JP2001188687A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JP2001188687A
JP2001188687A JP2000000244A JP2000000244A JP2001188687A JP 2001188687 A JP2001188687 A JP 2001188687A JP 2000000244 A JP2000000244 A JP 2000000244A JP 2000000244 A JP2000000244 A JP 2000000244A JP 2001188687 A JP2001188687 A JP 2001188687A
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JP
Japan
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noise
signal
cpu
microcomputer
reset
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Inventor
Kenji Murakami
賢次 村上
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロコンピュータがノイズ等による不具
合で暴走した場合に、ノイズにセンシティブな信号を関
知し、ノイズ等による不具合状態前への現状復帰するマ
イクロコンピュータを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のマイクロコンピュータは、ノイ
ズ検知をする信号線を配置し、その信号線の変動によ
り、ノイズを検出し、システムクロックより高速に検知
することを特徴とし、また、プログラムカウンタ、スタ
ックポインタ、PSW、RAMの値を保持、待避させ、
マイクロコンピュータのリセットと別系統リセットを保
有する補助メモリを配置し、ノイズ検出した際には、マ
イクロコンピュータのリセットをかけ、待避させたプロ
グラムカウンタ、スタックポインタ、PSW、RAMの
値を読み出し、ノイズ検出する前の状態に復帰させるこ
とを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータのCPU暴走回避及びノイズ検出及び暴走前状態へ
の現状復帰に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体の製造プロセスの微細化に伴い、
ノイズ対策が重要な問題となってきている。従来、マイ
クロコンピュータのノイズ対策として、 (1)ノイズ等により、任意の動作する為ではない周波
数の信号が、進入してきた場合には、外部割り込み端子
のフィルターにより内部割り込み制御レジスタへ不用意
な信号を伝えない。 (2)電源ラインとVSSライン間の容量による信号線
のふらつきを軽減する。 (3)リセットラインのローパスフィルターにより高周
波のノイズをカットする。 ことにより、ノイズの進入を防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のマイクロコンピュータでは、ノイズの進入防止の措
置をとったとしてもノイズの進入を完全に防ぐことはで
きず、CPUが暴走することがあり、暴走したCPUを
復帰させるには、ハードウェアリセットが必要である。
【0004】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、マイクロコンピュータ内部にCPUとは別系統のリ
セットを保有する複数個の補助メモリを設けて、ノイズ
を検出し、ノイズによりCPUが暴走した際にハードウ
ェアリセットをかけることなくマイクロコンピュータ内
部でリセットをかけ、なおかつ暴走前の状態へ復帰する
事を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の発明は、CPUのリセットと別系統リセットを保有し
たプログラムカウンタ、スタックポインタ、プロセッサ
ステータスワード、RAMの値を保持し、ノイズ検出後
にCPUの状態をノイズ検出する前の状態に復帰させる
ことを特徴とするマイクロコンピュータとしたものであ
り、事前にノイズによる不具合を検知し、ノイズによっ
て、CPUが暴走し、マイクロコンピュータを外部リセ
ットによりリセットすることを阻止し、補助メモリへの
アクセスも制御でき、ノイズ検出後にCPUの状態をノ
イズ検出する前の状態に復帰させることができる。
【0006】本発明の請求項2に記載の発明は、プログ
ラムカウンタ、スタックポインタ、プロセッサステータ
スワード、RAMの値をプロテクトし、ノイズ検出後に
CPUの状態をノイズ検出する前の状態に復帰させるこ
とのできるよう構成したマイクロコンピュータとしたも
のであり、事前にノイズによる不具合を検知し、ノイズ
等により、CPUが動作している際にマイクロコンピュ
ータに対して任意の動作する為ではない周波数の信号が
進入しても、その信号をノイズとして検出し、補助メモ
リを保有することなくCPUの暴走を回避し、暴走前状
態への現状復帰できる。
【0007】本発明の請求項3に記載の発明は、ノイズ
検知をする信号線の配置方法を特徴とし、マイクロコン
ピュータ内部で一番センシティブな信号線のゆれを検知
し、ノイズ等の検出をシステムクロックより高速に検出
することのできるよう構成したマイクロコンピュータと
したものであり、事前にノイズによる不具合を検知し、
ノイズによって、CPUが暴走し、マイクロコンピュー
タを外部リセットによりリセットすることを阻止できる
本発明のマイクロコンピュータは、ノイズ等により、C
PUが動作している際にマイクロコンピュータに対して
任意の動作をする為ではない周波数の信号が、進入して
きた場合にも、その信号を検出してCPUの暴走を回避
し及び暴走前状態への現状復帰できる回路を設けたもの
である。
【0008】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
マイクロコンピュータを具体的な実施の形態に基づいて
説明する。
【0009】図1は本発明の第1の実施の形態における
マイクロコンピュータの内部の概略構成図である。図1
において1はCPU、2はプロセッサステータスワード
(PSW)、3はプログラムカウンタ(PC)、4はス
タックポインタ(SP)、5はRAM、レジスタにかか
わらずいかなるものでも構わないもので読み書きでき、
記憶できる構成の素子を保有しているものであり、内部
にメモリ部を保有している補助メモリ、6はCPUの動
作クロック周波数を決定する及び周辺機能、CPU内部
動作に必要なシステムクロック、7は退避データ、8は
メモリ部、9はCPU一時停止信号、10はノイズを検
出し、CPU一時停止信号9を出力するノイズ検出回
路、11は内部リセット信号、12はリセット判別回
路、13はデータ格納完了信号、14はソフトウェアに
よるリセットを機能する為の内部レジスタからの値でソ
フトリセット信号、15は外部リセット端子から入力さ
れる信号でマイクロコンピュータ17をリセットする為
の信号で外部リセット信号、16は外部リセット端子、
17はマイクロコンピュータ、18は復帰データであ
る。
【0010】PSW2からの退避データ7及びPC3か
らの退避データ7及びSP4からの退避データ7を補助
メモリ5のメモリ部8に書き込む。書き込みが終了した
らデータ格納完了信号13を出力する。また、補助メモ
リ5のメモリ部8への退避データ7のアクセスの可否に
ついては、CPU一時停止信号9の入力によって決定す
る。リセット判別回路12は、CPU一時停止信号9に
よって、データ格納完了信号13とソフトリセット信号
14と外部リセット信号15とを選択するセレクタであ
り、内部リセット信号11を出力し、CPU1内部をリ
セットする。ソフトリセット信号14と外部リセット信
号15は、CPU一時停止信号9が出力されていない場
合に内部リセット信号11を出力し、CPU1内部をリ
セットする。CPU一時停止信号9が出力された場合
は、ソフトリセット信号14と外部リセット信号15
は、無効になり、データ格納完了信号13のみが有効に
なり、データ格納完了信号13の出力タイミングによっ
て内部リセット信号11が出力される。
【0011】具体的には、(1)ノイズ検出、データ退
避、(2)復帰について説明する。
【0012】(1)ノイズ検出、データ退避 ノイズ検出回路10が、ノイズを検出した場合にCPU
一時停止信号9をCPU1とメモリ部8に出力する。こ
こでデータの退避について説明する。ノイズ検出回路1
0からノイズを検出した場合にCPU一時停止信号9を
CPU1と補助メモリ5中のメモリ部8に出力する。補
助メモリ5の中のメモリ部8は、CPU一時停止信号9
の入力によって退避データ7の受け入れの可否を決定す
る。PSW2及びPC3及びSP4の値は、CPU一時
停止信号9が入力された時点のデータを退避データ7と
してそれぞれのデータを補助メモリ5の中のメモリ部8
に蓄える。この際、動作以外のCPU1の動作はCPU
1のノイズによる二次的、三次的な暴走を防止する為、
停止する。図1に示す補助メモリ5中のメモリ部8の形
式は、補助メモリ5の中のメモリ部8をCPU1内部と
同じレジスタ構成にし、PC、PSW、SPを持つ方法
に限らずCPU1がCPU一時停止信号9クロックによ
って停止する為、CPU1のノイズによる二次的、三次
的な暴走を考慮せずにPSW2及びPC3及びSP4か
ら退避させた退避データ7を独自のクロック及びタイミ
ングで一つのレジスタに対してシリアルにデータをゆっ
くり退避させる方法がある。補助メモリ5中のメモリ部
8に退避データ7が蓄えられたら、データ格納完了信号
13をリセット判別回路12に対して出力する。
【0013】(2)復帰 CPU一時停止信号9が出力された場合、ソフトリセッ
ト信号14と外部リセット信号15は、無効になり、デ
ータ格納完了信号13のみが有効になり、データ格納完
了信号13の出力タイミングによって内部リセット信号
11が出力される。その際に通常の外部リセット信号1
5によるリセット及びソフトリセット信号14によるリ
セットとは別の経路で内部CPU1がリセットされる。
外部リセット信号15によるリセット及びソフトリセッ
ト信号14によるリセットの場合の初期動作は、ROM
(図示せず)に書き込まれている内容を実行し、PSW
2及びPC3及びSP4及び他のものも全てがリセット
され、ROM(図示せず)に書き込まれている固定され
たPC3の値のアドレスから動作スタートする。しか
し、データ格納完了信号13の到達をもって、リセット
判別回路12から出力される内部リセット信号11の場
合は、前記外部リセット信号15によるリセット及びソ
フトリセット信号14によるリセットの場合と異なる信
号を出力する。この内容については、ROM(図示せ
ず)にデータ格納完了信号13の到達で内部リセット信
号11が出力された場合は、ノイズ検出回路10から出
力されたCPU一時停止信号9によって、PSW2及び
PC3及びSP4から退避させた退避データ7を補助メ
モリ5内部のメモリ部8から復帰データ18を読み込ん
でそれぞれPSW2及びPC3及びSP4に書き戻し
て、そのデータをもって動作スタートする。
【0014】このように構成した為、ノイズ等により、
CPUが動作している際にマイクロコンピュータに対し
て任意の動作する為ではない周波数の信号が進入して
も、その信号をノイズとして検出し、CPUの暴走を回
避し、暴走前状態への現状復帰できる。
【0015】(実施の形態2)図2では、図1の補助メ
モリ5とメモリ部8を保有していない。その他の構成概
略図は図1と同じである。実施の形態1と異なる点につ
いて説明する。
【0016】具体的には、(1)データ退避、(2)復
帰について説明する。
【0017】(1)データ退避 ノイズ検出回路10からノイズを検出した場合にCPU
一時停止信号9をCPU1に出力する。その時点でPS
W2及びPC3及びSP4は、CPU一時停止信号9が
入力された時点のデータをそのまま記憶し、その後、デ
ータが書き換わらないようプロテクトした構成にする。
この際、動作以外のCPU1の動作はCPU1のノイズ
による二次的、三次的な暴走を防止する為、停止する。
【0018】(2)復帰 データ格納完了信号13の到達をもって、リセット判別
回路12から出力される内部リセット信号11の場合
は、前記外部リセット信号15によるリセット及びソフ
トリセット信号14によるリセットの場合と異なる信号
を出力する。その内容については、ROM(図示せず)
にデータ格納完了信号13の到達で内部リセット信号1
1が出力された場合は、通常のROM(図示せず)に書
き込まれている内容であるPSW2及びPC3及びSP
4全てのリセットの処理を実行せず、ノイズ検出回路1
0から出力されたCPU一時停止信号9によって、プロ
テクトされているPSW2及びPC3及びSP4のデー
タをもって動作スタートする。その場合にPSW2及び
PC3及びSP4以外のレジスタは、リセットがかかる
ようにする。
【0019】このように構成した為、ノイズ等により、
CPUが動作している際にマイクロコンピュータに対し
て任意の動作する為ではない周波数の信号が進入して
も、その信号をノイズとして検出し、補助メモリを保有
することなくCPUの暴走を回避し、暴走前状態への現
状復帰できる。
【0020】図3は本発明のマイクロコンピュータ17
の図1、2におけるノイズ検出回路10内部構成図であ
る。図3において6はシステムクロック、9はCPU一
時停止信号、10はノイズ検出回路、19は遅延素子、
20はレイアウト固定センシティブ信号、21はレイア
ウト固定ロジックである。
【0021】システムクロック6は、CPUの動作クロ
ック周波数を決定する及び周辺機能、CPU内部動作に
必要なクロックである。遅延素子19は、個々の遅延素
子19の遅延合計がシステムクロック6の1周期よりも
短いもので(Δt*n=システムクロック6の1周
期)、システムクロック6の1周期の時間内で発生した
ノイズをサンプリングできる構成として、1個以上複数
個配置し、システムクロック6を遅延して出力するもの
であればどのような構成でも構わない。センシティブな
信号を検知するノイズ検出回路10は、マイクロコンピ
ュータ17を作成時にレイアウト的にマイクロコンピュ
ータ17内部で長く細く及び電源ラインやGNDライン
に近接している場合の一番センシティブな信号配線とす
るあるいは、故意にマイクロコンピュータ17内で電源
変動の激しいロジックの近接したライン及びダイナミッ
ク回路電源の近接したラインにセンシティブな信号配線
を作りこんでレイアウト固定センシティブ信号20とす
る。そのレイアウト固定センシティブ信号20がノイズ
等により変化した場合及びそうでない場合も常に、レイ
アウト固定ロジック21にシステムクロック6の1周期
より短い時間で取り込まれ、レイアウト固定センシティ
ブ信号20と逆極性のデータつまり、レイアウト固定セ
ンシティブ信号20がノイズ等により、変化した場合の
み、CPU一時停止信号9が出力される。この時の論理
は、レイアウト固定センシティブ信号20がノイズ等に
より、変化した場合のみ検出できる論理であればどのよ
うな構成でもよい。図3においてレイアウト固定センシ
ティブ信号20は、電源固定されており、その変化によ
り、CPU一時停止信号9を出力する論理を作成してい
るが、レイアウト固定センシティブ信号21は、GND
固定でもよく、その場合は、CPU一時停止信号9を出
力する論理も異なる構成になる。レイアウト固定ロジッ
ク21は、遅延素子19を介してシステムクロック6の
1周期の時間内にPSW2及びPC3及びSP4に非同
期のタイミングでCPU一時停止信号9を出力し、PS
W2及びPC3及びSP4のデータ退避あるいは、プロ
テクトを制御する。
【0022】このように構成した為、ノイズ等により、
CPUが動作している際にマイクロコンピュータに対し
て任意の動作する為ではない周波数の信号が進入して
も、その信号をノイズとして検出できる。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明は、ノイズ等によ
り、CPUが動作している際にマイクロコンピュータに
対して任意の動作する為ではない周波数の信号が進入し
ても、その信号をノイズとして検出し、CPUの暴走を
回避し、暴走前状態への現状復帰できる事を実現できる
優れたマイクロコンピュータである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるマイクロコ
ンピュータ概略構成図
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるマイクロコ
ンピュータ概略構成図
【図3】本発明のマイクロコンピュータ17のノイズ検
出回路10内部構成図
【符号の説明】
1 CPU 2 PSW 3 PC 4 SP 5 補助メモリ 6 システムクロック 7 退避データ 8 メモリ部 9 CPU一時停止信号 10 ノイズ検出回路 11 内部リセット信号 12 リセット判別回路 13 データ格納完了信号 14 ソフトリセット信号 15 外部リセット信号 16 外部リセット端子 17 マイクロコンピュータ 18 復帰データ 19 遅延素子 20 レイアウト固定センシティブ信号 21 レイアウト固定ロジック

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノイズを検出するノイズ検出部と前記ノ
    イズ検出部がノイズを検出すると、CPUの動作を決定
    する情報を補助メモリに格納するデータ退避部と前記デ
    ータ退避部によるデータ退避が終了すると全内容をクリ
    アし、退避データを書き戻すマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 ノイズを検出するノイズ検出部と前記ノ
    イズ検出部がノイズを検出すると、CPUの動作を決定
    する情報をプロテクトし、前記情報以外の内容をクリア
    し、前記情報から再スタートするマイクロコンピュー
    タ。
  3. 【請求項3】 ノイズ等による不具合でCPUが暴走し
    ないようにする為にノイズ検知をする信号線の配置方法
    を特徴とし、その信号線の変動により、ノイズ等の検出
    をシステムクロックより高速に検出し、外部リセットし
    なくても、ノイズ検出する前の状態に復帰させるマイク
    ロコンピュータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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