JP2001142559A - マイクロコンピュータ - Google Patents
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Abstract
5の双方に“1”の制御値を格納すると、メインクロッ
ク発生回路7とサブクロック発生回路8の双方がクロッ
ク信号の発振を停止して、システムがデッドロック状態
に陥るなどの課題があった。 【解決手段】 切換スイッチ19が選択しているクロッ
ク信号を発振するクロック発振源に対して、CPU11
からクロック信号の発振停止指令を受けると、不正な停
止処理の発生を検出して割込信号をCPU11に出力す
る。
Description
発振源を内蔵するマイクロコンピュータに関するもので
ある。
ータにおいては、複数のクロック発振源を内蔵し、用途
や使用される場面に応じて最適なクロック発振源を選択
して動作するものが一般的となっている。例えば、主な
動作ではMHz周波数帯の高速なクロック信号を使用す
る一方、使用停止状態(スリープ状態)では32kHz
の時計用周波数帯の低速なクロック信号を使用するとと
もに、高速なクロック信号を発振するクロック発振源を
停止して低消費電力を実現する。
構成図であり、図において、1はマイクロコンピュータ
のCPU、2はCPU1とクロック発生回路3を接続す
るバス、3はマイクロコンピュータのクロック発生回
路、4はメインクロック発生回路7の発振状態を制御す
る制御値を格納するレジスタ、5はサブクロック発生回
路8の発振状態を制御する制御値を格納するレジスタ、
6は切換スイッチ9の接続先を制御する制御値を格納す
るレジスタである。
を発振するメインクロック発生回路、8はメインクロッ
ク発生回路7よりも低周波なクロック信号を発振するサ
ブクロック発生回路、9はメインクロック発生回路7又
はサブクロック発生回路8が発振するクロック信号を選
択して出力する切換スイッチ、9a,9bは切換スイッ
チ9の入力端子、9cは切換スイッチ9の出力端子であ
る。
高速な動作を実現する必要がある場合には、メインクロ
ック発生回路7が発振するクロック信号を使用するた
め、レジスタ4に“0”の制御値を格納し、レジスタ5
に“1”の制御値を格納する。また、レジスタ6には
“1”の制御値を格納する。
クロック信号の発振を行う一方、サブクロック発生回路
8はクロック信号の発振を停止する。また、切換スイッ
チ9は出力端子9cを入力端子9a側に接続して、メイ
ンクロック発生回路7が発振するクロック信号をシステ
ムクロックとして、CPU1等に出力する。
るなどの場合には、電力の消費を低減化するため、サブ
クロック発生回路8が発振するクロック信号を使用し
て、メインクロック発生回路7の発振を停止するように
する。この場合、CPU1はレジスタ4に“1”の制御
値を格納し、レジスタ5に“0”の制御値を格納する。
また、レジスタ6には“0”の制御値を格納する。
ロック信号の発振を開始し、メインクロック発生回路7
はクロック信号の発振を停止する。また、切換スイッチ
9は出力端子9cを入力端子9b側に接続して、サブク
ロック発生回路8が発振するクロック信号をシステムク
ロックとして、CPU1等に出力する。
ュータは以上のように構成されているので、用途や使用
される場面に応じて最適なクロック信号を選択して動作
することができるが、CPU1が誤動作してレジスタ4
とレジスタ5の双方に“1”の制御値を格納すると、メ
インクロック発生回路7とサブクロック発生回路8の双
方がクロック信号の発振を停止して、システムがデッド
ロック状態に陥る課題があった。ここで、デッドロック
状態とは、電源の遮断、または、システムに対するリセ
ット以外ではシステムが復帰できなくなるロック状態を
いう。機器組み込み型のマイクロコンピュータの応用
は、近年において、その範囲が拡大して、自動車,産業
用機器、家電用機器など広く使用されており、制御がロ
ックされて復帰できない状態は致命的と為り得る。
のを防止するため、選択中のクロック発振源に対するク
ロック信号の発振停止指令を受けても、その発振停止指
令を無視して、クロック信号の発振を継続させる技術が
特開平3−231319号公報に開示されている。しか
し、これだけでは、CPUは自己の誤動作を認識するこ
とができないため、誤動作発生の原因を除去する等のリ
カバリー処理を実施することができず、さらに異常な状
態に陥る可能性がある。
めになされたもので、CPUの誤動作に対するリカバリ
ー処理を実施することができるマイクロコンピュータを
得ることを目的とする。
コンピュータは、選択手段により選択されたクロック信
号を発振するクロック発振源に対して、CPUからクロ
ック信号の発振停止指令を受けると、不正な停止処理の
発生を検出する不正検出手段を設けたものである。
不正な停止処理の発生を検出するとCPUに対して割込
信号を出力するようにしたものである。
不正な停止処理の発生を検出するとCPUをリセットす
るようにしたものである。
不正な停止処理の発生を検出するとシステム全体をリセ
ットするようにしたものである。
選択手段により選択されたクロック信号の発振を監視
し、そのクロック信号の発振停止を検出する発振停止検
出手段を設けたものである。
クロック信号の発振停止を検出するとCPUに対して割
込信号を出力するようにしたものである。
クロック信号の発振停止を検出するとCPUをリセット
するようにしたものである。
クロック信号の発振停止を検出するとシステム全体をリ
セットするようにしたものである。
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるマ
イクロコンピュータを示す構成図であり、図において、
11はマイクロコンピュータのCPU、12はCPU1
1とクロック発生回路13を接続するバス、13はマイ
クロコンピュータのクロック発生回路、14はメインク
ロック発生回路17の発振状態を制御する制御値を格納
するレジスタ、15はサブクロック発生回路18の発振
状態を制御する制御値を格納するレジスタ、16はCP
U11が出力する選択指令に対応する切換スイッチ19
の接続先を示す制御値を格納するレジスタである。
号を発振するメインクロック発生回路、18はメインク
ロック発生回路17よりも低周波なクロック信号を発振
するリングオシレータなどのサブクロック発生回路であ
る。なお、メインクロック発生回路17及びサブクロッ
ク発生回路18からクロック発振源が構成されている。
ここでは、クロック発振源は2個のクロック発生回路か
ら構成しているが、3個以上のクロック発生回路から構
成してもよい。19はレジスタ16に格納されている制
御値に応じて、メインクロック発生回路17又はサブク
ロック発生回路18が発振するクロック信号を選択して
出力する切換スイッチ(選択手段)、19a,19bは
切換スイッチ19の入力端子、19cは切換スイッチ1
9の出力端子である。
生回路18のクロック信号を選択している時、レジスタ
14に“1”の制御値が格納されると、メインクロック
発生回路17に対してクロック信号の発振を停止させる
一方、切換スイッチ19がメインクロック発生回路17
のクロック信号を選択している時、レジスタ14に
“1”の制御値が格納されても、CPU11が出力する
発振停止指令を無視する論理ゲート、21は切換スイッ
チ19がメインクロック発生回路17のクロック信号を
選択している時、レジスタ15に“1”の制御値が格納
されると、サブクロック発生回路18に対してクロック
信号の発振を停止させる一方、切換スイッチ19がサブ
クロック発生回路18のクロック信号を選択している
時、レジスタ15に“1”の制御値が格納されても、C
PU11が出力する発振停止指令を無視する論理ゲート
である。なお、論理ゲート20,21から発振停止手段
が構成されている。
発生回路17のクロック信号を選択している時、レジス
タ14に“1”の制御値が格納されると、不正な停止処
理の発生を検出し、CPU11に対して割込信号を出
力する論理ゲート、23は切換スイッチ19がサブクロ
ック発生回路18のクロック信号を選択している時、レ
ジスタ15に“1”の制御値が格納されると、不正な停
止処理の発生を検出し、CPU11に対して割込信号
を出力する論理ゲートである。なお、論理ゲート22,
23から不正検出手段が構成されている。図2はクロッ
ク発生回路13の状態遷移を示す状態遷移図である。
明の便宜上、クロック発生回路13が次のような初期状
態にあるものとする。 ・初期状態 1)メインクロック発生回路17は発振状態→レジスタ
14に格納されている制御値は“0” 2)サブクロック発生回路18は発振状態→レジスタ1
5に格納されている制御値は“0” 3)サブクロック発生回路18のクロック信号を選択→
レジスタ16に格納されている制御値は“0”
いて、高速な動作を実現する必要が生じると、メインク
ロック発生回路17が発振するクロック信号を使用する
ため、メインクロック発生回路17の選択を指示する選
択指令をレジスタ16に出力し、レジスタ16に格納さ
れている制御値を“1”に書き換える。これにより、切
換スイッチ19は出力端子19cの接続先を入力端子1
9bから入力端子19aに切り換えるので、クロック発
生回路13は初期状態からメイン処理状態Aに移行す
る。即ち、メインクロック発生回路17のクロック信号
が選択されて、そのクロック信号がシステムクロックと
して、CPU11等に出力される。
14に格納されている制御値は“0” 2)サブクロック発生回路18は発振状態→レジスタ1
5に格納されている制御値は“0” 3)メインクロック発生回路17のクロック信号を選択
→レジスタ16に格納されている制御値は“1”
態Aに移行すると、メインクロック発生回路17のクロ
ック信号をシステムクロックとして使用するが、システ
ムにおいて、サブクロック発生回路18のクロック信号
を使用する回路素子等が存在しない場合には、消費電力
の低減化を図るため、サブクロック発生回路18の停止
を指示する発振停止指令をレジスタ15に出力し、レジ
スタ15に格納されている制御値を“1”に書き換え
る。これにより、サブクロック発生回路18はクロック
信号の発振を停止するので、クロック発生回路13はメ
イン処理状態Aからメイン処理状態Bに移行する。
14に格納されている制御値は“0” 2)サブクロック発生回路18は停止状態→レジスタ1
5に格納されている制御値は“1” 3)メインクロック発生回路17のクロック信号を選択
→レジスタ16に格納されている制御値は“1”
態Bにおいて、サブクロック発生回路18のクロック信
号を使用する回路素子等が現れた場合、あるいは、CP
U11がスリープ状態に移行するなどの場合、サブクロ
ック発生回路18の発振を再開させるため、サブクロッ
ク発生回路18の起動を指示する指令をレジスタ15に
出力し、レジスタ15に格納されている制御値を“0”
に書き換える。これにより、サブクロック発生回路18
はクロック信号の発振を再開するので、クロック発生回
路13はメイン処理状態Bからメイン処理状態Aに移行
する。
14に格納されている制御値は“0” 2)サブクロック発生回路18は発振状態→レジスタ1
5に格納されている制御値は“0” 3)メインクロック発生回路17のクロック信号を選択
→レジスタ16に格納されている制御値は“1”
おいて、CPU11がメインクロック発生回路17の停
止を指示する発振停止指令をレジスタ14に出力して、
レジスタ14に格納されている制御値を“1”に書き換
える誤動作が発生すると、従来例のように、論理ゲート
20がなければ、メインクロック発生回路17がクロッ
ク信号の発振を停止して、システムがデッドロック状態
に陥るが、この実施の形態1では、メインクロック発生
回路17のクロック信号が選択されている時、レジスタ
14に格納されている制御値が“1”に書き換えられて
も、論理ゲート20がメインクロック発生回路17の発
振停止指令を無視するので、メインクロック発生回路1
7の発振が継続され、システムがデッドロック状態に陥
ることはない。
誤動作が発生すると、即ち、切換スイッチ19がメイン
クロック発生回路17のクロック信号を選択している
時、レジスタ14に“1”の制御値が格納されると、不
正な停止処理の発生を検出し、CPU11に対して割込
信号を出力する。これにより、CPU11は、自己の
動作が異常状態にあることを割込信号により認識するこ
とが可能になり、その結果、マイクロコンピュータが組
み込まれたシステム全体が予期せぬ異常な状態に陥らな
いように必要なリカバリー処理をした後で、待機または
停止するなどの状態に遷移することが可能になる。
態Aに移行した後、高速な動作を実現する必要がなくな
ると、サブクロック発生回路18が発振するクロック信
号を使用するため、サブクロック発生回路18の選択を
指示する選択指令をレジスタ16に出力し、レジスタ1
6に格納されている制御値を“0”に書き換える。これ
により、切換スイッチ19は出力端子19cの接続先を
入力端子19aから入力端子19bに切り換えるので、
クロック発生回路13はメイン処理状態Aから初期状態
に移行する。即ち、サブクロック発生回路18のクロッ
ク信号が選択されて、そのクロック信号がシステムクロ
ックとして、CPU11等に出力される。
14に格納されている制御値は“0” 2)サブクロック発生回路18は発振状態→レジスタ1
5に格納されている制御値は“0” 3)サブクロック発生回路18のクロック信号を選択→
レジスタ16に格納されている制御値は“0”
行すると、サブクロック発生回路18のクロック信号を
システムクロックとして使用するが、システムにおい
て、メインクロック発生回路17のクロック信号を使用
する回路素子等が存在しない場合やスリープ状態に移行
する場合には、消費電力の低減化を図るため、メインク
ロック発生回路17の停止を指示する発振停止指令をレ
ジスタ14に出力し、レジスタ14に格納されている制
御値を“1”に書き換える。これにより、メインクロッ
ク発生回路17はクロック信号の発振を停止するので、
クロック発生回路13は初期状態から低消費電力状態に
移行する。
14に格納されている制御値は“1” 2)サブクロック発生回路18は発振状態→レジスタ1
5に格納されている制御値は“0” 3)サブクロック発生回路18のクロック信号を選択→
レジスタ16に格納されている制御値は“0”
態において、高速な動作を実現する等の事情が生じる
と、メインクロック発生回路17の発振を再開させるた
め、メインクロック発生回路17の起動を指示する指令
をレジスタ14に出力し、レジスタ14に格納されてい
る制御値を“0”に書き換える。これにより、メインク
ロック発生回路17はクロック信号の発振を再開するの
で、クロック発生回路13は低消費電力状態から初期状
態に移行する。
14に格納されている制御値は“0” 2)サブクロック発生回路18は発振状態→レジスタ1
5に格納されている制御値は“0” 3)サブクロック発生回路18のクロック信号を選択→
レジスタ16に格納されている制御値は“0”
いて、CPU11がサブクロック発生回路18の停止を
指示する発振停止指令をレジスタ15に出力して、レジ
スタ15に格納されている制御値を“1”に書き換える
誤動作が発生すると、従来例のように、論理ゲート21
がなければ、サブクロック発生回路18がクロック信号
の発振を停止して、システムがデッドロック状態に陥る
が、この実施の形態1では、サブクロック発生回路18
のクロック信号が選択されている時、レジスタ15に格
納されている制御値が“1”に書き換えられても、論理
ゲート21がサブクロック発生回路18の発振停止指令
を無視するので、サブクロック発生回路18の発振が継
続され、システムがデッドロック状態に陥ることはな
い。
誤動作が発生すると、即ち、切換スイッチ19がサブク
ロック発生回路18のクロック信号を選択している時、
レジスタ15に“1”の制御値が格納されると、不正な
停止処理の発生を検出し、CPU11に対して割込信号
を出力する。これにより、CPU11は、自己の動作
が異常状態にあることを割込信号により認識することが
可能になり、その結果、マイクロコンピュータが組み込
まれたシステム全体が予期せぬ異常な状態に陥らないよ
うに必要なリカバリー処理をした後で、待機または停止
するなどの状態に遷移することが可能になる。
によれば、切換スイッチ19が選択しているクロック信
号を発振するクロック発振源に対して、CPU11から
クロック信号の発振停止指令を受けると、不正な停止処
理の発生を検出して割込信号をCPU11に出力するよ
うに構成したので、CPU11の誤動作に対するリカバ
リー処理を実施することができる効果を奏する。
理ゲート22,23がCPU11の不正な停止処理の発
生を検出すると、CPU11に対して割込信号,を
出力するものについて示したが、図3に示すように、論
理ゲート22,23がCPU11の不正な停止処理の発
生を検出すると、CPU11に対してリセット信号,
を出力するようにしてもよい。これにより、CPU1
1の異常状態をリセットすることができるため、CPU
11の状態を正常状態に戻すことができる効果を奏す
る。
理ゲート22,23がCPU11の不正な停止処理の発
生を検出すると、CPU11に対してリセット信号,
を出力するものについて示したが、論理ゲート22,
23がCPU11の不正な停止処理の発生を検出する
と、マイクロコンピュータが組み込まれたシステム全体
に対してリセット信号,を出力するようにしてもよ
い。これにより、システム全体の異常状態をリセットす
ることができるため、システム全体の状態を正常状態に
戻すことができる効果を奏する。
態4によるマイクロコンピュータを示す構成図であり、
図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示
すので説明を省略する。31はメインクロック発生回路
17のクロック信号の発振を監視して、そのクロック信
号の発振停止を検出する発振停止検出回路、32はメイ
ンクロック発生回路17のクロック信号が選択されてい
る時、発振停止検出回路31がクロック信号の発振停止
を検出すると、CPU11に対して割込信号を出力する
論理ゲートである。なお、発振停止検出回路31及び論
理ゲート32から発振停止検出手段が構成されている。
態1では、論理ゲート22,23がCPU11の不正な
停止処理の発生を検出すると、CPU11に対して割込
信号,を出力するものについて示したが、クロック
発生回路13が低消費電力状態にある時、CPU11が
メインクロック発生回路17の選択を指示する誤動作が
発生した時、CPU11に対して割込信号を出力するよ
うにしてもよい。
状態にある場合、メインクロック発生回路17はクロッ
ク信号の発振を停止しているので、切換スイッチ19が
メインクロック発生回路17のクロック信号を選択する
と、システムがデッドロック状態に陥ることになる。
検出回路31が常時メインクロック発生回路17のクロ
ック信号の発振を監視して、そのクロック信号の発振停
止を検出し、メインクロック発生回路17がクロック信
号の発振を停止している時、CPU11がメインクロッ
ク発生回路17の選択を指示する選択指令を出力して、
レジスタ16に“1”の制御値が格納されると、論理ゲ
ート32がCPU11に対して割込信号を出力するよう
にする。これにより、上記実施の形態1と同様の効果を
奏することができる。
出回路31がメインクロック発生回路17のクロック信
号の発振を監視して、そのクロック信号の発振停止を検
出するものについて示したが、サブクロック発生回路1
8のクロック信号の発振を監視して、そのクロック信号
の発振停止を検出するようにしてもよい。この場合に
は、メイン処理状態Bにおいて、CPU11がサブクロ
ック発生回路18の選択を指示する誤動作が発生して
も、CPU11の誤動作に対するリカバリー処理を実施
することができる効果を奏する。
理ゲート32がCPU11の不正な切換処理の発生を検
出すると、CPU11に対して割込信号を出力するもの
について示したが、図5及び図6に示すように、論理ゲ
ート32がCPU11の不正な切換処理の発生を検出す
ると、CPU11に対してリセット信号を出力するよう
にしてもよい。これにより、CPU11の異常状態をリ
セットすることができるため、CPU11の状態を正常
状態(初期状態)に戻すことができる効果を奏する。
理ゲート32がCPU11の不正な切換処理の発生を検
出すると、CPU11に対してリセット信号を出力する
ものについて示したが、論理ゲート32がCPU11の
不正な切換処理の発生を検出すると、マイクロコンピュ
ータが組み込まれたシステム全体に対してリセット信号
を出力するようにしてもよい。これにより、システム全
体の異常状態をリセットすることができるため、システ
ム全体の状態を正常状態に戻すことができる効果を奏す
る。
手段により選択されたクロック信号を発振するクロック
発振源に対して、CPUからクロック信号の発振停止指
令を受けると、不正な停止処理の発生を検出する不正検
出手段を設けるように構成したので、CPUの誤動作に
対するリカバリー処理の実施が可能になる効果がある。
を検出するとCPUに対して割込信号を出力するように
構成したので、CPUの誤動作に対するリカバリー処理
を実施することができる効果がある。
を検出するとCPUをリセットするように構成したの
で、CPUの状態を正常状態に戻すことができる効果が
ある。
を検出するとシステム全体をリセットするように構成し
たので、システム全体の状態を正常状態に戻すことがで
きる効果がある。
れたクロック信号の発振を監視し、そのクロック信号の
発振停止を検出する発振停止検出手段を設けるように構
成したので、CPUの誤動作に対するリカバリー処理の
実施が可能になる効果がある。
止を検出するとCPUに対して割込信号を出力するよう
に構成したので、CPUの誤動作に対するリカバリー処
理を実施することができる効果がある。
止を検出するとCPUをリセットするように構成したの
で、CPUの状態を正常状態に戻すことができる効果が
ある。
止を検出するとシステム全体をリセットするように構成
したので、システム全体の状態を正常状態に戻すことが
できる効果がある。
ピュータを示す構成図である。
遷移図である。
ピュータを示す構成図である。
ピュータを示す構成図である。
ピュータを示す構成図である。
遷移図である。
ある。
14,15,16 レジスタ、17 メインクロック発
生回路(クロック発振源)、18 サブクロック発生回
路(クロック発振源)、19 切換スイッチ(選択手
段)、19a,19b 入力端子、19c 出力端子、
20,21 論理ゲート(発振停止手段)、22,23
論理ゲート(不正検出手段)、31 発振停止検出回
路(発振停止検出手段)、32 論理ゲート(発振停止
検出手段)。
Claims (8)
- 【請求項1】 発振周波数が相互に異なる複数のクロッ
ク発振源と、CPUが出力する選択指令に応じて、上記
複数のクロック発振源が発振するクロック信号の中か
ら、実動作に使用するクロック信号を選択する選択手段
と、上記選択手段により選択されたクロック信号以外の
クロック信号を発振するクロック発振源に対して、上記
CPUからクロック信号の発振停止指令を受けると、当
該クロック発振源に対してクロック信号の発振を停止さ
せる発振停止手段と、上記選択手段により選択されたク
ロック信号を発振するクロック発振源に対して、上記C
PUからクロック信号の発振停止指令を受けると、不正
な停止処理の発生を検出する不正検出手段とを備えたマ
イクロコンピュータ。 - 【請求項2】 不正検出手段は、不正な停止処理の発生
を検出するとCPUに対して割込信号を出力することを
特徴とする請求項1記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項3】 不正検出手段は、不正な停止処理の発生
を検出するとCPUをリセットすることを特徴とする請
求項1記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項4】 不正検出手段は、不正な停止処理の発生
を検出するとシステム全体をリセットすることを特徴と
する請求項1記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項5】 発振周波数が相互に異なる複数のクロッ
ク発振源と、CPUが出力する選択指令に応じて、上記
複数のクロック発振源が発振するクロック信号の中か
ら、実動作に使用するクロック信号を選択する選択手段
と、上記選択手段により選択されたクロック信号以外の
クロック信号を発振するクロック発振源に対して、上記
CPUからクロック信号の発振停止指令を受けると、当
該クロック発振源に対してクロック信号の発振を停止さ
せる発振停止手段と、上記選択手段により選択されたク
ロック信号の発振を監視し、そのクロック信号の発振停
止を検出する発振停止検出手段とを備えたマイクロコン
ピュータ。 - 【請求項6】 発振停止検出手段は、クロック信号の発
振停止を検出するとCPUに対して割込信号を出力する
ことを特徴とする請求項5記載のマイクロコンピュー
タ。 - 【請求項7】 発振停止検出手段は、クロック信号の発
振停止を検出するとCPUをリセットすることを特徴と
する請求項5記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項8】 発振停止検出手段は、クロック信号の発
振停止を検出するとシステム全体をリセットすることを
特徴とする請求項5記載のマイクロコンピュータ。
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