DE19709729A1 - Mikrocomputer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrocomputer, der in der Lage ist, eine Störung eines Eingabe/Ausgabe-Ports oder einer externen Schaltung des Mikrocompu­ ters, die mit dem Eingabe/Ausgabe-Port verbunden ist, zu ermitteln und den Eingabe/Ausgabe-Port zu schüt­ zen.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, welches die Anord­ nung eines herkömmlichem Mikrocomputers zeigt, wie er beispielsweise im japanischen Amtsblatt für Patent-Offen­ legungen Nr. 6-12292 (1994) beschrieben ist. Der Mikrocomputer 10 beinhaltet eine zentrale Verarbei­ tungseinheit 11 (nachstehend in Kurzform als CPU be­ zeichnet), eine Interrupt-Steuerschaltung bzw. Unter­ brechungs-Steuerschaltung 12, einen Eingabe/Ausga­ be-Port 13, einen Adreß/Daten-Bus 14 und einen Port 15.

Die CPU 11 ist so ausgebildet, daß sie eine Anweisung ausführt, die von einer (nicht gezeigten) externen Schaltung für den Mikrocomputer 10 oder einem darin vorhandenen (nicht gezeigten) Speicher zugeführt wird. Die Unterbrechungs-Steuerschaltung 12 gibt ein Unterbrechungsverarbeitungs-Anforderungssignal S12 an die CPU 11 aus, wenn ein Signal S3 von dem Eingabe/Aus­ gabe-Port 13 empfangen wird, während die CPU 11 eine Aufgabe bzw. einen Job durchführt, woraufhin die Unterbrechung einer anderen Verarbeitungsanweisung freigegeben wird. Der Eingabe/Ausgabe-Port 13 gibt zwischen der CPU 11 und der externen Schaltung des Mikrocomputers 10 ein Signal aus oder nimmt ein sol­ ches entgegen. Der Adreß/Daten-Bus 14 ist eine Lei­ tung, die die CPU 11, den Eingabe/Ausgabe-Port 13 und dergleichen zur Übertragung von Adressen und Daten miteinander verbindet. Der Port 15 ist eine Anschluß­ anordnung des Eingabe/Ausgabe-Ports 13, der mit der externen Schaltung zum Entgegennehmen/Ausgeben eines Signals S4 zwischen dem Eingabe/Ausgabe-Port 13 und der externen Schaltung verbunden ist.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild, welches die Anord­ nung des herkömmlichen Eingabe/Ausgabe-Ports 13 zeigt. Ein Port-Latch oder Port-Zwischenspeicher 21 wird über den Adreß/Daten-Bus 14 mit einem Schreib­ taktsignal Φpw versorgt. Der Port-Zwischenspeicher 21 hält bzw. speichert Daten S5, die in Antwort auf das Taktsignal Φpw über den Adreß/Daten-Bus 14 übertragen werden. Ein Datum S6, welches durch den Port-Zwi­ schenspeicher 21 gehalten wird, wird durch eine Signalleitung 100 einem Eingangsanschluß eines Aus­ gangspuffers 23 zugeführt. Ein Ausgangsanschluß des Ausgangspuffers 23 ist durch eine Signalleitung 101 mit dem Port 15 verbunden, so daß der Ausgangspuffer 23 als ein Element zum Ausgeben des Datums S6, die durch den Port-Zwischenspeicher 21 gehalten werden, in Form eines Signals S4 durch den Port 15 dient. Ferner ist ein Eingangsanschluß eines Eingangspuffers 24 durch die Signalleitung 100 mit dem Ausgangsan­ schluß des Ausgangspuffers 23 verbunden, so daß der Eingangspuffer 24 als ein Element zum Aufnehmen des Datums S4 dient, welches von der externen Schaltung durch den Port 15 in den Mikrocomputer 10 eingeleitet wird. Ein Lesepuffer 25 ist ein Element zum Zuführen eines von dem Eingangspuffer 24 ausgegebenen Signals S7 zu den im Inneren des Mikrocomputers 10 vorhande­ nen Schaltungen mit Ausnahme des Eingabe/Ausgabe-Ports 13. Ein Ausgangsanschluß des Lesepuffers 25 ist mit dem Adreß/Daten-Bus 14 verbunden. Eine Exklu­ siv-ODER-Schaltung 26 (nachstehend in Kurzform als EXOR-Tor bezeichnet) ist so angeordnet, daß sie das durch den Port-Zwischenspeicher 21 gehaltene Datum S6 mit dem durch den Eingangspuffer 24 ausgegebenen Signal S7 vergleicht. Zu diesem Zweck ist ein Eingangsan­ schluß des EXOR-Tors 26 mit der Signalleitung 100 verbunden, während ein anderer Eingangsanschluß des­ selben durch eine Signalleitung 102 mit dem Ausgangs­ anschluß des Eingangspuffers 24 verbunden ist. Ein Ausgangsanschluß des EXOR-Tors 26 ist durch eine Si­ gnalleitung 103 mit einem Zwischenspeicher oder Latch 22 verbunden. Der Zwischenspeicher 22 wird über den Adreß/Daten-Bus 14 mit einem Schreibtaktsignal Φ ver­ sorgt. Der Zwischenspeicher 22 hält oder zwischen­ speichert temporär ein Ausgangssignal S8 des EXOR-Tors 26 synchron mit dem Anstieg des Taktsignals Φ.

Die Fig. 13A bis 13G sind Zeitverlaufsdiagramme, die das Betriebszeitverhalten der jeweiligen Teile in dem in Fig. 12 gezeigten Mikrocomputer aufzeigen. Nach­ stehend wird die Funktionsweise des in Fig. 12 ge­ zeigten Eingabe/Ausgabe-Ports 13 unter Bezugnahme auf die Fig. 13A bis Fig. 13G beschrieben. Die Fig. 13A bis Fig. 13G zeigen die Signale Φ, Φ_pw, S6, S4, S5, S7 bzw. S3.

Zunächst wird ein Betriebsablauf im Fall des Schrei­ bens von logischen Daten "0" in den Port-Zwischen­ speicher 21 als die Daten S5 beschrieben (nachstehend werden logische Daten bzw. Logikdaten durch "0" oder "1" ausgedrückt)
Befindet sich die externe Schaltung im Normalzustand, gibt in einem Zeitraum T1 der Port-Zwischenspeicher 21 "0", welches dem dort zwischengespeicherten Datum S6 entspricht, an den Ausgangspuffer 23 und das EXOR-Tor 26 aus, wie in Fig. 13C gezeigt. Infolgedessen gibt der Ausgangspuffer 23 "0" als das Signal S4 an den Port 15 aus.

Andererseits gibt das EXOR-Tor 26 "0" als das Signal S8 aus, während, das durch den Zwischenspeicher 22 ausgegebene Signal S3 "0" wird, wie in Fig. 13G ge­ zeigt.

Nachstehend wird ein Betriebsablauf dann, wenn die externe Schaltung mit einer Leistungsversorgungslei­ tung kurzgeschlossen wird, sich daher der Logikpegel des Ports 15 auf "1" ändert und sich somit von bei­ spielsweise dem durch den Port-Zwischenspeicher 21 gehaltenen Datum S6 unterscheidet, beschrieben. In diesem Fall wird der Wert des durch das EXOR-Tor 26 ausgegebenen Signals S8 "1", und wird das durch den Zwischenspeicher 22 ausgegebene Signal S3 in einem Zeitraum T2 "1", wie in Fig. 13 gezeigt. Dies bedeu­ tet, daß in dem Port 15 irgendeine Störung aufgetre­ ten ist.

Wenn eine solche Störung auftritt, wird mittels dem durch den Zwischenspeicher 22 ausgegebenen Signal S3 "1" in die Unterbrechungs-Steuerschaltung 12 eingege­ ben. Die Unterbrechungs-Steuerschaltung 12 gibt das Unterbrechungsverarbeitungs-Anforderungssignal S12 an die CPU 11 aus. Aufgrund der Zufuhr des Unterbre­ chungsverarbeitungs-Anforderungssignals S12 erkennt die CPU 11 das Auftreten einer Störung in dem Port 15 des Eingabe/Ausgabe-Ports 13 und beginnt mit der Aus­ führung einer vorbestimmten Unterbrechungsverarbei­ tung.

Ein Betriebsablauf im Fall des Schreibens des Datums S5 mit dem Wert "1" in den Port-Zwischenspeicher 21 kann auch ähnlich zu dem Fall beschrieben werden, in dem das in den Port-Zwischenspeicher 21 geschriebene Datum S5 "0" ist.

Wenn sich die externe Schaltung in ihrem Normal zu­ stand befindet, gibt der Port-Zwischenspeicher 21 in einem Zeitraum T3 als die zwischengespeicherten Daten "1" an den Ausgangspuffer 23 und das EXOR-Tor 26 aus, wie in Fig. 13C gezeigt. Da dem Eingangsanschluß des Ausgangspuffers "0" zugeführt wird, gibt der Aus­ gangspuffer "1" an den Port 15 und das EXOR-Tor 26 als das Signal S4 aus, wie in Fig. 13D gezeigt. Die Werte beider Eingangsanschlüsse des EXOR-Tors 16 wer­ den zusammen "1", wodurch das EXOR-Tor 26 "0" als das Signal S8 ausgibt, so daß der Wert des Ausgangs­ signals S3 aus dem Zwischenspeicher 22 "0" wird.

Wenn die externe Schaltung mit einer Erd- oder Masse­ leitung kurzgeschlossen wird und sich beispielsweise der Wert des Signals S4 an dem Port 15 auf "0" än­ dert, wird der Wert des durch das EXOR-Tor 26 ausge­ gebenen Signals S8 "1", und wird der Wert des durch den Zwischenspeicher 22 ausgegebenen Signals S3 in einem Zeitraum T4 "1", wie in Fig. 13G gezeigt.

Fig. 14 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine wei­ tere Form der Anordnung eines herkömmlichen Einga­ be/Ausgabe-Ports 13 zeigt. In der in Fig. 14 gezeig­ ten Anordnung des Eingabe/Ausgabe-Ports 13 sind dem in Fig. 12 gezeigten Eingabe/Ausgabe-Port 13 zusätz­ lich ein Inverter 27 und ein UND-Tor 28 hinzugefügt. D.h., der in Fig. 14 gezeigte Eingabe/Ausgabe-Port 13 ist so angeordnet, daß an einem Eingangsanschluß des UND-Tors 28 ein Taktsignal Φpw zugeführt wird und ein Ausgangssignal S3 eines Zwischenspeichers 22 durch den Inverter 27 invertiert und in einen anderen Ein­ gangsanschluß des UND-Tors 28 geleitet wird.

Wenn in einer (nicht gezeigten) externen Schaltung, die mit dem Port 15 verbunden ist, eine Störung auf­ tritt und der Wert des durch den Zwischenspeicher 22 ausgegebenen Signals "1" ist, sperren der Inverter 27 und das UND-Tor 28 das weitere Schreiben in den Port-Zwischenspeicher 21.

Aufgrund einer derartigen Schreibsperrverarbeitung für den Port-Zwischenspeicher 21 kann verhindert wer­ den, daß der Port-Zwischenspeicher 21 Daten über­ schreibt und das Ergebnis der Erfassung einer Störung an dem Port 15 in dem Zeitraum, in dem die CPU 11 über die Störungserfassung informiert wird und das Auftreten der Störung erkennt, um sodann eine Eigen­ verarbeitung durchzuführen, verschwindet.

Fig. 15 ist ein Diagramm, welches die Beziehungen zwischen Spannungen und Logikpegeln des Ports 15 zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 15 wird nachstehend die Betriebsart des Ports 15 bei Auftreten einer Kurzschlußstörung in der externen Schaltung für den Mikrocomputer beschrieben. In Fig. 15 sind entlang der Abszisse Zeiten und entlang der Ordinate Spannun­ gen abgetragen.

Wenn die mit dem Port 15 verbundene externe Schaltung nur aus CMOS-Elementen besteht und ihre Quellenspan­ nung durch Vcc ausgedrückt wird, sind die Logikpegel "0", "1" oder unbestimmt, wenn die Spannungen am Port 15 beispielsweise zwischen 0 und 0,2 Vcc, 0,8 und Vcc oder 0,2 Vcc und 0,8 Vcc betragen. Bezugnehmend auf Fig. 15 bezeichnen die Bezugszeichen 200 und 201 die Bereiche, in welchen sich die externe Schaltung auf den Logikpegeln "1" bzw. "0" befindet.

Wenn die mit dem Port 15 verbundene externe Schaltung andererseits nur aus bipolaren Elementen besteht, sind die Logikpegel "0", "1" oder unbestimmt, wenn die Spannungen am Port 15 beispielsweise zwischen 0 und 0,16 Vcc, 0,5 und Vcc oder 0,16 Vcc und 0,5 Vcc betragen. Bezugnehmend auf Fig. 15 bezeichnen die Be­ zugszeichen 202 und 203 die Bereiche, in welchen sich die externe Schaltung auf den Logikpegeln "1" bzw. "0" befindet.

Unter der Annahme, daß eine Kurzschlußstörung zwi­ schen einer nur aus CMOS-Elementen bestehenden exter­ nen Schaltung und einer Leistungsversorgungsleitung auftritt und der Spannungspegel des Ports 15 zu Be­ ginn des Auftretens der Störung beispielsweise dem Logikpegel "0" zugehört, erhöht sich mit der Zeit die Spannung des Ports 15 über verschiedene Pfade in Richtung zu der Quellenspannung Vcc hin, wie durch Kurven L1 bis L3 in Fig. 15 gezeigt, weil sich der Kurzschlußwiderstand mit dem Grad der Kurzschlußstö­ rung ändert.

Unter der Annahme, daß in einer Schaltung zum Erfas­ sen des Logikpegels des Ports 15 nur ein Eingangspuf­ fer 24 als Logikpegeldetektor dient mit einem Logik­ schwellenwert von 0,5 Vcc, kann die Kurzschlußstörung nicht nachgewiesen oder bestätigt werden, wenn die Spannung des Ports 15 in dem im Beispiel durch die Kurve L2 oder L3 aufgezeigten Bereich auf einem Pegel von etwa 0,3 Vcc bis 0,4 Vcc verbleibt, weil der Spannungspegel des Ports 15 nicht größer ist als 0,5 Vcc, dem Logikschwellenwert des Logikpegeldetektors.

Hierzu vergleichbar kann dann, wenn die Spannung des Ports 15 zu Beginn des Auftretens einer Störung, wäh­ rend der der Port 15 mit einer Erd- oder Masseleitung in der externen Schaltung kurzgeschlossen wird und die Spannung des Ports 15 wie in einem durch eine Kurve L6 gezeigten Beispiel auf etwa 0,6 Vcc verrin­ gert wird und dort verbleibt, dem Logikpegel "1" an­ gehört, die Kurzschlußstörung nicht nachgewiesen oder bestätigt werden.

Dem in Fig. 14 gezeigten Eingabe/Ausgabe-Port 13 sind der Inverter 27 und das UND-Tor 28 hinzugefügt, so daß ein auf die CPU 11 gerichtetes Unterbrechungs­ signal S3 erzeugt wird, wenn eine Störung in dem Port 15 ermittelt wird, während gleichzeitig das Schreiben von der CPU 11 zu dem Port-Zwischenspeicher 21 ge­ sperrt und dadurch verhindert wird, daß die Bestäti­ gung des Auftretens der Störung verschwindet bzw. ge­ löscht oder überschrieben wird.

In Übereinstimmung mit diesem Verfahren fließt jedoch ein hoher Strom von dem Port 15 zu der externen Schaltung, der bewirkt, daß die Kurzschlußstörung in der bis zur Störungsverarbeitung verstreichenden Zeit die Transistoren des Ausgangspuffers 23 zerstört, weil der Ausgang des Ausgangspuffers 23 nicht ge­ sperrt ist.

Andererseits bestand ein Bedarf dahingehend, daß der Ausgangspuffer 23 nicht fehlerhafterweise mit der ex­ ternen Schaltung verbunden wird, wenn eine Kurz­ schlußstörung auftritt, falls eine Störung Betriebs­ vorgang-Ablauffehler (runaway) des Mikrocomputers 10 verursacht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mikrocomputer zu schaffen, der eine Störung auch dann ermitteln kann, wenn sich eine Spannung eines Ports auf einem vorbestimmten Pegel oder auf einem Pegel in einem unbestimmten Bereich zwischen vorbestimmten Lo­ gikpegeln befindet.

Darüber hinaus soll die Erfindung einen Mikrocomputer schaffen, der einen Ausgangspuffer bei Erfassung ei­ ner Störung sofort schützen kann, ohne auf die Stö­ rungsverarbeitung durch eine CPU zu warten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Mikrocomputer, gekennzeichnet durch eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Eingabe/Ausgabe-Port zum Eingeben/Ausgeben von Daten in/durch eine externe Schaltung, die außerhalb des Mikrocomputers angeord­ net ist, und eine Unterbrechungs-Steuerschaltung zum Durchführen einer Unterbrechungssteuerung für die zentrale Verarbeitungseinheit auf der Grundlage eines in dem Eingabe/Ausgabe-Port gebildeten Störungsmelde­ signals, wobei der Eingabe/Ausgabe-Port umfaßt: einen Verbindungsanschluß zur Verbindung mit der externen Schaltung; eine Portlogikpegel-Erfassungsschaltung zum Vergleichen einer Vielzahl von Schwellenwerten zwischen Spannungspegeln, die Logikpegel der externen Schaltung bereitstellen, mit einem Spannungspegel des Verbindungsanschlusses zum Ausgeben von Logikpegeln, die durch die Vielzahl von Schwellenwerten als Erfas­ sungsergebnisse erkannt werden; einen Port-Zwischen­ speicher zum Halten von an den Verbindungsanschluß auszugebenden Daten; einen Ausgangspuffer zum Ausge­ ben der durch den Port-Zwischenspeicher gehaltenen Daten an den Verbindungsanschluß; eine Vergleichs­ schaltung zum Vergleichen der durch den Port-Zwi­ schenspeicher gehaltenen Daten mit einer Vielzahl der Erfassungsergebnisse der Portlogikpegel-Erfassungs­ schaltung und Ausgeben einer Vielzahl von Vergleichs­ ergebnissen; und eine Störungsermittlungssignal-Er­ zeugungsschaltung zum Erzeugen eines Störungsermitt­ lungssignals zum Melden des Vorliegens/Fehlens einer Störung auf der Grundlage der Vielzahl von Ver­ gleichsergebnissen der Vergleichsschaltung entspre­ chend der Vielzahl von Schwellenwerten, wobei der Eingabe/Ausgabe-Port das Störungsmeldesignal ausgibt, um eine Unterbrechungssteuerung der zentralen Verar­ beitungsschaltung auf der Grundlage des Störungser­ mittlungssignals bei Auftreten einer Störung, die nicht mit dem Spannungspegel des Verbindungsanschlus­ ses übereinstimmt, wenn die Daten durch den Port-Zwi­ schenspeicher gehalten werden, durchzuführen.

Bevorzugt weist der Mikrocomputer ferner eine Aus­ gangspuffer-Steuerschaltung auf, die die Ausgabe des Ausgangspuffers auf der Grundlage des Störungsermitt­ lungssignals sperrt.

Bevorzugt umfaßt die Ausgangspuffer-Steuerschaltung ein Ausgangs-Sperregister zum Halten festgelegter, auf dem Störungsermittlungssignal basierender Aus­ gangs-Freigabe/Sperr-Daten für den Ausgangspuffer.

Der Mikrocomputer gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt somit die Portlogikpegel-Erfassungs­ schaltung, welche den Spannungspegel des Verbindungs­ anschlusses mit einer Vielzahl von Schwellenwerten erfassen kann, wodurch es möglich ist, eine Störung zu ermitteln, bei der die Spannung des Verbindungsan­ schlusses ein vorbestimmter Logikpegel oder ein Pegel in einem unbestimmten Bereich zwischen vorbestimmten Pegeln ist.

Der Mikrocomputer gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung weist somit die Ausgangspuffer-Steuerschal­ tung auf zum Festlegen der Ausgangssignal-Sperrung des Ausgangspuffers auf der Grundlage des Störungser­ mittlungssignals, wobei der Ausgangspuffer gleichzei­ tig mit der Erfassung einer Störung der externen Schaltung sofort geschützt werden kann, ohne daß auf eine Störungsverarbeitung der CPU 11 gewartet wird bzw. werden muß.

Der Mikrocomputer gemäß dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung weist das Ausgangs-Sperregister auf zum Halten der festgelegten Ausgangs-Freigabe/Sperr-Daten für den Ausgangspuffer auf der Grundlage des Stö­ rungsermittlungssignals, wodurch es möglich wird, die durch das Portregister gehaltenen Daten selbst dann gegen Zerstörung zu schützen, wenn der Mikrocomputer einen Betriebsvorgang-Ablauffehler zeigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Ge­ genstand der beigefügten Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eines Mikrocomputers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung, welche den Aufbau eines Eingabe/Ausgabe-Ports gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt;

Fig. 3A bis Fig. 3D Zeitverlaufsdiagramme, die die Funktionsweise eines in Fig. 2 gezeigten Richtungsre­ gisters zeigen;

Fig. 4A bis Fig. 4J Zeitverlaufsdiagramme, die Be­ triebsabläufe einzelner Abschnitte des in Fig. 2 ge­ zeigten Eingabe/Ausgabe-Ports zeigen;

Fig. 5A bis Fig. 5K Zeitverlaufsdiagramme, die Be­ triebsabläufe einzelner Abschnitte des in Fig. 2 ge­ zeigten Eingabe/Ausgabe-Ports zeigen;

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, welches den Aufbau ei­ nes Eingabe/Ausgabe-Ports gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt;

Fig. 7A bis Fig. 7E Zeitverlaufsdiagramme, die die Funktionsweise des in Fig. 6 gezeigten Einga­ be/Ausgabe-Ports zeigen;

Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm, welches den Aufbau ei­ nes Eingabe/Ausgabe-Ports gemäß einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt;

Fig. 9A bis Fig. 9F Zeitverlaufsdiagramme, die die Funktionsweise einzelner Abschnitte des in Fig. 8 ge­ zeigten Eingabe/Ausgabe-Ports zeigen;

Fig. 10A bis Fig. 10F Zeitverlaufsdiagramme, die die Funktionsweise einzelner Abschnitte des in Fig. 8 ge­ zeigten Eingabe/Ausgabe-Ports zeigen;

Fig. 11 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eines herkömmlichen Mikrocomputers zeigt;

Fig. 12 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eines herkömmlichen Eingabe/Ausgabe-Ports zeigt;

Fig. 13A bis Fig. 13G Zeitverlaufsdiagramme, die die Funktionsweise des herkömmlichen Eingabe/Ausgabe-Ports zeigen.

Fig. 14 ein Blockschaltbild, welches einen anderen Aufbau eines herkömmlichen Eingabe/Ausgabe-Ports zeigt; und

Fig. 15 ein Diagramm, welches die Spannung des Ports bei Auftreten einer Störung zeigt.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eines Mikrocomputers gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel zeigt. Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10a einen aus einem einzelnen Chip bestehenden Mikrocomputer, das Bezugszeichen 11a eine zentrale Verarbeitungseinheit oder CPU des Mikrocom­ puters 10a, das Bezugszeichen 12a eine Unterbre­ chungs-Steuerschaltung zum Unterbrechen der Verarbei­ tung der CPU 11a, das Bezugszeichen 13a einen Einga­ be/Ausgabe-Port zum Zuführen/Ausgeben bzw. Austau­ schen von Daten zwischen dem Mikrocomputer 10a und einer externen Schaltung 16, und ein Bezugszeichen 14a einen Adreß/Daten-Bus, der als ein Pfad zur Da­ tenübertragung zwischen der CPU 11a und dem Einga­ be/Ausgabe-Port 13a dient, etc. Die Unterbrechungs-Steu­ erschaltung 12a generiert ein Unterbrechungs-An­ forderungssignal S12 für die CPU 11a auf der Grund­ lage eines durch den Eingabe/Ausgabe-Port 13a ausge­ gebenen Unterbrechungssignals S57.

Der Eingabe/Ausgabe-Port 13a beinhaltet einen Port 15a, der einen Verbindungsanschluß zu der externen Schaltung 16 bildet, einen Port-Zwischenspeicher 40 zum Halten bzw. Zwischenspeichern von an den Port 15a auszugebenden Daten S22, einen Ausgangspuffer 23a zum Ausgeben der durch den Port-Zwischenspeicher 40 ge­ haltenen Daten S22 an den Port 15a, eine Ausgangspuf­ fer-Steuerschaltung 85 zum Generieren und Halten ei­ nes Ausgangspuffer-Steuersignals S23 zum Steuern der Ausgangs-Freigabe/Sperrung für den Ausgangspuffer 23a und Festlegen einer Eingabe/Ausgabe-Richtung des Ein­ gabe/Ausgabe-Ports 13a, einen Eingangspuffer 24a zum Übernehmen eines Signals S24 aus der externen Schal­ tung 16, eine Portlogikpegel-Erfassungsschaltung 81 mit einer Vielzahl von Schwellenwerten zum Erfassen des Spannungspegels des Ports 15a, eine Vergleichs­ schaltung 82 zum Vergleichen der durch den Port-Zwi­ schenspeicher 40 gehaltenen Daten S22 mit einer Vielzahl von Signalen S52 und S53 entsprechend der Vielzahl von Schwellenwerten, eine Störungsermitt­ lungssignal-Erzeugungsschaltung 83 zum Erzeugen eines einzelnen Störungsermittlungssignals S56 aus einer Vielzahl von Vergleichsdaten S54 und S55 aus der Ver­ gleichsschaltung 82, und eine Störungsmeldeschaltung 84 zum Erzeugen eines Störungsmeldesignals S57 zum Informieren der CPU 11a über das Auftreten einer Stö­ rung auf der Grundlage des Störungsermittlungssignals S56 und den durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehal­ tenen Daten S22.

Die Vielzahl der in der Portlogikpegel-Erfassungs­ schaltung 81 bereitgestellten Schwellenwerte liegen auf Spannungspegeln zwischen vorbestimmten Logikpe­ geln "1" und "0" der externen Schaltung 16. Um solche Schwellenwerte festzulegen, wird die Portlogikpegel-Er­ fassungsschaltung 81 durch paralleles Verbinden ei­ ner Vielzahl von Logikpegeldetektoren mit unter­ schiedlichen Schwellenwerten gebildet. So besteht die Portlogikpegel-Erfassungsschaltung 81 beispielsweise aus einem ersten Logikpegeldetektor 811 mit einem er­ sten Schwellenpegel und einem zweiten Logikpegelde­ tektor 812 mit einem zweiten Schwellenwert, der sich von dem ersten Schwellenwert unterscheidet. Der erste und der zweite Logikpegeldetektor 811 bzw. 812 ermit­ teln, ob der Spannungspegel der Signalleitung 111 hö­ her bzw. niedriger ist als der erste und der zweite Schwellenwert. Logikwerte "1" bzw. "0" werden heran­ gezogen, um höheren bzw. niedrigeren Pegeln zu ent­ sprechen.

Ein Ausgangsanschluß des Port-Zwischenspeichers 40 ist über eine Signalleitung 110 mit einen Eingangsan­ schluß des Ausgangspuffers 23a und der Vergleichs­ schaltung 82 verbunden. Ein Ausgangsanschluß des Aus­ gangspuffers 23a ist über die Signalleitung 111 mit dem Port 15a und der Portlogikpegel-Erfassungsschal­ tung 81 verbunden. Diese Signalleitung 111 verbindet auch die Eingangsanschlüsse des Ports 15a und des Eingangspuffers 24a miteinander. Die externe Schal­ tung 16 ist durch eine Signalleitung 112 mit dem Port 15a verbunden. Ein durch den Ausgangspuffer 24a aus­ gegebenes Signal S25 wird einer internen Schaltung wie beispielsweise der CPU 11a des Mikrocomputers 10a zugeführt. Signale S20 und S21, die dem Port-Zwi­ schenspeicher 40 zugeführt werden, und Signale S50 und S51, die der Ausgangspuffer-Steuerschaltung 85 zugeführt werden, werden durch die CPU 11a generiert und beispielsweise mittels des Adreß/Daten-Busses 14a zugeführt.

Nachstehend wird der Betriebsablauf des Mikrocompu­ ters 10a gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 unter Bezug­ nahme auf Fig. 1 näher beschrieben. Die Ausgangsdaten S20 des Mikrocomputers 10a zu der externen Schaltung 16 werden durch den Adreß/Daten-Bus 14a dem Port-Zwi­ schenspeicher 40 zugeleitet und mit dem Taktsignal S21 synchronisiert.

Wenn der Mikrocomputer 10a das Signal S24 an die ex­ terne Schaltung 16 ausgibt, wird der Ausgangspuffer 23a durch das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 auto­ risiert, das Signal S24 an dem Port 15a auszugeben. Infolgedessen wird das durch den Port-Zwischenspei­ cher 40 gehaltene Datum S22 durch den Ausgangspuffer 23a an den Port 15a ausgegeben.

Wenn Daten aus der externen Schaltung 16 in den Mi­ krocomputer 10a eingegeben werden, verhindert das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 die Ausgabe durch den Ausgangspuffer 23a. Dem Port 15a werden über die Si­ gnalleitung 112 die Daten aus der externen Schaltung 16 zugeführt. Der Mikrocomputer 10a übernimmt mittels des Adreß/Daten-Busses 14a das Signal S24 des Ports 15a aus dem Eingangspuffer 24a. Das Ausgangspuffer-Steu­ ersignal S23 wird durch die Ausgangspuffer-Steu­ erschaltung 85, die durch die Signale S50 und S51 ge­ steuert wird, erzeugt und ausgegeben.

Die Portlogikpegel-Erfassungsschaltung 81 ist so aus­ gebildet, daß sie in der Lage ist, den Logikpegel des Ports 15a mit einer Vielzahl von Schwellenwerten zwi­ schen zugeführten Logikpegeln bzw. Eingangslogikpe­ geln, d. h. den vorbestimmten Logikpegeln "1" und "0", der externen Schaltung 16 zu erfassen. Wenn die Schwellenwerte auf den unteren Grenzwert des Logikpe­ gels "1" und den oberen Grenzwert des Logikpegels "0" eingestellt sind, kann mit jeder Abnormalität dahin­ gehend, daß der Spannungspegel des Ports 15a bei Auf­ treten einer Störung in dem (Werte-)Bereich eines un­ bestimmten Bereichs bzw. in einem unbestimmten Be­ reich verbleibt, umgegangen werden. Die Portlogikpe­ gel-Erfassungsschaltung 81 gibt durch den ersten und den zweiten Lokigpegel-Detektor 811 bzw. 812 erfaßte Resultate als die Signale S52 bzw. S53 aus.

Wenn sich der Logikpegel des Ports 15a aufgrund einer Störung, die auf einem Kurzschluß über die externe Schaltung 16a und eine Leistungsversorgungsleitung beruht, während der Mikrocomputer 10a "0" an die ex­ terne Schaltung 16 ausgibt, vollständig bzw. dauer­ haft auf "1" ändert, oder wenn sich der Logikpegel des Ports 15a aufgrund einer Störung, die auf einem Kurzschluß über die externe Schaltung 16 und eine Erd- oder Masseleitung beruht, während der Mikrocom­ puter 10a "1" an die externe Schaltung 16 ausgibt, vollständig bzw. dauerhaft auf "0" ändert, kann die Störung ähnlich wie im Stand der Technik erfaßt wer­ den.

Darüber kann eine Störung auch dann erfaßt werden, wenn der Logikpegel des Ports 15a zwischen den Logik­ pegeln "1" und "0" unbestimmt ist.

Die Vergleichsschaltung 82 vergleicht die durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Daten S22 mit den Ausgangssignalen S52 und S53 der Portlogikpegel-Er­ fassungsschaltung 81. Wenn sich die durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Daten von dem durch die Ausgangssignale S52 und S53 angegebenen Logikpe­ gel des Ports 15a unterscheiden, wird das Auftreten einer Störung ermittelt.

Dann erzeugt die Störungsermittlungssignal-Erzeu­ gungsschaltung 83 das einzelne oder singuläre Stö­ rungsermittlungssignal S56 mittels der Vielzahl von Erfassungssignalen S54 und S55 aus der Vergleichs­ schaltung 82 entsprechend den Detektoren für die Vielzahl von Schwellenwerten. Denn jedes der Vielzahl von Erfassungssignalen S54 und S55 hat nur dann eine Bedeutung, wenn die durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Daten S22 entweder "1" oder "0" sind, so daß daher das einzelne Störungsermittlungssignal S56 durch jedem Fall entsprechendes Extrahieren benö­ tigter Information aus dem Signal S54 oder S55 gene­ riert werden muß.

Die Störungsmeldeschaltung 84 generiert ein Unterbre­ chungssignal entsprechend einer Kurzschlußstörung über die externe Schaltung 16 und die Leistungsver­ sorgungsleitung oder die Erdleitung, während der Port 15a "0" oder "1" an die externe Schaltung 16 ausgibt, auf der Grundlage des Störungsermittlungssignals S56 und den durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Daten, um die CPU 11a über das Auftreten der Störung zu informieren.

Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm, welches den Aufbau des Eingabe/Ausgabe-Ports 13a gemäß dem in dem Block­ schaltbild der Fig. 1 abgebildeten Ausführungsbei­ spiel 1 zeigt.

Der Ausgangspuffer 23a, der ein Puffer mit drei Zu­ ständen bzw. ein Tristate-Puffer ist, tritt in einen Ausgangs-Freigabezustand ein, wenn das Ausgangspuf­ fer-Steuersignal S23 "0" ist, und tritt in einen Aus­ gangs-Sperrzustand ein, wenn das Signal S23 "1" ist. Ein Inverter 41b zum Invertieren des Ausgangspuffer-Steu­ ersignals S23, ein Nicht-UND bzw. NAND-Tor 41a zum Berechnen der Nicht-UND bzw. NAND-Kombination ei­ nes Ausgangs des Inverters und der Daten S22, ein Nicht-ODER bzw. NOR-Tor 41c zum Berechnen der Nicht-ODER bzw. NOR-Kombination des Ausgangspuffer-Steuer­ signals S23 und der Daten S22 sind Tristate-Steuer­ schaltungen. PMOS- und NMOS-Transistoren 44 bzw. 45, welchen Ausgänge des NAND-Tors 41a bzw. des NOR-Tors 41c an Toren desselben zugeführt werden und die seri­ ell über die Leistungsversorgungsleitung und die Mas­ seleitung verbunden sind, sind Ausgangstransistoren zum Ausgeben des Signals S24.

Das Bezugszeichen 42 bezeichnet ein Richtungsregi­ ster, welches die Ausgangspuffer-Steuerschaltung 85 bzw. das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 generiert. Das Richtungsregister 42 ist derart ausgebildet, daß es das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 zum Steuern der Ausgangs-Freigabe/Sperrung für den Ausgangspuffer 23 und Festlegen einer Eingabe/Ausgabe-Richtung des Eingabe/Ausgabe-Ports 13a generiert.

Die Portlogikpegel-Erfassungsschaltung 81 hat unter­ schiedliche Schwellenwerte, welches Spannungspegel zwischen den vorbestimmten Logikpegeln "1" und "0" in CMOS- oder Bipolar-Elementen sind, welche die externe Schaltung 16 generieren bzw. bilden, die parallel mit dem Port 15a verschaltet ist, wie zum Beispiel etwa Schwellenwerte 0,2 Vcc und 0,8 Vcc.

Beide von Eingangsanschlüssen von Invertern 48 und 49 mit unterschiedlichen Schwellenwerten zum Erfassen zweier logischer Pegel sind mit der Signalleitung 111 zum Übermitteln des Signals S24 verbunden. Ausgangs­ anschlüsse der Inverter 48 und 49 sind mit Eingangs­ anschlüssen von General-Invertern bzw. allgemeinen Invertern 50 und 51 mit Schwellenwerten von bei­ spielsweise 0,5 Vcc verbunden. D. h., ein erster, aus den Invertern 48 und 50 bestehender Logikpegel-Detek­ tor und ein zweiter, aus den Invertern 49 und 51 be­ stehender Logikpegel-Konverter sind parallel mitein­ ander verschaltet.

Wenn die externe Schaltung 16 durch ausschließlich CMOS-Elemente gebildet wird, wird der Inverter 48 auf einen hohen Schwellenwert von beispielsweise 0,8 Vcc eingestellt, und wird der Inverter 49 auf einen nied­ rigen Schwellenwert von beispielsweise 0,2 Vcc einge­ stellt.

Die Vergleichsschaltung 82 wird durch ein (nachste­ hend in Kurzform als EX-NOR-Tor bezeichnetes) Exklu­ siv-NOR-Tor 52 zum Berechnen der Exklusiv-NOR-Kombi­ nation bzw. -Verknüpfung der Signale S52 und S22 und ein EX-NOR-Tor 53 zum Berechnen der Exklusiv-NOR-Kom­ bination der Signale S53 und S22 gebildet.

Die Störungsermittlungssignal-Erzeugungsschaltung 83 wird durch ein UND-Tor 54 zum Berechnen der UND-Ver­ knüpfung der Vielzahl von Ausgangssignalen S54 und S55 der Vergleichsschaltung 82 entsprechend der Viel­ zahl von Schwellenwerten, Inverter 55 und 56, die se­ riell mit einem Ausgangsanschluß des UND-Tors zum Verzögern dessen Ausgangs, und ein ODER-Tor 58 zum Berechnen der ODER-Verknüpfung eines Ausgangssignals des Inverters 56, welcher der des Reihenkörpers ist, und des UND-Tors 54 gebildet.

Die Störungsmeldeschaltung 84 ist derart ausgebildet, daß sie ein Masseleitungskurzschluß-Unterbrechungs­ signal S57a oder ein Leistungsversorgungskurzschluß-Un­ terbrechungssignal S57b als das Unterbrechungssi­ gnal S57 in Antwort auf den Logikpegel des durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Datums S22 gene­ riert.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Schaltung mit diesem Aufbau näher beschrieben. Fig. 3A bis Fig. 3D sind Zeitverlaufsdiagramme, die einen Betriebsablauf des in Fig. 2 gezeigten Richtungsregisters 42 zum In­ itialisieren des Ausgangspuffers 23a zeigen. Wenn in einem Zeitraum T21 gemäß Fig. 3A einem Rücksetzan­ schluß des Richtungsregisters "1" des Richtungsregi­ sters, welches aus einem D-Flipflop besteht, "1" zu­ geführt wird, wird das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 "1", wie in Fig. 3B gezeigt, und der Ausgangspuf­ fer wird in einen Zustand initialisiert, in dem der Ausgang gesperrt ist.

Sodann wird "0" einem Datenanschluß des Richtungsre­ gisters 42 wie in Fig. 3C gezeigt zugeführt, und wird in einem Zeitraum T22 "1" einem Steueranschluß als das Signal S51 zugeführt, wie in Fig. 3D gezeigt, wo­ durch das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 "0" wird und der Ausgangspuffer 23a in einen Zustand initiali­ siert wird, in dem der Ausgang freigegeben ist.

Ferner wird "1" einem Datenanschluß des Richtungsre­ gisters 42 als das Signal S50 zugeführt, wie in Fig. 3C gezeigt, und wird in einem Zeitraum T23 "1" dem Steueranschluß als das Signal S51 zugeführt, wie in Fig. 3D gezeigt, wodurch das Ausgangspuffer-Steuer­ signal S23 "1" wird und der Ausgangspuffer 23a in ei­ nen Zustand initialisiert wird, in dem der Ausgang gesperrt ist. In diesem Zustand wird die Signaleinga­ be durch die externe Schaltung 16 über den Port 15a freigegeben.

Fig. 4A bis Fig. 4J sind Zeitverlaufsdiagramme, die Betriebsvorgänge der jeweiligen Abschnitte des Einga­ be/Ausgabe-Ports 13a gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 bezogen auf den Port 15a, der sich in einem Normalzu­ stand befindet, gezeigt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4J wird nachste­ hend die Funktionsweise des Eingabe/Ausgabe-Ports 13a gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 in Bezug auf den Port 15a, der sich in einem Normalzustand befindet, be­ schrieben.

In einem Zeitraum T31 gemäß Fig. 4A wird "0" einem Datenanschluß des Port-Zwischenspeichers 40 als das Datum S20 zugeführt, und wird dieses Datum S20 durch den Port-Zwischenspeicher 40 in Übereinstimmung mit dem Steuersignal S21 gehalten.

Wenn das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 auf Null ge­ setzt wird, um den Ausgangspuffer 23a für die Ausgabe freizugeben, wird das durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltene Datum S22 von dem Ausgangspuffer 23a über den Port 15a an die externe Schaltung 16 ausge­ geben. In der nachstehenden Beschreibung des Ausfüh­ rungsbeispiels 1 wird angenommen, daß sich der Aus­ gangspuffer 23a in einem Zustand befindet, in dem sein Ausgang freigegeben ist.

Wenn das Signal S24 des Ports 15a normal ist, sind das durch den in Fig. 4A gezeigten Port-Zwischenspei­ cher 40 gehaltene Datum S22 und der Logikpegel des Ports 15a identisch.

Wenn sich das durch den Port-Zwischenspeicher 40 ge­ haltene Datum S22 in beispielsweise einem Zeitraum T32 von "0" auf "1" ändert, geht das Signal S24 in dem Zeitraum T32 von "0" auf einen "1" entsprechenden Pegel über, wie in Fig. 4B gezeigt. Zu dieser Zeit verursacht die Spannung (der Pegel) des Signals S24 des Ports 15a durch eine parasitäre Kapazität oder dergleichen eine Rundung in einem Signalanstiegsver­ lauf in dem Zeitraum T32.

Das Signal S24 wird in dem Zeitraum T32 durch den In­ verter 49 mit dem niedrigen Schwellenwert von bei­ spielsweise 0,2 Vcc erfaßt, und es wird "1" als das Ausgangssignal S53 des Inverters 51 ausgegeben, wie in Fig. 4D gezeigt. Dieses Signal S53 und das durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltene Datum S22 wer­ den in das EX-NOR-Tor 53 eingeleitet und miteinander verglichen, so daß in dem Zeitraum T32 "1" als das Signal S55 ausgegeben wird, wie in Fig. 4F gezeigt.

Wenn die Spannung des Ports 15a weiter auf den Pegel Vcc erhöht wird, reagiert der Inverter 48 mit dem ho­ hen Schwellenwert, und es wird "1" als das Ausgangs­ signal S52 des Inverters 50 ausgegeben. Das EX-NOR-Tor 52 vergleicht das zugeführte Signal S52 des In­ verters 50 mit dem durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Datum S22, und es wird "0" als das Aus­ gangssignal S54 in dem Zeitraum T32 ausgegeben, wie in Fig. 4E gezeigt.

Auf ähnliche Art und Weise geht dann, wenn sich das durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltene Datum S22 in einem Zeitraum T35 von "1" auf "0" ändert, wie in Fig. 4A gezeigt, das Signal S24 des Ports 15a auch von "1" auf einen "0" entsprechenden Pegel über. Das Signal S24 des Ports 15a wird durch den Inverter 48 mit dem hohen Schwellenwert von beispielsweise 0,8 Vcc erfaßt, und es wird "0" als das Signal S52 ausge­ geben. Dieses Signal S52 und das durch den Port-Zwi­ schenspeicher 40 gehaltene Datum werden in das EX-NOR-Tor 52 eingeleitet und durch dieses miteinander verglichen, und es wird "1" als das Ausgangssignal S54 in dem Zeitraum T35 ausgegeben, wie in Fig. 4E gezeigt.

Wenn die Spannung des Ports 15a auf einen niedrigeren Pegel abgesenkt wird, reagiert der Inverter 49 mit dem niedrigeren Schwellenwert, und es wird "0" als das Signal S53 in einem Zeitraum T36 ausgegeben, wie in Fig. 4D gezeigt. Das EX-NOR-Tor 53 vergleicht das Ausgangssignal S53 des Inverters 51 mit dem durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Datum S22, und es wird "1" als das Ausgangssignal S55 ausgegeben, wie in Fig. 4F gezeigt.

Sodann generiert die Störungsermittlungssignal-Erzeu­ gungsschaltung 83 das singuläre Störungsermittlungs­ signal S6 zum Informieren der CPU 11a über das Vor­ handensein/Fehlen einer Störungserfassung auf der Grundlage der Ausgangssignale S54 und S55, welche die der Vielzahl von Schwellenwerten entsprechende Viel­ zahl der Ausgangssignale der Vergleichsschaltung 82 darstellen.

Die Ausgangssignale S54 und S55 der Vergleichsschal­ tung 82 werden in das UND-Tor 54 eingeleitet, so daß ein in Fig. 4G gezeigtes Signal S60 erhalten wird. Das Ausgangssignal S60 wird durch die Inverter 55 und 56 verzögert, so daß ein in Fig. 4H gezeigtes Signal S60a ausgegeben wird, und die Signale S60 und S60a werden in das ODER-Tor 58 eingeleitet, so daß Impul­ se, deren Impulsbreite kürzer als eine vorbestimmte Impulsbreite ist, eliminiert werden, um das Störungs­ ermittlungssignal S56 gemäß Fig. 4I zu generieren.

Wie in Fig. 4G, 4H und 4I gezeigt, wird das Störungs­ ermittlungssignal S56 "1", wenn das Signal S24 normal ist.

Fig. 5A bis Fig. 5K sind Zeitverlaufsdiagramme, die Betriebsvorgänge der einzelnen Abschnitte des Einga­ be/Ausgabe-Ports 13a gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 in Bezug auf den eine Störung verursachenden Port 15a zeigen. Fig. 5B ist in vergrößertem, nicht proportio­ nalem Maßstab dargestellt.

Wenn sich das durch den Port-Zwischenspeicher 40 ge­ haltene Datum S22 auf dem Pegel "0" befindet und die externe Schaltung 16 wie in Fig. 5A gezeigt in einem Zeitraum T41 mit der Leistungsversorgungsleitung kurzgeschlossen wird, wird die Spannung (der Pegel des Signals S24) des Ports 15a in einem Zeitraum T42 in Richtung Vcc erhöht, wie in Fig. 5B gezeigt. Die Spannung des Ports 15a wird jedoch durch Kurzschluß­ widerstände mit verschiedenen Widerstandswerten in Ab­ hängigkeit von den Kurzschluß-Betriebsarten bestimmt, so daß daher der Port 15a verschiedene, durch zum Beispiel Kurven L1a bis L3a gezeigte Spannungszustän­ de annimmt.

Gemäß diesen Ausführungsbeispiel sind der Inverter 49 mit einem niedrigen Schwellenwert N3 von beispiels­ weise 0,2 Vcc und der Inverter 48 mit einem hohen Schwellenwert N6 von beispielsweise 0,8 Vcc als Port­ logikpegel-Detektoren parallel mit dem Port 15a ver­ schaltet, um den Logikpegel des Ports 15a zu erfas­ sen.

Wenn der Port 15a eine Störung verursacht derart, daß seine Spannung entlang zum Beispiel der Kurve L3a ei­ nen niedrigen Pegel von etwa 0,4 Vcc erreicht, messen der Inverter 49 mit dem niedrigen Schwellenwert N3 von 0,2 Vcc und der mit diesem seriell verbundene In­ verter 51 die Spannung (den Pegel des Signals S24) des Ports 15a in einem Zeitraum T42 wie in Fig. 5B gezeigt, und es wird "1" als das Signal S53 ausgege­ ben, wie in Fig. 5D gezeigt.

Andererseits erfaßt der erste Logikpegel-Detektor, der durch den Inverter 48 mit dem Schwellenwert N2 von 0,8 Vcc und den Inverter 50 mit dem Schwellenwert von 0,5 Vcc gebildet wird, in dem Zeitraum T42 keine Spannungsänderung des Ports 15a, wie in Fig. 5C ge­ zeigt, so daß daher das Ausgangssignal S52 dieses er­ sten Logikpegel-Detektors auf "0" verbleibt.

Dann werden in dem Zeitraum T42 das durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltene Datum S22 und das Si­ gnal S53 in das EX-NOR-Tor 53 der Vergleichsschaltung 82 eingeleitet, wie in Fig. 5F gezeigt, und es wird "0" als dessen Signalausgang erhalten.

Andererseits werden in dem Zeitraum T42 das durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltene Datum S22 und das Signal S52 in das EX-NOR-Tor 52 eingeleitet, wie in Fig. 5E gezeigt, und es wird "1" als das Ausgangssi­ gnal S54 ausgegeben.

Sodann werden die Ausgangssignale S54 und S55 der Vergleichsschaltung 82 in die Störungsermittlungs­ signal-Erzeugungsschaltung 83 eingeleitet, wodurch das Störungsermittlungssignal S56 auf ähnliche Art und Weise gebildet werden kann wie in dem Fall, in dem sich der Port 15a auf einem normalen Spannungspe­ gel befindet. Wenn die externe Schaltung 16 mit der Leistungsversorgungsleitung kurzgeschlossen wird, wird "0" als das Störungsermittlungssignal S56 erhal­ ten, wie in Fig. 5I gezeigt.

Wenn sich das durch den Port-Zwischenspeicher 40 ge­ haltene Datum S22 auf dem Pegel "1" befindet und die externe Schaltung 16 in einem Zeitraum T51 mit der Masseleitung kurzgeschlossen wird, wie in Fig. 5A ge­ zeigt, wird andererseits die Spannung des Ports 15a in Richtung 0 V verringert, wie in Fig. 5B gezeigt. Auch in diesem Fall wird die Spannung des Ports 15a durch Kurzschlußwiderstände mit verschiedenen Wider­ standswerten in Abhängigkeit von den Kurzschlußbe­ triebsarten bestimmt, so daß daher der Port 15a ver­ schiedene Spannungszustände annimmt, wie beispiels­ weise durch Kurven L4a bis L6a gezeigt.

In Übereinstimmung mit diesem Ausführungsbeispiel sind der Inverter 49 mit dem niedrigen Schwellenwert von beispielsweise 0,2 Vcc und der Inverter 48 mit dem hohen Schwellenwert von beispielsweise 0,8 Vcc als Portlogikpegel-Detektoren zum Erfassen des Logik­ pegels des Ports 15a parallel mit dem Port 15a ver­ bunden, wobei der Inverter 48 mit dem hohen Schwel­ lenwert N6 von beispielsweise 0,8 Vcc den Portlogik­ pegel in dem Zeitraum T52 erfaßt, wenn die Spannung des Signals S24 entlang der Kurve L6a gemäß Fig. 5B auf einem hohen Pegel von etwa 0,6 Vcc verbleibt, und es wird "0" als das Ausgangssignal S52 erhalten, wie in Fig. 5D gezeigt.

Demgegenüber erfaßt der Inverter 49 mit dem Schwel­ lenwert von 0,2 Vcc in dem Zeitraum T52 keine Span­ nungsänderung des Ports 15a, wie in Fig. 5C gezeigt, wodurch das Signal S53 auf "1" verbleibt.

Dann werden in dem Zeitraum T52 das durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltene Datum S22 und das Si­ gnal S53 in das EX-NOR-Tor 53 der Vergleichsschaltung 82 geleitet, wie in Fig. 5F gezeigt, und das EX-NOR-Tor 53 gibt "1" als das Ausgangssignal S55 aus.

Andererseits werden in dem Zeitraum T52 das durch den Port-Zwischenspeicher 40 gehaltene Datum S22 und das Signal S52 in das EX-NOR-Tor 52 geleitet, wie in Fig. 5E gezeigt, und das EX-NOR-Tor 52 gibt "0" als das Ausgangssignal S54 aus.

Dann werden die Ausgangssignale S54 und S55 der Ver­ gleichsschaltung 82 der Störungsermittlungssignal-Er­ zeugungsschaltung 83 zugeführt, wobei das Störungser­ mittlungssignal S56 auf ähnliche Art und Weise gene­ riert werden kann wie in dem Fall, in dem die Port­ spannung normal ist. Wenn die externe Schaltung 16 mit der Masseleitung kurzgeschlossen wird, wird "0" als das Störungsermittlungssignal S56 erhalten, wie in Fig. 5I gezeigt.

Infolgedessen wird "0" als das Störungsermittlungs­ signal S56 ausgegeben, und zwar unabhängig davon, ob der Port 15a auf "1" wechselt, während der Port-Zwi­ schenspeicher 40 "0" ausgibt, oder ob der Port 15a auf "0" wechselt, während der Port-Zwischenspeicher 40 "1" ausgibt. Daher wird erkannt, daß eine Störung in dem Port 15a stattfindet bzw. auftritt, wenn das Störungsermittlungssignal S56 "0" ist.

In dem Eingabe/Ausgabe-Port 13a gemäß dem Ausfüh­ rungsbeispiel 1 wird der Logikpegel des Ports 15a durch die Portlogikpegel-Erfassungsschaltung 81 mit einer Vielzahl von Schwellenwerten erfaßt, wodurch es möglich ist, zu ermitteln, ob die Spannung des Ports 15a korrekt auf dem Logikpegel "1", dem Logikpegel "0", oder auf einem Zwischenpegel liegt. Es ist daher möglich, auch eine halb- oder semi-zerstörende Stö­ rung zu erfassen, die die Spannung des Ports 15a auf einen Zwischenpegel in einem gegenüber einem vorbe­ stimmten Logikpegel geringfügig verschobenen, unbe­ stimmten Bereich bringt, um den Ausgangspuffer 23a auch bei einer derartigen Störung gegen Zerstörung zu schützen.

Während in dem Ausführungsbeispiel 1 zwei parallele Inverter mit verschiedenen Schwellenwerten verwendet werden, ist es möglich, durch weiteres Erhöhen der Anzahl der Inverter eine Störung mit einem anderen Spannungspegel weiter genauer zu ermitteln.

Während in dem Ausführungsbeispiel 1 die Inverter mit vorbestimmten Schwellenwerten für die Portlogikpegel-Er­ fassungsschaltung verwendet werden, können alterna­ tiv Elemente wie beispielsweise Zener-Dioden oder Vergleicher mit vorbestimmten Schwellenwerten einge­ setzt werden, die in der Lage sind, zu ermitteln, ob die Spannung des Ports 15a in einem vorbestimmten Spannungsbereich liegt oder nicht.

Während die anhand der Abnormalität der Portspannung erfaßte Störung als eine solche beschrieben wurde, die in der Hauptsache aus einer Kurzschlußstörung in der externen Schaltung 16 resultiert, sind natürlich auch solche Störungen mit umfaßt, die aus der Zerstö­ rung oder Beschädigung des Ausgangspuffers 23a selbst resultieren.

Wenn "0" als das Störungsermittlungssignal S56 erfaßt wird, generiert die Störungsmeldeschaltung 84 das Un­ terbrechungssignal S57a oder S57b an bzw. für die CPU 11a, so daß die CPU 11a über das Auftreten der Stö­ rung durch die Unterbrechungs-Steuerschaltung 12a in­ formiert wird und eine Gegenmaßnahme gegen die Stö­ rung ausführt.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches den Aufbau eines Eingabe/Ausgabe-Ports gemäß einem Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung zeigt. Bezugnehmend auf Fig. 6 be­ zeichnet ein Bezugszeichen 85A eine Ausgangspuffers- Steuerschaltung, die derart ausgebildet ist, daß sie die Ausgangs-Freigabe/Sperrung für einen Ausgangspuf­ fer 23a steuert. Die Ausgangspuffer-Steuerschaltung 85A wird durch ein Richtungsregister 42 gebildet, welches Daten zum Festlegen der Ausgangs-Freigabe/ Sperrung für den Ausgangspuffer 23a und zum Ermitteln einer Eingabe/Ausgabe-Richtung des Eingabe/Ausgabe-Ports enthält, und durch eine Schaltung, die einen Inverter 70 und ein ODER-Tor 71 umfaßt, welche auf der Grundlage eines Störungsermittlungssignals 56, welches über das Richtungsregister 42 eine Störung ermittelt, verhindern, daß der Ausgangspuffer 23a ei­ ne Ausgabe über das Richtungsregister 42 durchführt.

Ein ODER-Tor 54b berechnet die ODER-Verknüpfung eines Ausgangs des UND-Tors 54 und eines Signals S23 und gibt dieses aus. D.h., der Ausgang des UND-Tors 54 wird dem ODER-Tor 58 und durch das ODER-Tor 54b einem Eingangsanschluß eines Inverters 55 zugeführt. Das ODER-Tor 54b ist derart ausgebildet, daß verhindert wird, daß eine Schutzschaltung arbeitet, wenn sich ein Port 15a in einem Eingabezustand befindet. Infol­ gedessen ist eine Störungsermittlungssignal-Erzeu­ gungsschaltung 83a so aufgebaut, daß das ODER-Tor 54b zu der Störungsermittlungssignal-Erzeugungsschaltung 83 des Ausführungsbeispiels 1 hinzugefügt wird. Die verbleibenden Teile, welche dieselben Bezugszeichen wie Teile in Fig. 2 haben, entsprechend diesen Tei­ len.

Die Fig. 7A bis Fig. 7E sind Zeitverlaufsdiagramme, die die Funktionsweise des in Fig. 6 gezeigten Einga­ be/Ausgabe-Ports zeigen.

Es wird angenommen, daß ein Datum S22, welches durch einen Port-Zwischenspeicher 40 gehalten wird, in ei­ nem Anfangszustand "0" vorliegt, wie in Fig. 7A ge­ zeigt. Wenn eine Abnormalität in einer Spannung (dem Pegel eines Signals S24) des Ports 15a in einem Zeit­ raum T61 resultiert, wie in Fig. 7B gezeigt, wird das Störungsermittlungssignal S56 "0", wie in Fig. 7C ge­ zeigt und wie ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1. Wenn dieses einem Rücksetzanschluß des Richtungsregisters 42 zugeführt wird, wird das Ausgangspuffer-Steuersi­ gnal S23 "1", wie in Fig. 7D gezeigt, und der Aus­ gangspuffer 23a tritt in einen Zustand ein, in dem sein Ausgang gesperrt ist.

Der in den Zustand mit gesperrtem Ausgang eintretende Ausgangspuffer 23a wird in einen - von dem Port 15a aus gesehen - hochimpedanten Zustand gebracht. Infol­ gedessen fließt selbst dann kein hoher Strom in den Ausgangspuffer 23a oder aus diesem heraus, falls eine Kurzschlußstörung in einer externen Schaltung 16 auf­ tritt, so daß der Ausgangspuffer 23a nicht zerstört wird.

Wenn das Störungsermittlungssignal S56 "0" wird, er­ zeugt eine Störungsmeldeschaltung 84 ein Unterbre­ chungssignal S57b für eine CPU 11a wie in Fig. 7E ge­ zeigt, um die CPU 11a über das Auftreten der Störung zu informieren.

Falls die Störung des Ports 15a temporär aus externem Rauschen oder dergleichen resultiert, kehrt die Span­ nung (der Pegel des Signals S24) des Ports 15a übli­ cherweise unmittelbar auf einen normalen Wert zurück. Daher werden Daten S50 und S51 eines Datenanschlusses und eines Steueranschlusses des Richtungsregisters 42 durch ein Verfahren ermittelt, welches ähnlich dem zum Initialisieren des sich in der auf das Ausfüh­ rungsbeispiel 1 beziehenden Fig. 2 gezeigten Aus­ gangspuffers 23a ist, um das Ausgangspuffer-Steuersi­ gnal S23 auf "0" zu setzen, wie in Fig. 7D gezeigt.

Falls die Spannung des Ports 15a auf einen normalen Pegel zurückkehrt, behält das Ausgangspuffer-Steuer­ signal S23 seinen Zustand bei und gibt den Ausgang frei. Falls andererseits die Störung nicht verschwin­ det, wie durch eine durchbrochene Linie in Fig. 7B gezeigt, wird das Ausgangspuffer-Steuersignal S3 un­ mittelbar "1", wie durch eine durchbrochene Linie in Fig. 7D gezeigt, und sperrt den Ausgang.

In einem Zeitraum T63, wenn sich die Spannung des Ports 15a auf einem normalen Pegel befindet, werden die Daten S50 und S51 des Datenanschlusses und des Steueranschlusses des Richtungsregisters 42 dazu ver­ wendet, das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 auf "1" zu setzen, wie in Fig. 7D gezeigt, um den Ausgangs­ puffer 23a an der Ausgabe zu hindern, während der Port 15a in einen Eingabezustand gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt setzt das ODER-Tor 54b das Störungs­ ermittlungssignal S56 regelmäßig auf "1".

In Übereinstimmung mit der in Fig. 6 gezeigten Schal­ tung wird der Ausgangspuffer 23a gleichzeitig mit dem Auftreten einer Störung in einen Zustand gebracht wird, in dem der Ausgang gesperrt ist, wodurch ver­ hindert werden kann, daß der Ausgangspuffer 23a zer­ stört wird, bevor die Störungsverarbeitung durch eine Unterbrechung der CPU 11a abgeschlossen ist.

Andererseits kann der Ausgangspuffer 23a aus dem Zu­ stand mit gesperrtem Ausgang freigegeben werden, falls die Störung des Ports 15a nur vorübergehend ist, wodurch es möglich ist, bis zu einer mittleren Stufe wirksam zu der Aufgabe zurückzukehren, ohne ein Verarbeitungsergebnis zu verlieren.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 8 ist ein Schaltbild, welches den Aufbau eines Eingabe/Ausgabe-Ports gemäß einem Ausführungsbeispiel 3 der Erfindung zeigt. Bezugnehmend auf Fig. 8 be­ zeichnet das Bezugszeichen 85B eine Ausgangspuffer-Steu­ erschaltung, die derart ausgebildet ist, daß sie die Ausgangs-Freigabe/Sperre für einen Ausgangspuffer 23a steuert. Die Ausgangspuffer-Steuerschaltung 85B besteht aus einem Richtungsregister 42, welches Ein­ stelldaten für die Ausgangs-Freigabe/Sperrung für den Ausgangspuffer 23a enthält, ein D-Flipflop, welches ein Ausgangs-Sperregister 62 darstellt zum Halten der Einstelldaten für die Einstellung der Ausgangs-Frei­ gabe/Sperrung für den Ausgangspuffer 23a auf der Grundlage eines Störungsermittlungssignals S56, und einem NAND-Tor 63 zum Bevorzugen der Ausgangssperrung des Ausgangspuffers 23a auf der Grundlage des Stö­ rungsermittlungssignals S56.

Andererseits wird eine Störungsermittlungssignal-Er­ zeugungsschaltung 83B durch Hinzufügen eines NAND-Tors 54a mit einem ersten Eingangsanschluß, der mit einem Ausgangsanschluß eines UND-Tors 54 verbunden ist, und einem zweiten Eingangsanschluß zum Empfangen eines Signals S60 zu der Störungsermittlungssignal-Er­ zeugungsschaltung 83 des Ausführungsbeispiels 1 ge­ bildet. Das NAND-Tor 54a ist derart ausgebildet, daß ein Ausgang des UND-Tors 54 geändert wird, um zu ver­ hindern, daß eine Schutzschaltung arbeitet, wenn sich der Ausgangspuffer 23a in einem Zustand befindet, in dem sein Ausgang gesperrt ist, und wenn sich der Ein­ gabe/Ausgabe-Port in einem Eingabezustand befindet. Die verbleibenden Teile mit denselben Bezugszeichen wie diejenigen der Fig. 2 entsprechen diesen Teilen.

Die Fig. 9A bis 9F sind Zeitverlaufsdiagramme, welche Betriebsvorgänge der einzelnen Abschnitte des Einga­ be/Ausgabe-Ports gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 zum Einstellen einer anfänglichen Ausgabe-Freigabe/Sper­ rung für den Ausgangspuffer 23a zeigen. Die Funkti­ onsweise der Schaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 und 9 beschrieben.

Als ein initialisierender Schritt zum Versetzen des Ausgangspuffers 23a in einen Zustand, in dem sein Ausgang freigegeben wird, wird in einem Zeitraum T71 - als ein Rücksetzsignal S41 gemäß Fig. 9A - "1" in das Richtungsregister 42 und einen Rücksetzanschluß des Ausgangs-Sperregisters 62 eingegeben. Das Rück­ setzsignal S41 wird aus einem Rücksetzsignal zum In­ itialisieren des gesamten Mikrocomputerchips erzeugt.

Ein Ausgangssignal S61 des Ausgangs-Sperregisters 62 wird "1", wie in Fig. 9 gezeigt, und ein Ausgangs­ signal S60 des Richtungsregisters 42 wird "0", wie in Fig. 9B gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein von dem NAND-Tor 63 ausgegebenes Ausgangspuffer-Steuersignal S23 "1", wie in Fig. 9F gezeigt, und der Ausgangspuf­ fer 23a befindet sich in einem Zustand, in dem sein Ausgang gesperrt ist.

Dann wird "1" in einen Datenanschluß des Richtungsre­ gisters 42 als Eingangsdatum S50 eingeleitet, wie in Fig. 9D gezeigt, und wird in einem Zeitraum T72 "0" in einen Steueranschluß als ein Steuersignal S51 ein­ geleitet, wie in Fig. 9E gezeigt, wodurch das Aus­ gangssignal S60 des Richtungsregisters, welches "0" war, "1" wird, wenn das Steuersignal S51 in einem Zeitraum T73 in "1" umgewandelt wird, wie in Fig. 9C gezeigt, das durch das NAND-Tor 63 ausgegebene Aus­ gangspuffer-Steuersignal S23 wird "0", wie in Fig. 9F gezeigt, und der Ausgangspuffer 23a kann in einen Zu­ stand versetzt werden, in dem sein Ausgang freigege­ ben ist.

Wenn als das Eingangsdatum S50 "0" in den Datenan­ schluß des Richtungsregisters 42 eingegeben wird, und wenn als ein Steuersignal S51 "1" in den Steueran­ schluß eingegeben wird, wie in Fig. 9E in einem Zeit­ raum T74 gezeigt, wird das Ausgangssignal S60 des Richtungsregisters 42 "0", wie in Fig. 9C gezeigt, wird das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 "1", wie in Fig. 9F gezeigt, und tritt der Ausgangspuffer 23a in einen Zustand ein, in dem sein Ausgang gesperrt ist. Infolgedessen kann ein Port 15a in einen Zustand ver­ setzt werden, in dem sein Eingang freigegeben ist.

Bezugnehmend auf ein in den Fig. 10A bis 10F gezeig­ tes Zeitverlaufsdiagramm wird nachstehend ein Be­ triebsvorgang bei Auftreten einer Störung wie bei­ spielsweise ein Kurzschluß in einer externen Schal­ tung beschrieben. Die Fig. 10A bis Fig. 10F zeigen Signale S56, S61, S60, S23, S50 bzw. S51.

In einem Zeitraum T81 eines normalen Zustands ist das Störungsermittlungssignal S56 "1", wie in Fig. 10A gezeigt, und ist das Ausgangssignal S60 des Rich­ tungsregisters 42 "1", wie in Fig. 10C gezeigt.

Andererseits wird das Störungsermittlungssignal S56 sofort in das Ausgangs-Sperregister 62 eingegeben, welches bei Ermittlung einer Störung gleichzeitig ei­ ne Ausgangs-Sperrschaltung ist. Wenn in einem Zeit­ raum T82 eine Störung in der externen Schaltung ein­ tritt, wie in Fig. 10D gezeigt, ändert sich das Stö­ rungsermittlungssignal S56 auf "0", und das Ausgangs­ signal S61 des Ausgangs-Sperregisters 62 wird auf der führenden Flanke des Störungsermittlungssignals S56 "0". Infolgedessen wird das Ausgangspuffer-Steuersi­ gnal S23 "1", wodurch der Ausgangspuffer 23a in einen Zustand versetzt werden kann, in dem sein Ausgang ge­ sperrt ist. Wenn die Störung in der externen Schal­ tung in dem Zeitraum T82 auftritt, wird das Störungs­ ermittlungssignal S56 in eine Störungsmeldeschaltung 84 eingegeben, so daß ein Leistungsversorgungslei­ tungs-Kurzschlußsignal S57b oder ein Masseleitungs-Kurz­ schlußsignal S57a, welches ein Unterbrechungs­ signal für die CPU 11a darstellt, auf der Grundlage des Störungsermittlungssignals S56 und eines durch einen Port-Zwischenspeicher 40 gehaltenen Datums S22 generiert wird, um die CPU 11a über das Auftreten ei­ ner Abnormalität in der Spannung (einem Spannungspe­ gel eines Signals S24) des Ports 15a, die das Ergrei­ fen einer Störungs-Gegenmaßnahme erfordert, zu infor­ mieren.

In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel 3 wird jedoch der Ausgangspuffer 23a unmittelbar daran ge­ hindert, gleichzeitig mit dem Auftreten der Störung auszugeben, wodurch kein hoher Strom in die externe Schaltung hinein und aus dieser heraus fließt.

Es ist daher möglich, den Ausgangspuffer 23a gegen Zerstörung zu schützen, bis die CPU 11a eine Stö­ rungsverarbeitung aufgrund der Meldung der Störung durchführt.

Wenn das Störungsermittlungssignal S56 auf "0" ge­ setzt ist, wird das Ausgangssignal S61 des Ausgangs-Sperre­ gisters 62 auf "0" gehalten, bis es durch das Rücksetzsignal S41 zurückgesetzt wird, so daß daher das Ausgangspuffer-Steuersignal S23 auf "1" bleibt. Infolgedessen kann der Ausgangspuffer 23a nicht aus dem Zustand, in dem sein Ausgang gesperrt ist, frei­ gegeben werden.

Daher kann der Ausgangspuffer 23a selbst dann, wenn der Mikrocomputer aufgrund einer Störung der externen Schaltung oder dergleichen ein Betriebsvorgang-Fehl­ verhalten zeigt oder abstürzt und die Daten S50 und S51 des Richtungsregisters 42 eingesetzt werden, ge­ schützt werden, weil die Einstelldaten der Aus­ gangs-Sperrung nicht neu geschrieben werden.

Wie vorstehend beschrieben, erfaßt eine Portlogikpe­ gel-Erfassungsschaltung, ob ein Spannungspegel eines Ports bezüglich einer Vielzahl von Schwellenwerten hochpegelig oder niedrigpegelig ist. Eine Vergleichs­ schaltung vergleicht eine Vielzahl von erfaßten Er­ gebnissen mit Daten, die durch einen Port-Zwischen­ speicher gehalten werden, und gibt eine Vielzahl von Vergleichsergebnissen aus. Eine Störungsermittlungs­ signal-Erzeugungsschaltung generiert ein Störungser­ mittlungssignal aus der Vielzahl der durch die Ver­ gleichsschaltung ausgegebenen Vergleichsergebnissen. Es ist somit möglich, eine Störung, bei der die Span­ nung des Ports auf einem vorbestimmten Logikpegel ei­ ner externen Schaltung oder auf einem Pegel in einem unbestimmten Bereich zwischen vorbestimmten Logikpe­ geln liegt, zu ermitteln.

Claims (6)

1. Mikrocomputer, gekennzeichnet durch eine zen­ trale Verarbeitungseinheit (11a), einen Eingabe/Aus­ gabe-Port (13a) zum Eingeben/Ausgeben von Daten in/durch eine externe Schaltung (16), die außerhalb des Mikrocomputers (10a) angeordnet ist, und eine Unter­ brechungs-Steuerschaltung (12a) zum Durchführen einer Unterbrechungssteuerung für die zentrale Verarbei­ tungseinheit auf der Grundlage eines in dem Einga­ be/Ausgabe-Port gebildeten Störungsmeldesignals, wo­ bei der Eingabe/Ausgabe-Port umfaßt:
einen Verbindungsanschluß (15a) zur Verbindung mit der externen Schaltung;
eine Portlogikpegel-Erfassungsschaltung (81) zum Vergleichen einer Vielzahl von Schwellenwerten zwi­ schen Spannungspegeln, die Logikpegel der externen Schaltung bereitstellen, mit einem Spannungspegel des Verbindungsanschlusses zum Ausgeben von Logikpegeln, die durch die Vielzahl von Schwellenwerten als Erfas­ sungsergebnisse erkannt werden;
einen Port-Zwischenspeicher (40) zum Halten von an den Verbindungsanschluß auszugebenden Daten;
einen Ausgangspuffer (23) zum Ausgeben der durch den Port-Zwischenspeicher gehaltenen Daten an den Verbindungsanschluß;
eine Vergleichsschaltung (82) zum Vergleichen der durch den Port-Zwischenspeicher gehaltenen Daten mit einer Vielzahl der Erfassungsergebnisse (S52, S53) der Portlogikpegel-Erfassungsschaltung und Ausgeben einer Vielzahl von Vergleichsergebnissen (S54, S55) und
eine Störungsermittlungssignal-Erzeugungsschal­ tung (83) zum Erzeugen eines Störungsermittlungssi­ gnals (S56) zum Melden des Vorliegens/Fehlens einer Störung auf der Grundlage der Vielzahl von Ver­ gleichsergebnissen der Vergleichsschaltung entspre­ chend der Vielzahl von Schwellenwerten, wobei
der Eingabe/Ausgabe-Port das Störungsmeldesignal ausgibt, um eine Unterbrechungssteuerung der zentra­ len Verarbeitungsschaltung auf der Grundlage des Stö­ rungsermittlungssignals bei Auftreten einer Störung, die nicht mit dem Spannungspegel des Verbindungsan­ schlusses übereinstimmt, wenn die Daten durch den Port-Zwischenspeicher gehalten werden, durchzuführen.

2. Mikrocomputer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vielzahl von Schwellenwerten, die Spannungspegel zwischen den Logikpegeln der externen Schaltung sind, obere und untere Grenzwerte von Lo­ gikpegel "0" bzw. "1" bereitstellenden Spannungen sind.

3. Mikrocomputer nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch eine Ausgangspuffer-Steuerschaltung (85), die die Ausgabe des Ausgangspuffers auf der Grundlage des Störungsermittlungssignals sperrt.

4. Mikrocomputer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausgangspuffer-Steuerschaltung ein Ausgangs-Sperregister (62) aufweist zum Halten fest­ gelegter, auf dem Störungsermittlungssignal basieren­ der Ausgangs-Freigabe/Sperr-Daten für den Ausgangs­ puffer.

5. Mikrocomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Portlogikpegel-Er­ fassungsschaltung umfaßt:
einen ersten Inverter (48), der derart mit dem Verbindungsanschluß verbunden ist, daß sein Ausgang um einen ersten Schwellenwert unter der Vielzahl der Schwellenwerte invertiert wird;
einen zweiten Inverter (49), der derart mit dem Verbindungsanschluß verbunden ist, daß sein Ausgang um einen zweiten Schwellenwert unter der Vielzahl der Schwellenwerte invertiert wird;
einen dritten Inverter (50) zum Invertieren des Ausgangs des ersten Inverters und Ausgeben desselben als ein erstes Erfassungsergebnis unter der Vielzahl von Erfassungsergebnissen; und
einen vierten Inverter (51) zum Invertieren des Ausgangs des zweiten Inverters und Ausgeben desselben als ein zweites Erfassungsergebnis unter der Vielzahl von Erfassungsergebnissen.

6. Mikrocomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Störungsmeldeschaltung (84) zum Hinzufügen von Information über die Daten, die durch den Port-Zwischenspeicher gehalten werden, zu Information über das Störungsermittlungssignal, welches durch die Störungsermittlungssignal-Erzeu­ gungsschaltung ausgegeben wird, während das Störungs­ meldesignal generiert wird, um die Unterbrechungs-Steu­ erschaltung über das Auftreten der Störung zu be­ nachrichtigten.