JPH08339308A - デジタル処理装置 - Google Patents
デジタル処理装置Info
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- JPH08339308A JPH08339308A JP7169230A JP16923095A JPH08339308A JP H08339308 A JPH08339308 A JP H08339308A JP 7169230 A JP7169230 A JP 7169230A JP 16923095 A JP16923095 A JP 16923095A JP H08339308 A JPH08339308 A JP H08339308A
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- JP
- Japan
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- microcomputer
- reset
- power
- processing unit
- signal
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- Microcomputers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外付け部品を必要とすることなく、異常発生
時の暴走を防止しうるシングルチップマイクロコンピュ
ータ等を実現する。これにより、マイクロコンピュータ
等ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発
生時における事故及び部品の損傷等を防止し、システム
の信頼性を高める。 【構成】 マイクロコンピュータMCU等に、ウォッチ
ドッグタイマからの異常検出信号TDあるいは中央処理
装置からの命令による完全停止制御レジスタRSTPの
書き込みを受けて選択的に内部信号CGをロウレベルに
固定しクロック生成回路CLKGの動作を停止してマイ
クロコンピュータ等を完全停止状態とするクロックコン
トローラCLKCを設けるとともに、この完全停止状態
の解除を、電源再投入時のパワーオンリセット信号PO
Rによってのみ可能とする。
時の暴走を防止しうるシングルチップマイクロコンピュ
ータ等を実現する。これにより、マイクロコンピュータ
等ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発
生時における事故及び部品の損傷等を防止し、システム
の信頼性を高める。 【構成】 マイクロコンピュータMCU等に、ウォッチ
ドッグタイマからの異常検出信号TDあるいは中央処理
装置からの命令による完全停止制御レジスタRSTPの
書き込みを受けて選択的に内部信号CGをロウレベルに
固定しクロック生成回路CLKGの動作を停止してマイ
クロコンピュータ等を完全停止状態とするクロックコン
トローラCLKCを設けるとともに、この完全停止状態
の解除を、電源再投入時のパワーオンリセット信号PO
Rによってのみ可能とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はデジタル処理装置に関
し、例えば、自動車や産業用機械等に組み込まれるシン
グルチップマイクロコンピュータならびにその異常発生
時における信頼性の向上に利用して特に有効な技術に関
するものである。
し、例えば、自動車や産業用機械等に組み込まれるシン
グルチップマイクロコンピュータならびにその異常発生
時における信頼性の向上に利用して特に有効な技術に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】中央処理装置やメモリ及びアナログディ
ジタル変換回路等の各種モジュールを内蔵するシングル
チップマイクロコンピュータがあり、このようなマイク
ロコンピュータを組み込んだ自動車及び産業用機械等が
ある。これらの応用分野では、何らかの異常が発生した
ときでもその影響がシステム全般に波及するのを防止す
るいわゆるフェイルセーフ機能が重要視され、マイクロ
コンピュータには、異常を検出しその動作を停止するウ
ォッチドッグタイマ等が設けられる。
ジタル変換回路等の各種モジュールを内蔵するシングル
チップマイクロコンピュータがあり、このようなマイク
ロコンピュータを組み込んだ自動車及び産業用機械等が
ある。これらの応用分野では、何らかの異常が発生した
ときでもその影響がシステム全般に波及するのを防止す
るいわゆるフェイルセーフ機能が重要視され、マイクロ
コンピュータには、異常を検出しその動作を停止するウ
ォッチドッグタイマ等が設けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロコンピ
ュータにおいて、ウォッチドッグタイマから出力される
異常検出信号はいわゆる通常リセットの発生条件として
用いられ、マイクロコンピュータつまりその中央処理装
置は、リセットによる異常検出信号の回復を受けて動作
を再開する。このため、ウォッチドッグタイマによる異
常検出の条件が回復しない場合には、システムが言わば
暴走状態となり、特に自動車及び産業用機械等において
は最悪人命を傷つけあるいはモータ等の部品を損傷させ
るような重大結果を招くおそれがある。また、これに対
処するため、外部端子から継続してリセット信号を入力
する方法も考えられるが、マイクロコンピュータに対し
て外付け部品が必要となり、シングルチップ化の効果が
損なわれる。
ュータにおいて、ウォッチドッグタイマから出力される
異常検出信号はいわゆる通常リセットの発生条件として
用いられ、マイクロコンピュータつまりその中央処理装
置は、リセットによる異常検出信号の回復を受けて動作
を再開する。このため、ウォッチドッグタイマによる異
常検出の条件が回復しない場合には、システムが言わば
暴走状態となり、特に自動車及び産業用機械等において
は最悪人命を傷つけあるいはモータ等の部品を損傷させ
るような重大結果を招くおそれがある。また、これに対
処するため、外部端子から継続してリセット信号を入力
する方法も考えられるが、マイクロコンピュータに対し
て外付け部品が必要となり、シングルチップ化の効果が
損なわれる。
【0004】この発明の目的は、外付け部品を必要とす
ることなく、異常発生時の暴走を防止しうるシングルチ
ップマイクロコンピュータ等のデジタル処理装置を提供
することにある。この発明の他の目的は、シングルチッ
プマイクロコンピュータ等ならびにこれを含む自動車及
び産業用機械等の異常発生時における事故及び部品の損
傷等を防止し、システムの信頼性を高めることにある。
ることなく、異常発生時の暴走を防止しうるシングルチ
ップマイクロコンピュータ等のデジタル処理装置を提供
することにある。この発明の他の目的は、シングルチッ
プマイクロコンピュータ等ならびにこれを含む自動車及
び産業用機械等の異常発生時における事故及び部品の損
傷等を防止し、システムの信頼性を高めることにある。
【0005】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、自動車や産業用機械等に組み
込まれるシングルチップマイクロコンピュータ等に、ウ
ォッチドッグタイマによる異常検出あるいは中央処理装
置からの命令による所定レジスタの書き込みを受けて選
択的にクロック生成回路の動作を停止し、マイクロコン
ピュータ等を完全停止状態とするためのクロックコント
ローラを設けるとともに、この完全停止状態の解除を、
電源再投入時のパワーオンリセット信号によってのみ可
能とする。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、自動車や産業用機械等に組み
込まれるシングルチップマイクロコンピュータ等に、ウ
ォッチドッグタイマによる異常検出あるいは中央処理装
置からの命令による所定レジスタの書き込みを受けて選
択的にクロック生成回路の動作を停止し、マイクロコン
ピュータ等を完全停止状態とするためのクロックコント
ローラを設けるとともに、この完全停止状態の解除を、
電源再投入時のパワーオンリセット信号によってのみ可
能とする。
【0007】
【作用】上記手段によれば、異常発生時には、動作電源
が切断再投入されるまでの間、マイクロコンピュータ等
の動作を完全停止できるため、外付け部品を必要とする
ことなく、異常発生時の暴走を防止しうるマイクロコン
ピュータ等のデジタル処理装置を実現することができ
る。この結果、シングルチップマイクロコンピュータ等
ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発生
時における事故及び部品の損傷等を防止し、システムの
信頼性を高めることができる。
が切断再投入されるまでの間、マイクロコンピュータ等
の動作を完全停止できるため、外付け部品を必要とする
ことなく、異常発生時の暴走を防止しうるマイクロコン
ピュータ等のデジタル処理装置を実現することができ
る。この結果、シングルチップマイクロコンピュータ等
ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発生
時における事故及び部品の損傷等を防止し、システムの
信頼性を高めることができる。
【0008】
【実施例】図1には、この発明が適用されたシングルチ
ップマイクロコンピュータMCUの一実施例のブロック
構成図が示されている。また、図2には、図1のマイク
ロコンピュータMCUに含まれるクロックコントローラ
CLKCの一実施例の回路構成図が示されている。さら
に、図3には、図1のマイクロコンピュータMCUの一
実施例の状態遷移図が示され、図4には、その一実施例
の遷移条件図が示されている。これらの図をもとに、こ
の実施例のマイクロコンピュータMCU及びクロックコ
ントローラCLKCの構成及び動作ならびにその特徴に
ついて説明する。なお、図2の各回路素子ならびに図1
の各ブロックを構成する回路素子は、公知のMOSFE
T(金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ。この明
細書では、MOSFETをして絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタの総称とする)集積回路の製造技術により、
単結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成され
る。また、この実施例のシングルチップマイクロコンピ
ュータMCUは、自動車又は産業用機械等に組み込ま
れ、その制御装置として機能する。
ップマイクロコンピュータMCUの一実施例のブロック
構成図が示されている。また、図2には、図1のマイク
ロコンピュータMCUに含まれるクロックコントローラ
CLKCの一実施例の回路構成図が示されている。さら
に、図3には、図1のマイクロコンピュータMCUの一
実施例の状態遷移図が示され、図4には、その一実施例
の遷移条件図が示されている。これらの図をもとに、こ
の実施例のマイクロコンピュータMCU及びクロックコ
ントローラCLKCの構成及び動作ならびにその特徴に
ついて説明する。なお、図2の各回路素子ならびに図1
の各ブロックを構成する回路素子は、公知のMOSFE
T(金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ。この明
細書では、MOSFETをして絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタの総称とする)集積回路の製造技術により、
単結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成され
る。また、この実施例のシングルチップマイクロコンピ
ュータMCUは、自動車又は産業用機械等に組み込ま
れ、その制御装置として機能する。
【0009】図1において、この実施例のマイクロコン
ピュータMCUは、いわゆるストアドプログラム方式の
中央処理装置CPUをその基本構成要素とする。中央処
理装置CPUには、特に制限されないが、内部バスIB
USを介してリードオンリーメモリROM,ランダムア
クセスメモリRAM,アナログディジタル変換回路A/
D,ウォッチドッグタイマWDT,タイマー回路TIM
及びシリアルコミュニケーションインターフェイスSC
Iが結合される。また、中央処理装置CPUを含むマイ
クロコンピュータMCUの各部には、クロック生成回路
CLKGから所定のクロック信号CLKが供給され、マ
イクロコンピュータMCUは、さらに、クロック生成回
路CLKGの動作を制御するためのクロックコントロー
ラCLKCと、電源投入時にマイクロコンピュータMC
Uの各部を初期状態にリセットするためのパワーオンリ
セット回路PORとを備える。
ピュータMCUは、いわゆるストアドプログラム方式の
中央処理装置CPUをその基本構成要素とする。中央処
理装置CPUには、特に制限されないが、内部バスIB
USを介してリードオンリーメモリROM,ランダムア
クセスメモリRAM,アナログディジタル変換回路A/
D,ウォッチドッグタイマWDT,タイマー回路TIM
及びシリアルコミュニケーションインターフェイスSC
Iが結合される。また、中央処理装置CPUを含むマイ
クロコンピュータMCUの各部には、クロック生成回路
CLKGから所定のクロック信号CLKが供給され、マ
イクロコンピュータMCUは、さらに、クロック生成回
路CLKGの動作を制御するためのクロックコントロー
ラCLKCと、電源投入時にマイクロコンピュータMC
Uの各部を初期状態にリセットするためのパワーオンリ
セット回路PORとを備える。
【0010】ウォッチドッグタイマWDTには、中央処
理装置CPUから内部信号PRが供給され、その出力信
号つまり異常検出信号TDは、クロックコントローラC
LKCに供給される。また、クロック生成回路CLKG
の一方の入力端子は、外部端子EXTALを介して水晶
発振子XTALの一方の電極に結合され、その他方の入
力端子には、クロックコントローラCLKCのクロック
出力信号CGが供給される。水晶発振子XTALの他方
の電極は、外部端子XTALを介してクロックコントロ
ーラCLKCに結合される。パワーオンリセット回路P
ORには、外部端子VCC及びVSSを介してシングル
チップマイクロコンピュータMCUの動作電源となる電
源電圧VCC及び接地電位VSSがそれぞれ供給され、
その出力信号つまりパワーオンリセット信号PORは、
クロックコントローラCLKCに供給される。クロック
コントローラCLKCには、さらに中央処理装置CPU
から完全停止制御レジスタRSTP(第1のレジスタ)
の出力信号RSTPならびにモード制御レジスタRCM
D(第2のレジスタ)の出力信号RCMDが供給され、
その出力信号つまり通常リセット信号RSは、中央処理
装置CPUを含むマイクロコンピュータMCUの各部に
供給される。
理装置CPUから内部信号PRが供給され、その出力信
号つまり異常検出信号TDは、クロックコントローラC
LKCに供給される。また、クロック生成回路CLKG
の一方の入力端子は、外部端子EXTALを介して水晶
発振子XTALの一方の電極に結合され、その他方の入
力端子には、クロックコントローラCLKCのクロック
出力信号CGが供給される。水晶発振子XTALの他方
の電極は、外部端子XTALを介してクロックコントロ
ーラCLKCに結合される。パワーオンリセット回路P
ORには、外部端子VCC及びVSSを介してシングル
チップマイクロコンピュータMCUの動作電源となる電
源電圧VCC及び接地電位VSSがそれぞれ供給され、
その出力信号つまりパワーオンリセット信号PORは、
クロックコントローラCLKCに供給される。クロック
コントローラCLKCには、さらに中央処理装置CPU
から完全停止制御レジスタRSTP(第1のレジスタ)
の出力信号RSTPならびにモード制御レジスタRCM
D(第2のレジスタ)の出力信号RCMDが供給され、
その出力信号つまり通常リセット信号RSは、中央処理
装置CPUを含むマイクロコンピュータMCUの各部に
供給される。
【0011】ここで、中央処理装置CPUは、リードオ
ンリーメモリROMに格納されたユーザプログラムに従
ってステップ動作し、所定の演算処理を実行するととも
に、マイクロコンピュータの各部を制御・統括する。こ
の実施例において、中央処理装置CPUは、命令により
書き込み可能な完全停止制御レジスタ及びモード制御レ
ジスタを備え、その出力信号RSTP及びRCMDは、
前述のように、クロックコントローラCLKCに供給さ
れる。また、中央処理装置CPUのプログラム実行状況
を示す内部信号PRは、ウォッチドッグタイマWDTに
よって常時モニタされ、マイクロコンピュータMCUの
異常検出に供される。
ンリーメモリROMに格納されたユーザプログラムに従
ってステップ動作し、所定の演算処理を実行するととも
に、マイクロコンピュータの各部を制御・統括する。こ
の実施例において、中央処理装置CPUは、命令により
書き込み可能な完全停止制御レジスタ及びモード制御レ
ジスタを備え、その出力信号RSTP及びRCMDは、
前述のように、クロックコントローラCLKCに供給さ
れる。また、中央処理装置CPUのプログラム実行状況
を示す内部信号PRは、ウォッチドッグタイマWDTに
よって常時モニタされ、マイクロコンピュータMCUの
異常検出に供される。
【0012】次に、リードオンリーメモリROMは、例
えば所定の記憶容量を有するマスクROM等からなり、
中央処理装置CPUの制御に必要なプログラムや固定デ
ータを格納する。また、ランダムアクセスメモリRAM
は、例えば所定の記憶容量を有するスタティック型RA
M等からなり、中央処理装置CPUの演算結果や制御デ
ータ等を一時的に格納する。さらに、アナログディジタ
ル変換回路A/Dは、外部の各種センサから入力される
アナログ入力信号を所定ビットのディジタル信号に変換
し、内部バスIBUSを介して中央処理装置CPU等に
伝達する。タイマー回路TIMは、クロック発生回路C
PGから供給されるクロック信号に従って時間計時を行
い、シリアルコミュニケーションインターフェイスSC
Iは、例えばマイクロコンピュータの外部に結合された
シリアル入出力装置とランダムアクセスメモリRAMと
の間の高速データ転送をサポートする。
えば所定の記憶容量を有するマスクROM等からなり、
中央処理装置CPUの制御に必要なプログラムや固定デ
ータを格納する。また、ランダムアクセスメモリRAM
は、例えば所定の記憶容量を有するスタティック型RA
M等からなり、中央処理装置CPUの演算結果や制御デ
ータ等を一時的に格納する。さらに、アナログディジタ
ル変換回路A/Dは、外部の各種センサから入力される
アナログ入力信号を所定ビットのディジタル信号に変換
し、内部バスIBUSを介して中央処理装置CPU等に
伝達する。タイマー回路TIMは、クロック発生回路C
PGから供給されるクロック信号に従って時間計時を行
い、シリアルコミュニケーションインターフェイスSC
Iは、例えばマイクロコンピュータの外部に結合された
シリアル入出力装置とランダムアクセスメモリRAMと
の間の高速データ転送をサポートする。
【0013】一方、ウォッチドッグタイマWDTは、中
央処理装置CPUから出力される内部信号PRをモニタ
し、この内部信号PRが所定時間を超えて形成されない
ことを受けて、言い換えるならば中央処理装置CPUに
よる命令フェッチが長期間にわたって行われないことを
受けて中央処理装置つまりはマイクロコンピュータの異
常を検出して、その出力信号つまり異常検出信号TDを
選択的にハイレベルとする。また、パワーオンリセット
回路PORは、外部端子VCC及びVSSを介して供給
される電源電圧VCC及び接地電位VSSの電位をモニ
タし、動作電源が投入された当初において、その出力信
号つまりパワーオンリセット信号PORを所定期間だけ
一時的にハイレベルとする。ウォッチドッグタイマWD
Tによる異常検出信号TD及びパワーオンリセット回路
PORによるパワーオンリセット信号PORは、クロッ
クコントローラCLKCに供給される。
央処理装置CPUから出力される内部信号PRをモニタ
し、この内部信号PRが所定時間を超えて形成されない
ことを受けて、言い換えるならば中央処理装置CPUに
よる命令フェッチが長期間にわたって行われないことを
受けて中央処理装置つまりはマイクロコンピュータの異
常を検出して、その出力信号つまり異常検出信号TDを
選択的にハイレベルとする。また、パワーオンリセット
回路PORは、外部端子VCC及びVSSを介して供給
される電源電圧VCC及び接地電位VSSの電位をモニ
タし、動作電源が投入された当初において、その出力信
号つまりパワーオンリセット信号PORを所定期間だけ
一時的にハイレベルとする。ウォッチドッグタイマWD
Tによる異常検出信号TD及びパワーオンリセット回路
PORによるパワーオンリセット信号PORは、クロッ
クコントローラCLKCに供給される。
【0014】クロックコントローラCLKCは、図2に
示されるように、いわゆるセットリセット型のフリップ
フロップFF1を含む。このフリップフロップFF1の
セット入力端子Sには、オア(OR)ゲートOG1の出
力信号が供給され、そのリセット入力端子には、パワー
オンリセット回路PORからパワーオンリセット信号P
ORが供給される。フリップフロップFF1の反転出力
信号QBは、アンド(AND)ゲートAG1の一方の入
力端子に供給され、このアンドゲートAG1の他方の入
力端子は、外部端子XTALを介して水晶発振子XTA
Lの一方の電極に結合される。アンドゲートAG1の出
力信号は、クロック出力信号CGとしてクロック生成回
路CLKGの一方の入力端子に供給される。
示されるように、いわゆるセットリセット型のフリップ
フロップFF1を含む。このフリップフロップFF1の
セット入力端子Sには、オア(OR)ゲートOG1の出
力信号が供給され、そのリセット入力端子には、パワー
オンリセット回路PORからパワーオンリセット信号P
ORが供給される。フリップフロップFF1の反転出力
信号QBは、アンド(AND)ゲートAG1の一方の入
力端子に供給され、このアンドゲートAG1の他方の入
力端子は、外部端子XTALを介して水晶発振子XTA
Lの一方の電極に結合される。アンドゲートAG1の出
力信号は、クロック出力信号CGとしてクロック生成回
路CLKGの一方の入力端子に供給される。
【0015】オアゲートOG1の一方の入力端子には、
中央処理装置CPUの完全停止制御レジスタRSTPの
出力信号RSTPが供給され、その他方の入力端子に
は、ウォッチドッグタイマWDTからNチャンネルMO
SFETN1を介して異常検出信号TDが供給される。
異常検出信号TDは、さらにNチャンネルMOSFET
N2を介してオアゲートOG2の一方の入力端子に供給
される。オアゲートOG2の他方の入力端子には、外部
端子RSTを介してリセット信号RSTが供給され、そ
の出力信号は通常リセット信号RSとしてマイクロコン
ピュータMCUの各部に供給される。MOSFETN1
のゲートには、中央処理装置CPUのモード制御レジス
タRCMDの出力信号RCMDが供給され、MOSFE
TN2のゲートには、そのインバータV1による反転信
号が供給される。
中央処理装置CPUの完全停止制御レジスタRSTPの
出力信号RSTPが供給され、その他方の入力端子に
は、ウォッチドッグタイマWDTからNチャンネルMO
SFETN1を介して異常検出信号TDが供給される。
異常検出信号TDは、さらにNチャンネルMOSFET
N2を介してオアゲートOG2の一方の入力端子に供給
される。オアゲートOG2の他方の入力端子には、外部
端子RSTを介してリセット信号RSTが供給され、そ
の出力信号は通常リセット信号RSとしてマイクロコン
ピュータMCUの各部に供給される。MOSFETN1
のゲートには、中央処理装置CPUのモード制御レジス
タRCMDの出力信号RCMDが供給され、MOSFE
TN2のゲートには、そのインバータV1による反転信
号が供給される。
【0016】これらのことから、フリップフロップFF
1は、所定の停止条件が成立しオアゲートOG1の出力
信号がハイレベルとされることで、言い換えるならばウ
ォッチドッグタイマWDTの異常検出信号TDがハイレ
ベルとされしかも中央処理装置CPUのモード制御レジ
スタRCMDの出力信号RCMDがハイレベルとされる
ことでMOSFETN1がオン状態とされるとき、ある
いは中央処理装置CPUの完全停止制御レジスタRST
Pの出力信号RSTPがハイレベルとされるとき選択的
にセット状態とされ、パワーオンリセット回路PORか
ら出力されるパワーオンリセット信号PORがハイレベ
ルとされることで、言い換えるならばシングルチップマ
イクロコンピュータMCUの動作電源が切断後再投入さ
れることで選択的にリセット状態とされるものとなる。
1は、所定の停止条件が成立しオアゲートOG1の出力
信号がハイレベルとされることで、言い換えるならばウ
ォッチドッグタイマWDTの異常検出信号TDがハイレ
ベルとされしかも中央処理装置CPUのモード制御レジ
スタRCMDの出力信号RCMDがハイレベルとされる
ことでMOSFETN1がオン状態とされるとき、ある
いは中央処理装置CPUの完全停止制御レジスタRST
Pの出力信号RSTPがハイレベルとされるとき選択的
にセット状態とされ、パワーオンリセット回路PORか
ら出力されるパワーオンリセット信号PORがハイレベ
ルとされることで、言い換えるならばシングルチップマ
イクロコンピュータMCUの動作電源が切断後再投入さ
れることで選択的にリセット状態とされるものとなる。
【0017】クロックコントローラCLKCのフリップ
フロップFF1がリセット状態とされその反転出力信号
QBがハイレベルとされるとき、外部端子XTALは、
アンドゲートAG1を介してクロック生成回路CLKG
に結合された形となる。このため、クロック生成回路C
LKGは、外部端子XTAL及びEXTALを介して水
晶発振子XTALに結合されて発振状態となり、水晶発
振子XTALの固有振動数に対応した周波数のクロック
信号CLKを生成して、マイクロコンピュータMCUの
各部に供給する。これにより、マイクロコンピュータM
CUは、通常動作状態とされ、クロック信号CLKに従
った同期動作を行う。
フロップFF1がリセット状態とされその反転出力信号
QBがハイレベルとされるとき、外部端子XTALは、
アンドゲートAG1を介してクロック生成回路CLKG
に結合された形となる。このため、クロック生成回路C
LKGは、外部端子XTAL及びEXTALを介して水
晶発振子XTALに結合されて発振状態となり、水晶発
振子XTALの固有振動数に対応した周波数のクロック
信号CLKを生成して、マイクロコンピュータMCUの
各部に供給する。これにより、マイクロコンピュータM
CUは、通常動作状態とされ、クロック信号CLKに従
った同期動作を行う。
【0018】一方、クロックコントローラCLKCのフ
リップフロップFF1がセット状態とされその反転出力
信号QBがロウレベルとされると、アンドゲートAG1
の出力信号はロウレベルに固定され、クロック生成回路
CLKGは、水晶発振子XTALから切り離されて発振
動作を停止する。このため、マイクロコンピュータMC
Uはいわゆる完全停止状態となり、フリップフロップF
F1がリセット状態とされるまでの間、つまりは動作電
源が切断後再投入されパワーオンリセット信号PORが
ハイレベルとされるまでの間、その動作を完全に停止す
る。
リップフロップFF1がセット状態とされその反転出力
信号QBがロウレベルとされると、アンドゲートAG1
の出力信号はロウレベルに固定され、クロック生成回路
CLKGは、水晶発振子XTALから切り離されて発振
動作を停止する。このため、マイクロコンピュータMC
Uはいわゆる完全停止状態となり、フリップフロップF
F1がリセット状態とされるまでの間、つまりは動作電
源が切断後再投入されパワーオンリセット信号PORが
ハイレベルとされるまでの間、その動作を完全に停止す
る。
【0019】次に、オアゲートOG2の出力信号つまり
通常リセット信号RSは、外部端子RSTを介してハイ
レベルのリセット信号RSTが入力されるとき、あるい
はウォッチドッグタイマWDTによって異常検出信号T
Dがハイレベルとされかつ中央処理装置CPUのモード
制御レジスタの出力信号RCMDのロウレベルを受けて
MOSFETN2がオン状態とされるとき、選択的にハ
イレベルとされる。通常リセット信号RSがハイレベル
とされるとき、マイクロコンピュータMCUは通常リセ
ット状態とされ、その各部は初期状態にリセットされ
る。これにより、ウォッチドッグタイマWDTから出力
される異常検出信号TDもロウレベルにリセットされる
ため、中央処理装置CPUは通常リセット信号RSがロ
ウレベルに戻されるのを待って動作を再開し、通常動作
状態に戻る。
通常リセット信号RSは、外部端子RSTを介してハイ
レベルのリセット信号RSTが入力されるとき、あるい
はウォッチドッグタイマWDTによって異常検出信号T
Dがハイレベルとされかつ中央処理装置CPUのモード
制御レジスタの出力信号RCMDのロウレベルを受けて
MOSFETN2がオン状態とされるとき、選択的にハ
イレベルとされる。通常リセット信号RSがハイレベル
とされるとき、マイクロコンピュータMCUは通常リセ
ット状態とされ、その各部は初期状態にリセットされ
る。これにより、ウォッチドッグタイマWDTから出力
される異常検出信号TDもロウレベルにリセットされる
ため、中央処理装置CPUは通常リセット信号RSがロ
ウレベルに戻されるのを待って動作を再開し、通常動作
状態に戻る。
【0020】つまり、この実施例のマイクロコンピュー
タMCUは、図3及び図4に整理して示されるように、
条件5の成立すなわち中央処理装置CPUのモード制御
レジスタRCMDがセット状態にあるためにその出力信
号RCMDがハイレベルとされかつウォッチドッグタイ
マWDTにより中央処理装置CPUの異常が検出されて
異常検出信号TDがハイレベルとされることで、あるい
は条件6の成立すなわち中央処理装置CPUからのセッ
ト命令により完全停止制御レジスタRSTPがセット状
態とされその出力信号RSTPがハイレベルとされるこ
とで、選択的に通常動作状態から完全停止状態に遷移
し、その動作を完全に停止する。そして、この完全停止
状態は、条件2の成立すなわち外部端子RSTを介して
リセット信号RSTがハイレベルとされることで、ある
いは条件3の成立すなわち中央処理装置CPUのモード
制御レジスタRCMDがリセット状態にあるためにその
出力信号RCMDがロウレベルとされかつウォッチドッ
グタイマWDTにより中央処理装置CPUの異常が検出
されて異常検出信号TDがハイレベルとされることで通
常リセットが実行されたとしても解除されず、条件4の
成立すなわちマイクロコンピュータMCUの動作電源が
切断後再投入されパワーオンリセット信号PORがハイ
レベルとされることによって初めて解除されるものとな
る。
タMCUは、図3及び図4に整理して示されるように、
条件5の成立すなわち中央処理装置CPUのモード制御
レジスタRCMDがセット状態にあるためにその出力信
号RCMDがハイレベルとされかつウォッチドッグタイ
マWDTにより中央処理装置CPUの異常が検出されて
異常検出信号TDがハイレベルとされることで、あるい
は条件6の成立すなわち中央処理装置CPUからのセッ
ト命令により完全停止制御レジスタRSTPがセット状
態とされその出力信号RSTPがハイレベルとされるこ
とで、選択的に通常動作状態から完全停止状態に遷移
し、その動作を完全に停止する。そして、この完全停止
状態は、条件2の成立すなわち外部端子RSTを介して
リセット信号RSTがハイレベルとされることで、ある
いは条件3の成立すなわち中央処理装置CPUのモード
制御レジスタRCMDがリセット状態にあるためにその
出力信号RCMDがロウレベルとされかつウォッチドッ
グタイマWDTにより中央処理装置CPUの異常が検出
されて異常検出信号TDがハイレベルとされることで通
常リセットが実行されたとしても解除されず、条件4の
成立すなわちマイクロコンピュータMCUの動作電源が
切断後再投入されパワーオンリセット信号PORがハイ
レベルとされることによって初めて解除されるものとな
る。
【0021】これらの結果、外付け部品を必要とするこ
となく、異常発生時の暴走状態を防止しうるマイクロコ
ンピュータを実現でき、これによってマイクロコンピュ
ータならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常
発生時における事故及び部品の損傷等を防止し、システ
ムの信頼性を高めることができる。
となく、異常発生時の暴走状態を防止しうるマイクロコ
ンピュータを実現でき、これによってマイクロコンピュ
ータならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常
発生時における事故及び部品の損傷等を防止し、システ
ムの信頼性を高めることができる。
【0022】なお、リセット信号RST,異常検出信号
TD,モード制御レジスタRCMDの出力信号RCM
D,完全停止制御レジスタRSTPの出力信号RSTP
ならびにパワーオンリセット信号PORがともにロウレ
ベルとされるとき、マイクロコンピュータMCUの状態
は遷移されず、通常動作状態又は完全停止状態を継続す
る。また、マイクロコンピュータMCUのリセット状態
は、通常リセット信号RSの立ち下がりを受けて無条件
に解除され、通常動作状態に遷移する。
TD,モード制御レジスタRCMDの出力信号RCM
D,完全停止制御レジスタRSTPの出力信号RSTP
ならびにパワーオンリセット信号PORがともにロウレ
ベルとされるとき、マイクロコンピュータMCUの状態
は遷移されず、通常動作状態又は完全停止状態を継続す
る。また、マイクロコンピュータMCUのリセット状態
は、通常リセット信号RSの立ち下がりを受けて無条件
に解除され、通常動作状態に遷移する。
【0023】以上の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1)自動車や産業用機械等に組み込まれるシングルチ
ップマイクロコンピュータ等に、ウォッチドッグタイマ
による異常検出あるいは中央処理装置からの命令による
所定レジスタの書き込みを受けて選択的にクロック生成
回路の動作を停止しうるクロックコントローラを設ける
とともに、この完全停止状態の解除を、電源再投入時の
パワーオンリセット信号によってのみ可能とすること
で、異常発生時には、動作電源が切断後再投入されるま
での間、マイクロコンピュータ等の動作を完全に停止す
ることができるという効果が得られる。 (2)上記(1)項により、外付け部品を必要とするこ
となく、異常発生時の暴走を防止しうるシングルチップ
マイクロコンピュータ等のデジタル処理装置を実現する
ことができるという効果が得られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、マイクロコン
ピュータ等ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等
の異常発生時における事故及び部品の損傷等を防止し、
システムの信頼性を高めることができるという効果が得
られる。
記の通りである。すなわち、 (1)自動車や産業用機械等に組み込まれるシングルチ
ップマイクロコンピュータ等に、ウォッチドッグタイマ
による異常検出あるいは中央処理装置からの命令による
所定レジスタの書き込みを受けて選択的にクロック生成
回路の動作を停止しうるクロックコントローラを設ける
とともに、この完全停止状態の解除を、電源再投入時の
パワーオンリセット信号によってのみ可能とすること
で、異常発生時には、動作電源が切断後再投入されるま
での間、マイクロコンピュータ等の動作を完全に停止す
ることができるという効果が得られる。 (2)上記(1)項により、外付け部品を必要とするこ
となく、異常発生時の暴走を防止しうるシングルチップ
マイクロコンピュータ等のデジタル処理装置を実現する
ことができるという効果が得られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、マイクロコン
ピュータ等ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等
の異常発生時における事故及び部品の損傷等を防止し、
システムの信頼性を高めることができるという効果が得
られる。
【0024】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1において、ウォッチドッグタイマWDT及びパ
ワーオンリセット回路PORは、マイクロコンピュータ
MCUとは別個の集積回路として設けてもよい。また、
マイクロコンピュータMCUは、他の各種モジュールを
備えることができるし、そのブロック構成やバス構成等
もこの実施例による制約を受けない。図2において、マ
イクロコンピュータMCUを完全停止状態とするための
制御は、定常的に動作状態とされるクロック生成回路C
LKGの出力信号つまりクロック信号CLKをフリップ
フロップFF1の出力信号に従って選択的にマイクロコ
ンピュータMCUの各部に伝達することによっても行う
ことができる。クロックコントローラCLKCの論理構
成は種々の実施形態を採りうるし、異常検出信号TD及
びパワーオンリセット信号PORならびに各レジスタの
出力信号の論理レベル等も任意である。マイクロコンピ
ュータMCUを完全停止状態とする条件は、任意に設定
できる。
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1において、ウォッチドッグタイマWDT及びパ
ワーオンリセット回路PORは、マイクロコンピュータ
MCUとは別個の集積回路として設けてもよい。また、
マイクロコンピュータMCUは、他の各種モジュールを
備えることができるし、そのブロック構成やバス構成等
もこの実施例による制約を受けない。図2において、マ
イクロコンピュータMCUを完全停止状態とするための
制御は、定常的に動作状態とされるクロック生成回路C
LKGの出力信号つまりクロック信号CLKをフリップ
フロップFF1の出力信号に従って選択的にマイクロコ
ンピュータMCUの各部に伝達することによっても行う
ことができる。クロックコントローラCLKCの論理構
成は種々の実施形態を採りうるし、異常検出信号TD及
びパワーオンリセット信号PORならびに各レジスタの
出力信号の論理レベル等も任意である。マイクロコンピ
ュータMCUを完全停止状態とする条件は、任意に設定
できる。
【0025】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である自動
車又は産業用機械等に組み込まれるシングルチップマイ
クロコンピュータに適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、例えば、各種のデジタ
ルシステムに組み込まれる同様なマイクロコンピュータ
やマイクロプロセッサ等にも適用できる。この発明は、
少なくともフェイルセーフ機能を有するデジタル処理装
置ならびにこのようなデジタル処理装置を含む装置又は
システムに広く適用できる。
てなされた発明をその背景となった利用分野である自動
車又は産業用機械等に組み込まれるシングルチップマイ
クロコンピュータに適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、例えば、各種のデジタ
ルシステムに組み込まれる同様なマイクロコンピュータ
やマイクロプロセッサ等にも適用できる。この発明は、
少なくともフェイルセーフ機能を有するデジタル処理装
置ならびにこのようなデジタル処理装置を含む装置又は
システムに広く適用できる。
【0026】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、自動車や産業用機械等に組
み込まれるシングルチップマイクロコンピュータ等のデ
ジタル処理装置に、ウォッチドッグタイマによる異常検
出あるいは中央処理装置からの命令による所定レジスタ
の書き込みを受けて選択的にクロック生成回路の動作を
停止し、マイクロコンピュータ等を完全停止状態とする
ためのクロックコントローラを設けるとともに、この完
全停止状態の解除を電源再投入時のパワーオンリセット
信号によってのみ可能とすることで、異常発生時には、
動作電源が切断後再投入されるまでの間、マイクロコン
ピュータ等の動作を完全停止できるため、外付け部品を
必要とすることなく、異常発生時の暴走を防止しうるマ
イクロコンピュータ等のデジタル処理装置を実現するこ
とができる。この結果、マイクロコンピュータ等ならび
にこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発生時にお
ける事故及び部品の損傷等を防止し、システムの信頼性
を高めることができる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、自動車や産業用機械等に組
み込まれるシングルチップマイクロコンピュータ等のデ
ジタル処理装置に、ウォッチドッグタイマによる異常検
出あるいは中央処理装置からの命令による所定レジスタ
の書き込みを受けて選択的にクロック生成回路の動作を
停止し、マイクロコンピュータ等を完全停止状態とする
ためのクロックコントローラを設けるとともに、この完
全停止状態の解除を電源再投入時のパワーオンリセット
信号によってのみ可能とすることで、異常発生時には、
動作電源が切断後再投入されるまでの間、マイクロコン
ピュータ等の動作を完全停止できるため、外付け部品を
必要とすることなく、異常発生時の暴走を防止しうるマ
イクロコンピュータ等のデジタル処理装置を実現するこ
とができる。この結果、マイクロコンピュータ等ならび
にこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発生時にお
ける事故及び部品の損傷等を防止し、システムの信頼性
を高めることができる。
【図1】この発明が適用されたマイクロコンピュータの
一実施例を示すブロック構成図である。
一実施例を示すブロック構成図である。
【図2】図1のマイクロコンピュータに含まれるクロッ
クコントローラの一実施例を示す回路構成図である。
クコントローラの一実施例を示す回路構成図である。
【図3】図1のマイクロコンピュータの一実施例を示す
状態遷移図である。
状態遷移図である。
【図4】図1のマイクロコンピュータの一実施例を示す
遷移条件図である。
遷移条件図である。
MCU……シングルチップマイクロコンピュータ、CP
U……中央処理装置、IBUS……内部バス、ROM…
…リードオンリメモリ、RAM……ランダムアクセスメ
モリ、A/D……アナログディジタル変換回路、WDT
……ウォッチドッグタイマ、TIM……タイマ回路、S
CI……シリアルコミュニケーションインターフェイ
ス、POR……パワーオンリセット回路、CLKC……
クロックコントローラ、CLKG……クロック生成回
路、XTAL……水晶発振子。N1〜N2……Nチャン
ネルMOSFET、V1……インバータ、OG1〜OG
2……オア(OR)ゲート、AG1……アンド(AN
D)ゲート、FF1……セットリセット型フリップフロ
ップ。
U……中央処理装置、IBUS……内部バス、ROM…
…リードオンリメモリ、RAM……ランダムアクセスメ
モリ、A/D……アナログディジタル変換回路、WDT
……ウォッチドッグタイマ、TIM……タイマ回路、S
CI……シリアルコミュニケーションインターフェイ
ス、POR……パワーオンリセット回路、CLKC……
クロックコントローラ、CLKG……クロック生成回
路、XTAL……水晶発振子。N1〜N2……Nチャン
ネルMOSFET、V1……インバータ、OG1〜OG
2……オア(OR)ゲート、AG1……アンド(AN
D)ゲート、FF1……セットリセット型フリップフロ
ップ。
Claims (4)
- 【請求項1】 所定の停止条件の発生を受けて通常リセ
ットでは回復できない完全停止状態となりうることを特
徴とするデジタル処理装置。 - 【請求項2】 上記完全停止状態は、動作電源の供給を
一旦停止した後、再度供給することで形成されるパワー
オンリセット信号によってのみ解除されるものであるこ
とを特徴とする請求項1のデジタル処理装置。 - 【請求項3】 上記デジタル処理装置は、シングルチッ
プマイクロコンピュータであって、上記停止条件には、
ウォッチドッグタイマによる異常の検出と、中央処理装
置からの命令による第1のレジスタへの書き込みとが含
まれるものであることを特徴とする請求項1又は請求項
2のデジタル処理装置。 - 【請求項4】 上記ウォッチドッグタイマによる異常の
検出は、第2のレジスタがセット状態にあるとき選択的
に上記完全停止状態の発生条件とされ、これがリセット
状態にあるときには通常リセットの発生条件とされるも
のであることを特徴とする請求項3のデジタル処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169230A JPH08339308A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | デジタル処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169230A JPH08339308A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | デジタル処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08339308A true JPH08339308A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15882648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7169230A Withdrawn JPH08339308A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | デジタル処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08339308A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6678586B2 (en) | 2000-09-29 | 2004-01-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicle built-in electronic control apparatus |
| US6732044B2 (en) | 2002-02-20 | 2004-05-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicular electronic control apparatus |
| US6805094B2 (en) | 2002-05-30 | 2004-10-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | On-vehicle engine control apparatus |
| JP2006099654A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Nec Electronics Corp | 半導体回路装置 |
| DE10143454B4 (de) * | 2001-02-06 | 2006-05-11 | Mitsubishi Denki K.K. | Einrichtung zur Steuerung eines Fahrzeuges |
| US7251551B2 (en) | 2003-09-24 | 2007-07-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | On-vehicle electronic control device |
| CN109813550A (zh) * | 2017-11-16 | 2019-05-28 | 斯凯孚公司 | 状况监测传感器系统和用于监测系统的状况的方法 |
-
1995
- 1995-06-12 JP JP7169230A patent/JPH08339308A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6678586B2 (en) | 2000-09-29 | 2004-01-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicle built-in electronic control apparatus |
| DE10143454B4 (de) * | 2001-02-06 | 2006-05-11 | Mitsubishi Denki K.K. | Einrichtung zur Steuerung eines Fahrzeuges |
| US6732044B2 (en) | 2002-02-20 | 2004-05-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicular electronic control apparatus |
| US6805094B2 (en) | 2002-05-30 | 2004-10-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | On-vehicle engine control apparatus |
| US7251551B2 (en) | 2003-09-24 | 2007-07-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | On-vehicle electronic control device |
| JP2006099654A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Nec Electronics Corp | 半導体回路装置 |
| CN109813550A (zh) * | 2017-11-16 | 2019-05-28 | 斯凯孚公司 | 状况监测传感器系统和用于监测系统的状况的方法 |
| CN109813550B (zh) * | 2017-11-16 | 2022-09-06 | 斯凯孚公司 | 状况监测传感器系统和用于监测系统的状况的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |