JPH06202909A - マイクロコンピュータおよびこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】暴走状態を検出して意図する安全な状態に復帰
させることができるマイクロコンピュータおよびこれを
用いた電子機器を提供する 【構成】メモリエリア１１内において、プログラムエリ
ア１１ａ以外の空きメモリエリア１１ｂの最終番地近傍
に暴走処理命令を格納し、誤動作により空きメモリエリ
ア１１ｂにおける無処理命令の番地をアクセスした場合
には、無処理命令を順次実行してプログラムカウンタ１
０の値を順次インクリメントし、無処理命令の実行を終
了した後に前記特定番地をアクセスして暴走処理命令を
実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる暴走防止機能
を有するマイクロコンピュータおよびこれを備えた電子
機器に関する。

【０００２】

【従来技術】近年のＬＳＩマイクロプロセッサ等の開発
により、あらゆる分野の電気的、機械的制御のコンピュ
ータ化が可能となった。このようなマイクロプロセッサ
としてＣＰＵ（中央演算処理装置）を内蔵する小型のマ
イクロコンピュータ、例えば１チップマイクロコンピュ
ータが広く利用されている。一般に、マイクロコンピュ
ータは、所定の処理命令をＲＯＭ（読み出し専用メモ
リ）などに予め書き込んでおくことによって、特定の処
理を行うコントローラとして種々の電子機器内に組み込
まれている。

【０００３】このようなマイクロコンピュータを用いて
電子機器などの制御を行う場合、信号線にノイズ等が乱
入する等何らかのプログラムの処理手順に異常が生じ、
マイクロコンピュータが暴走してしまうことがある。こ
のような場合、電子機器が誤動作を起こし、例えば石油
ストーブ等の電子機器においては、安全対策上、誤動作
による危険な状態の発生を防止する必要がある。

【０００４】従来からマイクロコンピュータの暴走を防
止する方法として次のような手法がある。即ち、実行さ
れるべき命令が格納されるＲＯＭには、各命令が記憶さ
れるプログラムメモリエリアと、各命令が記憶されてい
ない残余の空きメモリエリアとが存在する。この空きメ
モリエリアに予めＮＯＰ（ノーオペレーション：無処理
命令）を格納しておき、マイクロコンピュータが暴走し
て本来のプログラムメモリエリア以外の空きメモリエリ
アの番地をアクセスした場合にＮＯＰを実行する。ＮＯ
Ｐの番地がアクセスされると、文字通り何の処理も実行
されずに、プログラムカウンタが順次インクリメントさ
れ、空きメモリエリアのＮＯＰの番地が順次アクセスさ
れる。このようにＮＯＰの番地がアクセスされている間
にマイクロコンピュータ内部の回路状態を整えることが
できるとともに、該空きメモリエリアの次に処理命令が
格納されていれば、この処理命令の番地をアクセスして
マイクロコンピュータを正常に動作させることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような方法では、
空きメモリエリアの次にたとえば処理命令に必要なデー
タ等が格納されていた場合には、このデータの番地をア
クセスしてデータの値を処理命令として実行して、更に
別の暴走状態が発生することがある。また、空きメモリ
エリアの次に通常の処理命令が格納されていた場合で
も、この処理命令を実行することによってマイクロコン
ピュータ自体が正常な動作状態に復帰する保証はない。
むしろ、異常な状態で破壊されたフラグ等のデータが保
持されたままで何らかの処理命令の実行を再開すれば、
更なる重大な誤動作を誘発する要因となり、使用される
電子機器によっては安全対策上、極めて危険である。

【０００６】本発明は、上述の課題を解決し、暴走状態
を検出して意図する安全な状態に復帰させることができ
るマイクロコンピュータおよびこれを用いた電子機器を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、実行すべき命
令の番地をアクセスするプログラムカウンタと、このプ
ログラムカウンタのアクセスする所定範囲の番地に対応
し、各種の命令が格納されているプログラムメモリエリ
アと、プログラムカウンタの指令するプログラムメモリ
エリア以外の空きメモリエリアであって、少なくとも該
空きメモリエリアの最終若しくはその近傍の番地を含む
特定番地には暴走処理命令が格納され、前記特定番地以
前の番地には無処理命令無処理命令が格納される空きメ
モリエリアとを有し、誤動作により空きメモリエリアに
おける無処理命令の番地をアクセスした場合には、無処
理命令を順次実行してプログラムカウンタの値を順次イ
ンクリメントし、無処理命令の実行を終了した後に前記
特定番地をアクセスして暴走処理命令を実行することを
特徴とするマイクロコンピュータである。

【０００８】また、本発明は、実行すべき命令の番地を
アクセスするプログラムカウンタと、このプログラムカ
ウンタのアクセスする所定範囲の番地に対応し、各種の
命令が格納されているプログラムメモリエリアと、プロ
グラムカウンタの指令するプログラムメモリエリア以外
の空きメモリエリアであって、少なくとも該空きメモリ
エリアの最終若しくはその近傍の番地を含む特定番地に
は暴走処理命令が格納され、前記特定番地以前の番地に
は無処理命令が格納される空きメモリエリアとを有し、
誤動作により空きメモリエリアにおける無処理命令の番
地をアクセスした場合には、無処理命令を順次実行して
プログラムカウンタの値を順次インクリメントし、無処
理命令の実行を終了した後に前記特定番地をアクセスし
て暴走処理命令を実行するマイクロコンピュータを備え
たことを特徴とする電子機器である。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、空きメモリエリアの少なくと
も最終若しくはその近傍の番地を含む特定番地には、暴
走処理命令を格納し、空きメモリエリアの前記特定番地
以外の番地には無処理命令を格納するようにしたので、
本来プログラムメモリエリアの所定の番地をアクセスす
べきところをいわゆる暴走等の誤動作によって空きメモ
リエリアにアクセスした場合には、通常、空きメモリエ
リア内の無処理命令の番地をアクセスすることになる。
このような状態になれば、無処理命令を順次実行してプ
ログラムカウンタに格納している値を順次インクリメン
トして無処理命令の実行を終了し、その次に前記特定番
地をアクセスして暴走処理命令を実行する。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例であるマイクロコ
ンピュータの電気的構成を示すブロック図である。マイ
クロコンピュータ１は、プログラムが予め格納されてい
るＲＯＭ（読み出し専用メモリ）６、その内容を順次読
み出して実行するＣＰＵ５、各種ワーキングエリアとし
て用いられるＲＡＭ（読み出し／書込み可能なメモリ）
７、外部装置等に接続に対するＩ／Ｏポート８などから
構成される。

【００１１】次に図２に基づいてプログラムカウンタ１
０およびメモリエリア１１について説明する。

【００１２】プログラムカウンタ１０は、メモリエリア
１１に格納されている命令の実行順序を制御するもので
あり、クロック信号によって、その内容が順次更新され
る。このプログラムカウンタ１０の値は、実行する命令
のアドレス（ＲＯＭ上の番地）を示すものである。従っ
て、プログラムカウンタの値が例えば「１００」であれ
ば、メモリエリア１１の「１００」番地に格納されてい
る命令を実行する。このようにしてプログラムカウンタ
１０の指令によってその番地に格納されている命令を順
次実行していく。

【００１３】本実施例では、プログラムカウンタ１０を
１０ビットの容量とし、「０」〜「１０２３」番地まで
の指令が行えるものとして説明する。メモリエリア１１
のプログラムエリア１１ａには、該マイクロコンピュー
タを本格的に動作させる処理命令が格納され、メモリエ
リア１１の残余のエリア（空きメモリエリア１１ｂ）に
は、ＮＯＰおよび後述の暴走処理命令が格納されてい
る。

【００１４】本実施例では、メモリエリア１１の「０」
〜「７１１」番地までが前記プログラムメモリエリア１
１ａに対応しており、プログラムカウンタ１０の値が
「７１２」以上の場合にはプログラムエリア１１ａには
アクセスされることはなく、従って処理命令も実行され
ない。「７１２」〜「１０２３」番地は、空きメモリエ
リア１１ｂが対応しておりＮＯＰは「７１２」〜「１０
２０」番地に格納され、暴走処理命令は特定番地である
「１０２１」〜「１０２３」番地に格納されている。

【００１５】プログラムメモリエリア１１ａに格納され
る処理命令とは、たとえば電子機器内のパルスモータの
回転速度を制御するための処理命令や、データ伝送制御
を行う際の伝送速度を制御するための処理命令などであ
る。空きメモリエリア１１ｂに格納されるＮＯＰがアク
セスされると文字通り、何の処理も行わず、プログラム
カウンタ１０がインクリメントされていくのみである。

【００１６】このようなマイクロコンピュータにおい
て、正常な動作時には、プログラムカウンタ１０は、
「０」〜「７１１」の値しか示さず、従ってプログラム
メモリエリア１１ａ内の処理命令のみをアクセスしてお
り、空きメモリエリア１１ｂをアクセスすることはな
い。しかしながら、たとえば外乱ノイズ等によって該マ
イクロコンピュータがいわゆる暴走状態に陥った場合に
は、前記プログラムメモリエリア１１ａ以外のエリア、
すなわち空きメモリエリア１１ｂへのアクセスが行われ
ることがある。本発明では、このように、本来アクセス
されるはずのない空きメモリエリア１１ｂがアクセスさ
れたときに、該マイクロコンピュータが暴走状態にある
とみなし、これを防止すべく空きメモリエリア１１ｂに
暴走処理命令を予め格納している。

【００１７】すなわち、空きメモリエリア１１ｂの「７
１２」〜「１０２０」番地のいずれかにアクセスされる
と、対応する番地のＮＯＰが出力され、プログラムカウ
ンタ１０がインクリメントされる。これによって次の番
地のＮＯＰが出力されるとともに再びプログラムカウン
タ１０がインクリメントされる。こうしてＮＯＰが格納
されている番地が「１０２０」番地まで順次アクセスさ
れた後に、暴走処理命令が格納されている「１０２１」
〜「１０２３」番地がアクセスされ、暴走処理命令が出
力される。このように該マイクロコンピュータが暴走し
て空きメモリエリア１１ｂにアクセスされると、ＮＯＰ
が実行された後に暴走処理命令がアクセスされ、暴走処
理を確実に行える。

【００１８】暴走処理命令の内容は、該マイクロコンピ
ュータが制御すべき電子機器の種類等に応じて種々の態
様が考えられるが、具体的には次のような内容がある。

【００１９】（暴走処理命令）該マイクロコンピュー
タをリセットするリセット命令に相当する命令である。
たとえば、「０」番地にアドレスジャンプする命令であ
る。また、プリセット可能なオーバーフロー付きカウン
タを設け、異常が発生してカウンタがオーバーフローが
生じたときに、システムに異常があったことを外部に知
らせるとともに、異常時の処理をさせるためのいわゆる
ウォッチドッグタイマ内臓のマイクロコンピュータで
は、該暴走処理命令に対応する番地にアクセスされた場
合には再び自己の番地にアクセスする命令を暴走処理命
令として格納する。こうすると該暴走処理命令がアクセ
スされると無限ループを作り、ウォッチドックタイマが
起動して適切な処理が行われる。さらに、該マイクロコ
ンピュータ内に設けられている複数のリセットラインの
うちの特定のリセットラインのみをリセットする命令で
も良い。

【００２０】（暴走処理命令）例えば、炊飯器、石油
ストーブ等の異常時に危険な状態に陥りやすい電子機器
に適用される場合には、該システムを安全動作状態にし
た後にストップさせるいわゆるフェールセーフに相当す
る命令を格納する。具体的には、例えば割り込み処理命
令を伴い、この割り込み処理により関連する機能を安全
動作状態にした後に、該マイクロコンピュータ自体の動
作を停止させる等の命令などである。

【００２１】（暴走処理命令）該マイクロコンピュー
タが暴走状態にあることを外部に知らせる命令を格納す
る。具体的には暴走検出信号を出力する割り込み処理命
令を格納する。

【００２２】暴走処理命令としては、以上のような態様
があるが、これに限ることなく、他の態様の処理命令で
も良く、また本実施例では暴走処理命令は「１０２１」
〜「１０２３」番地の３番地分の命令としたが、１番地
分の命令でも良く、４番地分以上であっても良い。さら
に、暴走処理命令は空きメモリエリア１１ｂの最終番地
に格納する必要はなく、空きメモリエリア１１ｂの途中
番地に格納してもよく、その次の番地にたとえば処理命
令、または各種データ等を格納しても良い。

【００２３】メモリエリア１１に各命令を格納する際に
は、いわゆるマニュアル動作にて行っても良いが、アセ
ンブラ・コンパイラ、リンカ等のプログラムによって行
うことも可能である。この場合には、少なくとも（Ｉ）
メモリエリア１１のうちの対象エリアを設定し、（Ｉ
Ｉ）空きメモリエリア１１ｂに格納すべきデータを決
め、（ＩＩＩ）そのデータを、設定された空きメモリエ
リアに格納する手順が必要となる。

【００２４】図３は、本発明の一実施例のマイクロコン
ピュータ１が内蔵された炊飯器２０の電気的構成を示す
ブロック図である。

【００２５】炊飯器２０に内蔵されたマイクロコンピュ
ータ１には、炊き上げ時間、炊き方等のデータを入力す
るキー入力手段２１、時刻等を表示する表示部２２、ヒ
ータ２３を駆動する駆動回路２４、たとえばヒータ２３
の温度を検出するセンサ２５が接続され、該炊飯器全体
を制御している。

【００２６】このような炊飯器２０に適用されるマイク
ロコンピュータ１では、たとえば上記暴走処理命令を
予め格納しておけば、仮に該マイクロコンピュータ１が
暴走したとしても、フェールセーフな状態に設定された
後に、全体が停止されるので、火災等の発生を未然に防
止できる。本実施例では、炊飯器について説明したが、
これに限らず、ＴＶ、ＶＴＲ、リモートコントロール装
置、石油ストーブ等の各種電子機器に適用されるのは言
うまでもない。

【発明の効果】以上のように本発明に従えば、本来プロ
グラムメモリエリアの所定の番地をアクセスすべきとこ
ろを、いわゆる暴走等の誤動作によって空きメモリエリ
アにアクセスした場合には、空きメモリエリア内の無処
理命令を順次実行した後に、暴走処理命令を確実に実行
することができるので、上述した暴走状態を防止するこ
とができる。また、前記暴走処理命令を実行した後に、
例えばプログラムメモリエリア内の所定の番地をアクセ
スするように設定すれば、暴走状態が発生しても、暴走
処理命令を実行して確実に暴走処理を行った後に正常な
状態に復帰することになるので、暴走発生後の悪影響を
排除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のマイクロコンピュータの構
成を示すブロック図である。

【図２】プログラムカウンタおよびメモリエリアの概念
図である。

【図３】本発明の一実施例のマイクロコンピュータが内
蔵された炊飯器の電気的構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ ・・・マイクロコンピュータ １０ ・・・プログラムカウンタ １１ ・・・メモリエリア １１ａ・・・プログラムメモリエリア １１ｂ・・・空きメモリエリア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実行すべき命令の番地をアクセスするプ
   ログラムカウンタと、 このプログラムカウンタのアクセスする所定範囲の番地
   に対応し、各種の命令が格納されているプログラムメモ
   リエリアと、 プログラムカウンタの指令するプログラムメモリエリア
   以外の空きメモリエリアであって、少なくとも該空きメ
   モリエリアの最終若しくはその近傍の番地を含む特定番
   地には暴走処理命令が格納され、前記特定番地以前の番
   地には無処理命令が格納される空きメモリエリアとを有
   し、 誤動作により空きメモリエリアにおける無処理命令の番
   地をアクセスした場合には、無処理命令を順次実行して
   プログラムカウンタの値を順次インクリメントし、 無処理命令の実行を終了した後に前記特定番地をアクセ
   スして暴走処理命令を実行することを特徴とするマイク
   ロコンピュータ。
2. 【請求項２】 実行すべき命令の番地をアクセスするプ
   ログラムカウンタと、 このプログラムカウンタのアクセスする所定範囲の番地
   に対応し、各種の命令が格納されているプログラムメモ
   リエリアと、 プログラムカウンタの指令するプログラムメモリエリア
   以外の空きメモリエリアであって、少なくとも該空きメ
   モリエリアの最終若しくはその近傍の番地を含む特定番
   地には暴走処理命令が格納され、前記特定番地以前の番
   地には無処理命令が格納される空きメモリエリアとを有
   し、 誤動作により空きメモリエリアにおける無処理命令の番
   地をアクセスした場合には、無処理命令を順次実行して
   プログラムカウンタの値を順次インクリメントし、無処
   理命令の実行を終了した後に前記特定番地をアクセスし
   て暴走処理命令を実行するマイクロコンピュータを備え
   たことを特徴とする電子機器。