JP2001075942A - ワンチップマイコン - Google Patents

ワンチップマイコン

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JP2001075942A
JP2001075942A JP24838399A JP24838399A JP2001075942A JP 2001075942 A JP2001075942 A JP 2001075942A JP 24838399 A JP24838399 A JP 24838399A JP 24838399 A JP24838399 A JP 24838399A JP 2001075942 A JP2001075942 A JP 2001075942A
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Japan
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cpu
chip microcomputer
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unit
control data
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JP24838399A
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Miyuki Kobayashi
みゆき 小林
Yoichi Fujita
洋一 藤田
Keisuke Matsuda
啓資 松田
Hiroshi Fujii
裕志 藤井
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】どのような機器に組み込まれても最適な特性を
有することができるワンチップマイコンを提供するこ
と。 【解決手段】CPU10とPROM11とワンチップマ
イコン1の動作を補助するための補助手段12とを有
し、PROM11には、補助手段12を制御する方法で
ある補助手段制御データが格納されており、補助手段1
2は、補助手段制御データが格納されるレジスタ121
とその補助手段制御データに基づいてワンチップマイコ
ンの動作を補助する補助部122とをもち、さらに任意
の時間の経過毎にPROM11に格納されている補助手
段制御データを読み出し、レジスタに該補助手段制御デ
ータを書き込む補助手段制御データ転送手段13を有す
ることを特徴とするワンチップマイコン。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、どのような機器に
組み込まれても最適な特性を有することができるワンチ
ップマイコンに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車電装品や電化製品、例えばカーナ
ビゲーションシステムや携帯用電気機器等の制御は、一
般にマイコンで行われている。これらのマイコンは、信
頼性の向上やコスト低下の要請から部品点数を削減する
ために、主にワンチップマイコンとなっている。
【0003】このワンチップマイコンに要求される特性
は、そのワンチップマイコンが組み込まれる機器の種類
に応じて異なるので、ワンチップマイコンは、その組み
込まれる機器に対して最適な特性を有することが必要で
ある。たとえばワンチップマイコン内のCPUは、CP
Uに動作クロックを供給する発振子の発振が安定するま
で動作を開始できない。その場合に、発振子が異なるこ
とでその発振が安定するまでの時間(発振安定待ち時
間)が異なるのでCPUの動作を開始できるまでの時間
も異なってくる。
【0004】したがって従来は、機器に応じて最適な特
性を有するように多数の特性の異なるワンチップマイコ
ンを用意するか、もしくはすべての機器に適合するよう
に想定される特性を満たす最大公約数的なワンチップマ
イコンを用意していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、組み込
まれる機器毎にワンチップマイコンを用意すると製品の
開発・製造工程におけるコスト増の原因となる不都合が
あった。
【0006】またすべての機器に適合するようにワンチ
ップマイコンの特性を決定すると最適な機器制御が達成
できなくなる不都合が起こることがあった。たとえば、
前述のCPUの動作開始をワンチップマイコンへの電源
投入時から発振安定待ち時間だけ遅延させる例で説明す
ると、すべての機器にワンチップマイコンを使用できる
ようにするには、ワンチップマイコンの動作開始までの
時間を発振安定待ち時間の一番長いものより長くしなけ
ればならない。そうすると発振安定待ち時間がそれより
短い機器にそのワンチップマイコンを組み込むと電源投
入から機器が動作するまでに必要以上の時間を要するこ
とから操作性が悪くなる不都合が起こりうる。
【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、どのような機器に組み込まれても最適な
特性を有することができるワンチップマイコンを提供す
ることを解決すべき課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、発明者らは以下の手段を発明した。
【0009】(第1手段)本発明の第1手段は、請求項
1記載のワンチップマイコンである。
【0010】本手段においてワンチップマイコンは、C
PUとPROMと補助手段と補助手段制御データ転送手
段とを有する。
【0011】CPUは、演算部等からなり、ワンチップ
マイクロコンピュータ全体を制御するための手段であ
る。
【0012】PROMは、書き込みが可能であって、ワ
ンチップマイコンの電源を切っても格納されたデータを
保持している手段である。特に書き換え可能な不揮発メ
モリが好ましい。例えば、EPROM、EEPROMが
好ましい。そのなかでもEEPROM、特にフラッシュ
メモリは、取り扱いが容易である点からより好ましい。
また、いったん書き込みをした後の書き換えが不可能で
あるフューズ型バイポーラPROMやダイオード破壊型
PROM等であってもよい。
【0013】また、メモリ自体は不揮発メモリではない
RAM等であっても、電池等でバックアップされること
でワンチップマイコンの電源を切った後もその記憶内容
を保持することが可能であれば、不揮発メモリと同等の
働きをすることができる。したがってこのような前述の
RAM等も本明細書の「PROM」に含むものとする。
【0014】このPROMには、補助手段を制御してワ
ンチップマイコンを補助する方法である補助手段制御デ
ータが格納される。なおPROMは、補助手段制御デー
タの格納のみに用いるばかりではなくCPUの動作プロ
グラムの全部ないし一部を格納することもできる。
【0015】補助手段はレジスタと補助部とをもつ。レ
ジスタは、補助手段制御データが格納される記憶手段で
ある。補助部は、レジスタに格納された補助手段制御デ
ータに基づきワンチップマイコンの動作を補助する手段
である。ここでワンチップマイコンの動作を補助すると
は、ワンチップマイコンが機器に組み込まれて使用され
るときに最適な動作をするようにワンチップマイコン内
の構成部分の制御を行うことをいう。
【0016】補助手段制御データ転送手段はタイマ部と
DMA部とをもつ。タイマ部は、ワンチップマイコンへ
の電源供給開始時から任意の時間の経過毎にその旨の信
号である任意時間経過信号を出力する手段である。時間
の経過を判断するためにはCPU用の動作用に用いるク
ロックジェネレータのクロック信号を用いてもよいし、
別個にCR発振器等を設けてもよい。
【0017】DMA部は、タイマ部から任意時間経過信
号が供給されるとPROMに格納されている補助手段制
御データを読み出し、補助手段のレジスタに補助手段制
御データを書き込む手段である。
【0018】ここで任意の時間とは、DMA部が、PR
OMからレジスタに補助手段制御データを転送する時間
間隔であって、この任意の時間は、ワンチップマイコン
が組み込まれた機器が使用される環境に応じて設定され
る。
【0019】たとえばノイズの発生が多くレジスタ内の
補助手段制御データが改変されるおそれが高い環境下で
ワンチップマイコンを組み込んだ電子装置を使用する場
合は、この任意の時間を短くすることによって、たとえ
外部ノイズによりレジスタに格納した補助手段制御デー
タが改変されても、直ちに正しいデータがPROMから
レジスタに転送される確率が高くなるので信頼性が向上
する。
【0020】なお、レジスタに補助手段制御データが存
在しない空白時間をなくす目的でワンチップマイコンの
電源が入れられたときや、リセットされた場合にもタイ
マ部が、任意時間が経過していないのにも関わらずDM
A部に任意時間経過信号を供給しても良い。
【0021】PROMと補助手段のレジスタと補助手段
制御データ転送手段のDMA部とは、たとえば同一のバ
スに接続するなどしてDMA部によりPROMからレジ
スタにデータを転送可能な状態とする。なおCPUを同
一バスに接続することもできる。
【0022】以下に本手段の作用を説明する。
【0023】補助手段制御データ転送手段のタイマ部
は、ワンチップマイコンへの電源供給開始時から任意の
時間の経過毎にその旨の信号である任意時間経過信号を
DMA部に出力する。任意時間経過信号を供給されたD
MA部は、PROM等の接続されたバスを介してPRO
Mに格納された補助手段制御データを読み出し、そのデ
ータを補助手段のレジスタに格納する。このようにPR
OMに格納されたデータのレジスタへの転送を定期的に
行うので補助手段の動作はノイズ等の影響を受けにく
い。
【0024】補助手段の補助部はレジスタに格納された
データに基づいてCPU等のワンチップマイコン内の構
成部分を制御する。ワンチップマイコンが制御されるこ
とでワンチップマイコンの特性値を変化させることがで
きる。
【0025】すなわち、本手段のワンチップマイコン
は、その特性を使用される機器に応じて自由に変更する
ことができる。
【0026】したがって、本手段のワンチップマイコン
によれば、どのような機器に組み込まれても最適な特性
を有することができるという効果がある。
【0027】(第2手段)本発明の第2手段は、請求項
2記載のワンチップマイコンである。
【0028】本手段は、第1手段の構成をすべて有し、
その補助部は、CPUの動作を開始させるCPU動作開
始信号をCPUに供給するCPU動作開始信号供給部を
もつ。そして補助手段のレジスタに格納される補助手段
制御データは、ワンチップマイコンに動作クロックを供
給する発振子の発振安定待ち時間である。そして、補助
手段制御データ転送手段のタイマ部において経過が判断
される任意の時間は、すくなくともこの発振安定待ち時
間よりも短いことが好ましい。ただし、前述のようにタ
イマ部がワンチップマイコンの電源が入れられたとき
や、リセットされた場合に任意時間経過信号を供給して
いる場合はこの限りではない。そして、タイマ部の時間
の経過を判断する手段としては、CPUのクッロクジェ
ネレータとは別個のもの、たとえばCR発振器を用いる
必要がある。
【0029】CPU動作開始信号供給部は、前述のレジ
スタに格納されている補助手段制御データにより示され
ている所定時間がワンチップマイコンへの電源供給開始
時から経過したときに、CPUの動作を開始させるCP
U動作開始信号を該CPUに供給する手段である。この
所定時間の経過を判断する手段としては、CPUのクッ
ロクジェネレータとは別個のもの、たとえばCR発振器
を用いる必要がある。なおCPU動作開始信号は、CP
Uの動作を停止させる信号の供給を中止することにより
CPUの動作を開始する信号であっても良い。
【0030】なお、発振安定待ち時間中は、マイコンが
正常に動作しないため、マイコンの作動を禁止する必要
がある。そして制御手段は、マイコンを使用せずにレジ
スタに格納された制御データにしたがって一定時間待機
する。これはマイコンの発振安定待ち時間中では前述の
ようにマイコンを使用した制御はできないため、マイコ
ンを用いないのである。
【0031】本手段の作用を以下に説明する。
【0032】ワンチップマイコンへの電源供給が開始す
ると補助手段制御データ転送手段のタイマ部は、ワンチ
ップマイコンへの電源供給開始時から任意の時間の経過
後にその旨の信号である任意時間経過信号をDMA部に
出力する。任意時間経過信号を供給されたDMA部は、
PROM等の接続されたバスを介してPROMに格納さ
れた補助手段制御データを読み出し、そのデータを補助
手段のレジスタに格納する。この補助手段制御データ
は、発振安定待ち時間であって、CPU動作開始信号供
給部は、発振安定待ち時間経過後にCPUにCPU動作
開始信号を供給する。この信号によりCPUは、動作を
開始する。
【0033】すなわちワンチップマイコンへの電源供給
が開始するとワンチップマイコンの動作に用いるクロッ
クジェネレータの発振子も発振を開始する。この発振子
の発振安定待ち時間は、発振子の種類によって長短があ
る。たとえば、クリスタル製とセラミック製とを比較す
るとクリスタル製の発振子の方が精度は高いが発振安定
待ち時間が長くなる。本手段のワンチップマイコンは、
CPUの動作を開始するまでの時間をクロックジェネレ
ータに用いる発振子の発振安定待ち時間に応じた最適な
時間とすることができる。
【0034】したがって、本手段のワンチップマイコン
によれば、クロックジェネレータにどのような発振子を
用いても最適な特性を有することができるという効果が
ある。
【0035】(第3手段)本発明の第3手段は、請求項
3記載のワンチップマイコンである。
【0036】本手段は、第1手段の構成をすべて有し、
その補助部は、CPUの動作をリセットする信号である
CPUリセット信号をCPUに供給するCPUリセット
信号供給部をもつ。そしてCPUは、補助部の動作をリ
セットする補助部リセット信号を供給する補助部リセッ
ト信号供給手段をもつ。
【0037】CPUリセット信号供給部は、補助部リセ
ット信号が補助部に供給されることにより補助部の動作
がリセットされてからレジスタに格納されている補助手
段制御データに示される所定時間が経過したときに、C
PUリセット信号をCPUに供給する手段である。この
所定時間は、ワンチップマイコンが組み込まれる機器が
使用される環境やCPUで実行されるロジックの種類に
よって適正な値に設定される。
【0038】補助部リセット信号供給手段は、前述の所
定時間が経過する前までに補助部リセット信号を供給す
る手段であり、たとえばCPU上のロジックとして実現
される。
【0039】本手段の作用を以下に説明する。
【0040】補助部のCPUリセット信号供給部は、補
助部がリセットされてからレジスタに格納されている所
定時間が経過したときにCPUリセット信号をCPUに
供給する。CPUリセット信号を供給されたCPUは、
その動作がリセットされて初期状態に復帰する。しかし
ながらCPUの補助部リセット信号供給部は、このよう
にCPUがリセットされないようにCPUリセット信号
供給部がCPUリセット信号を供給するまでに補助部リ
セット信号を補助部に供給する。このようにCPUの動
作が何の不具合もなく進行しているときは、CPUがリ
セットされることはない。そしてCPUが何らかの原因
で不具合を生じ、正常な動作ができなくなった場合に補
助部リセット信号供給部が作動せず、その結果補助部の
CPUリセット信号供給部によりCPUリセット信号が
CPUに供給されCPUはリセットされる。こうして不
具合を生じていたCPUは、リセットされることにより
初期状態に復帰できる。
【0041】なお、CPUリセット信号供給部は、補助
部リセット信号供給部から補助部リセット信号が供給さ
れる間隔が想定される間隔よりも短い場合にもCPUリ
セット信号をCPUに供給することもできる。CPUが
暴走し、補助部リセット信号が乱発されている場合が想
定されるからである。
【0042】したがって、本手段によれば、どのような
機器に組み込まれてそのロジックが変更されても最適な
暴走管理ができるワンチップマイコンを提供することが
出来るという効果がある。
【0043】
【発明の実施の形態】発明の好適な態様を以下の実施例
により説明する。なお、以下の実施例により本発明のワ
ンチップマイコンが限定されないことはいうまでもな
い。
【0044】〈実施例1〉 (実施例1の構成)本発明の実施例1のワンチップマイ
コンは、図1に示すように、CPU10と、フラッシュ
メモリであるPROM11と、補助手段12と、補助手
段制御データ転送手段13と発振回路14とを有する。
そして、発振回路14にはクロックジェネレータ15が
接続される。発振回路14とクロックジェネレータ15
とは、CPU10にクロック信号を供給する。
【0045】補助手段12は、レジスタ121とCPU
動作開始信号供給部として制御部122とをもつ。補助
手段制御データ転送手段13は、タイマ部131とDM
A部132とをもつ。
【0046】CPU10とPROM11とレジスタ12
1とDMA部132とは同一のバスに接続される。
【0047】CPU10は、発振回路14から供給され
るクロック信号に基づいて動作する。CPU10は、ワ
ンチップマイコン1の動作を行い、演算部等をもつ。
【0048】PROM11は、補助手段制御データとし
てクロックジェネレータ15の電源を入れてから安定す
るまでの時間(発振安定待ち時間)を格納する。さら
に、CPU10の動作プログラムも格納している。
【0049】制御部122は、ワンチップマイコン1に
電源が投入されてからレジスタ121に格納された補助
手段制御データである発振安定待ち時間の経過を判断し
てCPU10の動作を開始する手段である。この時間の
経過を判断する手段としては、CR発振器、カウンタ、
比較器等により構成する。制御部122は、CPU10
に対して動作停止信号の供給を制御することでCPU1
0の動作を制御する。
【0050】この発振安定待ち時間は、クロックジェネ
レータ15に用いる発振子により変化する。そして発振
子に合わせてマイコン組立後に、PROM10に適正な
発振安定待ち時間を書き込む。
【0051】タイマ部131は一定時間毎に任意時間経
過信号をDMA部132に供給する。DMA部132
は、直接バスインターフェース(図略)を介してPRO
M10の補助手段制御データを読み込み、レジスタ12
1に格納する。
【0052】〈実施例1の作用効果〉タイマ部131
は、ワンチップマイコンへの電源供給開始時から任意の
時間の経過毎にその旨の信号である任意時間経過信号を
DMA部132に出力する。任意時間経過信号を供給さ
れたDMA部132は、PROM11等の接続されたバ
スを介してPROM11に格納された補助手段制御デー
タを読み出し、そのデータをレジスタ121に格納す
る。この補助手段制御データは、発振安定待ち時間であ
って、制御部122は、ワンチップマイコン1の電源投
入時から発振安定待ち時間の経過後にCPUに供給して
いた動作停止信号の供給を停止する。これによりCPU
は、動作を開始する。
【0053】すなわちワンチップマイコンへ1の電源供
給が開始するとワンチップマイコン1の動作に用いるク
ロックジェネレータ15の発振子も発振を開始する。こ
の発振子の発振安定待ち時間は、発振子の種類によって
長短がある。本実施例のワンチップマイコン1は、CP
U10の動作を開始するまでの時間をクロックジェネレ
ータ15に用いる発振子の発振安定待ち時間に応じた最
適な時間とすることができる。
【0054】以上のように、本実施例のワンチップマイ
コンでは、1種類のワンチップマイコンでクロックジェ
ネレータ15の種類に応じて、ワンチップマイコンやプ
リント基板等の構成に何ら変更を加えることなく、PR
OM11の書き換えで適正な発振安定待ち時間に設定で
きる。
【0055】〈実施例2〉 〈実施例2の構成〉本発明の実施例2のワンチップマイ
コンは、図2に示すように、CPU10と、フラッシュ
メモリであるPROM11と、補助手段12と、補助手
段制御データ転送手段13とを有する。CPU10は、
補助部リセット信号供給手段として制御部リセット信号
供給手段101をもつ。この制御部リセット信号供給手
段101は、CPU10のロジックと補助手段12への
インターフェース(図略)とによりなる。補助手段は、
CPUリセット信号をCPUに供給する制御部122と
レジスタ121とをもつ。PROM11と、データ転送
手段13とについての構成は、前述の実施例1で説明し
たものとほぼ同一である。
【0056】PROM11に格納される補助手段制御デ
ータは、制御部122が動作を開始もしくはリセットさ
れてからCPU10にCPUリセット信号を供給するま
での時間である。この補助手段制御データはワンチップ
マイコン1のCPU10に実行させるプログラムに応じ
て工場出荷時等に書き込んでもよいし、CPU10のロ
ジックとしてCPU10の動作が変更される毎に適正な
値にCPU10によってPROM11の内容を書き換え
てもよい。
【0057】〈実施例2の作用効果〉以上の構成をもつ
ことから本実施例のワンチップマイコンは以下の作用効
果を有する。
【0058】ワンチップマイコン1が組み込まれた機器
の電源を投入するとCPU10の動作が開始される。す
ると一定時間経過毎に補助手段制御データ転送手段13
がPROM11に格納された補助手段制御データをレジ
スタ121に転送する。
【0059】制御部122は、レジスタ121に格納さ
れた時間が経過するとCPU10にCPUリセット信号
を供給する。これによりCPU10が、何らかの不都合
によって暴走していても新たな動作を開始することがで
きる。
【0060】CPU10の制御部リセット信号供給手段
101は、一定時間毎に制御部122をリセットする。
この一定時間は、CPU10のロジックとして設定され
るが制御部122がCPUリセット信号をCPU10に
供給するまでの時間よりも短く設定する。それによりC
PU10が正常に動作しているときは、制御部122が
CPUリセット信号をCPU10に供給しなくなる。
【0061】すなわち、CPUに異常が発生した場合に
制御部122がCPU10をリセットすることによりC
PU10を暴走状態から正常な状態に復帰させることが
できる。
【0062】以上のように、本実施例のワンチップマイ
コンを用いることにより、一種類のワンチップマイコン
でCPU10で実行される処理の種類や、動作環境に応
じて適正な暴走管理を行うことができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1のワンチップマイコンの構
成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の実施例2のワンチップマイコンの構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…ワンチップマイコン 10…CPU 11…PROM 12…補助手段 121…レジスタ 122…制御部 13…補助手段制御データ転送手段 131…タイマ部 132…DMA部 14…発振回路 15…クロックジェネレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 啓資 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 藤井 裕志 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5B062 AA10 DD06 HH08 5B079 AA07 BA16 BB05 BC10 DD01 DD02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUと、PROMと、本ワンチップマ
    イコンの動作を補助するための補助手段とを有するワン
    チップマイコンにおいて、 前記PROMには、前記補助手段を制御して前記ワンチ
    ップマイコンを補助する方法である補助手段制御データ
    が格納されており、 前記補助手段は、該補助手段制御データが格納されるレ
    ジスタと、該レジスタに格納されている該補助手段制御
    データに基づいて前記ワンチップマイコンの動作を補助
    する補助部とをもち、 さらに該ワンチップマイコンへの電源供給開始時から任
    意の時間の経過毎にその旨の信号である任意時間経過信
    号を出力するタイマ部と、該タイマ部より任意時間経過
    信号が入力されると、該PROMに格納されている該補
    助手段制御データを読み出し、該レジスタに該補助手段
    制御データを書き込むDMA部とからなる補助手段制御
    データ転送手段を有することを特徴とするワンチップマ
    イコン。
  2. 【請求項2】 前記補助部は、前記レジスタに格納され
    ている前記補助手段制御データにより示されている所定
    時間が前記ワンチップマイコンへの電源供給開始時から
    経過したときに、前記CPUの動作を開始させるCPU
    動作開始信号を該CPUに供給するCPU動作開始信号
    供給部をもつ請求項1記載のワンチップマイコン。
  3. 【請求項3】 前記補助部は、該補助部の動作をリセッ
    トする信号である補助部リセット信号が該補助部に供給
    されることにより該補助部の動作がリセットされてから
    前記レジスタに格納されている前記補助手段制御データ
    に示された所定時間が経過したときに、前記CPUの動
    作をリセットする信号であるCPUリセット信号を該C
    PUに供給するCPUリセット信号供給部をもち、 該CPUは、該所定時間が経過する前までに該補助部に
    該補助部リセット信号を供給する補助部リセット信号供
    給手段をもつ請求項1記載のワンチップマイコン。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10217498B2 (en) 2016-09-12 2019-02-26 Qualcomm Incorporated Techniques for preventing tampering with PROM settings

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10217498B2 (en) 2016-09-12 2019-02-26 Qualcomm Incorporated Techniques for preventing tampering with PROM settings

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