの値とそ
のときのカウンタ値とを比較し、異なっていたならば暴
走とみなす。上記処理機能をファームウェアによらず、
全てハードウェアで実現することにより、サブルーチン
ジャンプからのリターン時、即座にプログラムの暴走検
出を可能とする。このために、サブルーチンコール、リ
ターン命令等を検出する命令デコード回路を備える。

【００１７】以下、図２を使用して本発明の実施例によ
る動作を説明する。

【００１８】まず、サブルーチンコール命令実行時にカ
ウンタ１１の値を更新（アップカウント）し、記憶装置
（スタック）にプッシュする。

【００１９】分岐命令が繰り返された場合も同様の動作
を繰り返す。

【００２０】次にリターン命令によって分岐先より分岐
地点に戻る場合は、上述した記憶装置から値をポップ
し、セレクタ１３を介して比較回路１２にてカウンタ１
１値と比較し、データの不一致を示していたなら暴走と
判断する。

【００２１】データが一致していたならば正常動作と判
断し、カウンタ１１をダウンカウントし、次の命令処理
に進む。

【００２２】リターン命令が繰り返された場合も同様の
動作を繰り返す。

【００２３】比較回路１２の出力によってはプログラム
暴走回避のためにマイクロプロセッサの動作を停止させ
たり、初期ルーチンへ強制的に戻す回路を付加すること
で暴走回避が可能である。

【００２４】

【発明の効果】上記したように本発明によれば、分岐命
令を含む全ての命令処理に於いて即座にプログラムの暴
走検出が可能となり、信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるパーソナルコンピュータの
構成例を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例を示すブロック図。

【符号の説明】

１１…カウンタ，１２…比較回路，１３…セレクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 命令を解読するデコード回路と、このデ
   コード回路でサブルーチンコール又はリターン命令を検
   出することによりｎビットデータの更新を行なうカウン
   タと、上記サブルーチンコール検出の度に上記カウンタ
   を更新して記憶装置にプッシュし、リターンの毎にその
   値をポップするスタック制御回路と、ポップした値とそ
   の時点でのカウンタの値を比較する比較回路とを具備
   し、上記比較回路の比較結果によってプログラム暴走を
   検出することを特徴とするマイクロプロセッサ。