JP2006018656A - Microcomputer system, semiconductor device and wireless tag - Google Patents

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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microcomputer system capable of satisfying demands for microcomputer systems used for ubiquitous computing, or ensuring security as well as reduction in power consumption. <P>SOLUTION: This system comprises a processing unit 101 performing system control, a RAM block 103 storing programs and data, a ROM 102 storing fixed programs for system control, an input exclusive port 106 for fetching an application program stored in the RAM block 103, an input and output port 107 for transmitting and receiving data and control signals to and from an external device 110, and a built-in battery 108 for supplying power to at least the processing unit 101, the RAM block 103 and the ROM 102. The processing unit 101 prohibits the operation of the input exclusive port 106 after fetching the application program to the RAM block 103. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線タグ等の小型電子機器に利用可能な電池を内蔵した低消費電力型マイクロコンピュータシステムに関し、特に、システム内に保持された応用プログラムやデータに対するセキュリティ機能を強化したマイクロコンピュータシステムに関する。   The present invention relates to a low power consumption microcomputer system incorporating a battery that can be used in a small electronic device such as a wireless tag, and more particularly to a microcomputer system with enhanced security functions for application programs and data held in the system. .

次世代の情報技術としてユビキタスコンピューテイングが注目されている。身の回りのあらゆるものに小型化されたマイクロコンピュータシステムが組み込まれることが期待されている。この一形態として、対象物を非接触で識別する無線タグが開発されている。   Ubiquitous computing is attracting attention as a next-generation information technology. It is expected that a miniaturized microcomputer system will be incorporated into everything around us. As one form of this, a wireless tag for identifying an object without contact has been developed.

無線タグは商品等の物につけて使う荷札であり、内蔵された不揮発性メモリに物の識別番号(ID)や価格といった属性情報を格納している。また、不揮発性メモリに、個人情報データとして、名前、住所、性別等を記録している場合もある。また、近年では、不揮発性メモリに応用プログラムを格納して実行することができ、利便性の向上が図られている。無線タグは、消費電力の大きい複雑なプロトコルや暗号処理を必要とせず低消費電力化し易いという利点もある。   A wireless tag is a tag that is attached to a product or the like, and stores attribute information such as an identification number (ID) and price of the product in a built-in nonvolatile memory. In addition, a name, an address, sex, etc. may be recorded in the nonvolatile memory as personal information data. In recent years, application programs can be stored in a non-volatile memory and executed to improve convenience. The wireless tag has an advantage that it does not require a complicated protocol or encryption processing with high power consumption and can easily reduce power consumption.

無線タグの一例として、下記の特許文献1に開示された無線タグの概略ブロック構成を、図6に示す。また、この無線タグは、電磁誘導を利用した非接触通信でデータの送受信等を行う。図7に、当該無線タグで使用されるASK(Amplitude Shift Keying)変調通信波形を示す。図6に示すように、特許文献1に開示された無線タグ部610は、CPU601、不揮発性メモリ602、電源回路605、I/O部608、RFアンテナ609から構成されている。また、I/O部608は、変調回路603、復調回路604、及び、無線周波数(RF)回路606からなり、無線タグ部610のRFアンテナ609以外の回路部分は、半導体装置607で構成されている。データの送受信に使用する無線通信波は13.56MHzの搬送波を持ち、通信データはASK振幅変調により上記搬送波に重畳される。ASK振幅変調の変調度は10%程度の低深度になっている。   As an example of the wireless tag, a schematic block configuration of the wireless tag disclosed in Patent Document 1 shown below is shown in FIG. In addition, this wireless tag transmits and receives data and the like by non-contact communication using electromagnetic induction. FIG. 7 shows an ASK (Amplitude Shift Keying) modulation communication waveform used in the wireless tag. As shown in FIG. 6, the wireless tag unit 610 disclosed in Patent Document 1 includes a CPU 601, a nonvolatile memory 602, a power supply circuit 605, an I / O unit 608, and an RF antenna 609. The I / O unit 608 includes a modulation circuit 603, a demodulation circuit 604, and a radio frequency (RF) circuit 606, and circuit portions other than the RF antenna 609 of the wireless tag unit 610 are configured by a semiconductor device 607. Yes. The radio communication wave used for data transmission / reception has a 13.56 MHz carrier wave, and the communication data is superimposed on the carrier wave by ASK amplitude modulation. The modulation degree of ASK amplitude modulation is as low as about 10%.

無線タグを、リーダライタ装置などの外部装置が発生する磁場中に置くと、RFアンテナ609の共振作用により交流電力が発生する。この交流電力は電源回路605内の整流回路で整流されて半導体装置607内の内部回路に供給される。   When the wireless tag is placed in a magnetic field generated by an external device such as a reader / writer device, AC power is generated by the resonance action of the RF antenna 609. This AC power is rectified by a rectifier circuit in the power supply circuit 605 and supplied to an internal circuit in the semiconductor device 607.

I/O部608では、CPU601の処理で生成された通信データを外部装置に送信する場合に、変調回路603の変調動作により通信データが負荷変調されて出力される。逆に、通信データをRFアンテナ609から受信する場合に、復調回路604の復調動作により、通信波形の振幅を検出し、変調度10%の場合において、振幅が100%であれば“1”を90%であれば“0”を割り当てることで通信データを復調する。無線周波数(RF)回路606では、データ通信の入出力を切り換えている。   In the I / O unit 608, when the communication data generated by the processing of the CPU 601 is transmitted to an external device, the communication data is load-modulated by the modulation operation of the modulation circuit 603 and output. Conversely, when communication data is received from the RF antenna 609, the demodulation waveform of the demodulation circuit 604 detects the amplitude of the communication waveform. When the modulation degree is 10%, “1” is set if the amplitude is 100%. If 90%, communication data is demodulated by assigning “0”. A radio frequency (RF) circuit 606 switches data communication input / output.

復調回路604で復調されたデータ(応用プログラムのデータを含む。)は、CPU601の処理により不揮発性メモリ602に記憶される。   Data demodulated by the demodulation circuit 604 (including application program data) is stored in the nonvolatile memory 602 by processing of the CPU 601.

しかしながら、無線タグは、電波という媒体を介して電力供給を受ける関係で、常時安定な電力を受けられるとは限らない。また、RFアンテナ609から得られる電源電圧は外部装置(リーダライタ)との距離に左右されるため、距離が離れると微弱な電力となる可能性がある。従って、無線タグに利用されるシステム及びその構成要素は,いくぶん不安定で微弱な電力でも動作が可能なように、低消費電力化されている必要がある。   However, a wireless tag cannot always receive stable power because it receives power supply via a medium called radio waves. In addition, since the power supply voltage obtained from the RF antenna 609 depends on the distance to the external device (reader / writer), there is a possibility that the power becomes weak when the distance is increased. Therefore, the system used for the wireless tag and its components need to have low power consumption so that it can operate even with somewhat unstable and weak power.

合わせて、無線タグに格納された物の識別番号(ID)や価格といった属性情報、名前、住所、性別等の個人情報、更に、無線タグに書き込まれている応用プログラムのセキュリティ等を確保する必要がある。
特開2002−197429号公報
At the same time, it is necessary to secure the attribute information such as the identification number (ID) and price of the item stored in the wireless tag, personal information such as name, address and sex, and the security of the application program written in the wireless tag. There is.
JP 2002-197429 A

上記無線タグに代表されるユビキタスコンピューテイングに利用されるマイクロコンピュータシステムには、低消費電力化、セキュリティ確保の要望があり、これらを同時に満足するマイクロコンピュータシステムが必要になっている。   A microcomputer system used for ubiquitous computing typified by the above-described wireless tag has a demand for low power consumption and security, and a microcomputer system that satisfies these requirements at the same time is required.

しかしながら、現在のマイクロコンピュータシステムには、下記の問題がある。第一に、これらのマイクロコンピュータシステムに利用される不揮発性メモリは、待機時は非動作とすることにより、その消費電力を“0”に近くすることができ、書き込まれたデータを保持することが可能である。しかしながら、書き込み、または、読み出し時における消費電力が比較的大きいという問題がある。不揮発性メモリとして広く使用されているフラッシュメモリにおいては、ピーク電流で数十mA程度になる。無線タグに使用された場合、微弱電力下での動作が問題である。また、無線タグの通信距離はその消費電力で変わり、消費電力が大きいと通信距離が短くなるという問題がある。   However, the current microcomputer system has the following problems. First, the non-volatile memory used in these microcomputer systems can be made to be non-operating during standby so that its power consumption can be close to “0” and retain written data. Is possible. However, there is a problem that power consumption during writing or reading is relatively large. In a flash memory widely used as a nonvolatile memory, the peak current is about several tens of mA. When used in a wireless tag, operation under weak power is a problem. Further, the communication distance of the wireless tag varies depending on the power consumption, and there is a problem that the communication distance is shortened when the power consumption is large.

第二に、セキュリティ上の問題としては、製品が廃棄された場合に、廃棄した製品が第三者に渡って利用される可能性がある。これらの製品が応用プログラム及びデータの書き換え等により他の目的に利用されたり、場合によっては悪用されたりする可能性がある。   Secondly, as a security problem, when a product is discarded, the discarded product may be used by a third party. These products may be used for other purposes by rewriting application programs and data, or may be abused in some cases.

第三に、製品が廃棄された場合、応用プログラムが製品に残留してしまうという問題がある。この場合、応用プログラム及びデータが漏洩、流出する可能性があり、セキュリティ上好ましくない。従って、製品を廃棄する場合、セキュリティを確保するための適切な処置(以下、「リジェクト処理」と称す。)を行わなければならないという問題がある。   Third, when the product is discarded, there is a problem that the application program remains in the product. In this case, the application program and data may be leaked or leaked, which is not preferable in terms of security. Therefore, when the product is discarded, there is a problem that an appropriate measure for ensuring security (hereinafter referred to as “reject processing”) must be performed.

上述の特許文献1に開示された無線タグにおいては、これらの問題に関しては何ら考慮されておらず、当該問題が存在する。   In the wireless tag disclosed in Patent Document 1 described above, these problems are not considered at all, and the problems exist.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ユビキタスコンピューテイングに利用されるマイクロコンピュータシステムへの要望、即ち、低消費電力化とともにセキュリティの確保が可能なマイクロコンピュータシステムを提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a microcomputer system used for ubiquitous computing, that is, a microcomputer system capable of ensuring security while reducing power consumption. The point is to provide.

上記目的を達成するための本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、システム制御を行う処理ユニットと、プログラム及びデータを格納するRAMブロックと、システム制御用の固定プログラムを格納するROMと、前記RAMブロックに格納する応用プログラムを取り込むための入力専用ポートと、外部装置との間でデータと制御信号を送受信するための入出力ポートと、少なくとも前記処理ユニットと前記RAMブロックと前記ROMに電源供給するための内蔵電池と、を備えてなり、前記処理ユニットが、前記応用プログラムを取り込んだ後に、前記入力専用ポートの動作を禁止することを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, a microcomputer system according to the present invention includes a processing unit that performs system control, a RAM block that stores programs and data, a ROM that stores fixed programs for system control, and the RAM block. An input-only port for capturing an application program to be stored, an input / output port for transmitting / receiving data and control signals to / from an external device, and for supplying power to at least the processing unit, the RAM block, and the ROM And a built-in battery, wherein the processing unit prohibits the operation of the input-only port after fetching the application program.

上記第1の特徴の構成とすることで、製造時、入力専用ポートを通じて応用プログラムをプログラム格納用RAMへ書き込み、書き込んだ後に入力専用ポートの動作を処理ユニットが禁止状態に設定することで、外部から応用プログラムへのアクセス経路を遮断して、応用プログラムの書き換えや漏洩、流出を防止できる。   With the configuration of the first feature described above, the application program is written into the program storage RAM through the input-only port at the time of manufacturing, and after the processing is performed, the processing unit sets the operation of the input-only port to the prohibited state. By blocking the access path from the application program to the application program, the application program can be prevented from being rewritten, leaked or leaked.

また、上記第1の特徴では、プログラム及びデータを格納する手段として内蔵電池で駆動されるRAMブロックを用いることにより、従来用いられていたフラッシュメモリのように書き込み或いは消去時に大きな電力を消費することなく、記憶したデータの不揮発性と低消費電力という要求を同時に満たすことが可能となる。   In the first feature, a RAM block driven by a built-in battery is used as a means for storing a program and data, so that a large amount of power is consumed during writing or erasing as in a conventionally used flash memory. In addition, it is possible to simultaneously satisfy the requirements of the non-volatility and low power consumption of stored data.

また、応用プログラムをRAMブロックに書き込む構成とすることで、システムに柔軟性を与え、製造段階でのプログラムの変更を容易にすることが可能となる。製造段階の初期に応用プログラムの内容が決定されていなくても、製造の最終工程で応用プログラムを書き込むことが可能で、製造と応用プログラム開発が平行して進められ、結果として製品の短納期化が可能である。   Further, by adopting a configuration in which the application program is written in the RAM block, the system can be given flexibility and the program can be easily changed at the manufacturing stage. Even if the contents of the application program are not decided at the beginning of the manufacturing stage, it is possible to write the application program in the final process of manufacturing, and manufacturing and application program development proceed in parallel, resulting in a shorter product delivery time. Is possible.

近年、マイクロコンピュータシステムに内蔵して利用される電池は、小型化や薄型化(厚み、約1.5mm)が進んでいる。小型でありながら3.0V仕様で500mAh(2.5V終端電圧)を越える電力容量を持つものもある。これらの電池は、無線タグなどの小型電子機器に利用でき、しかも外部からの無線による電力供給がないので安定して通信距離を大きくできる。従って、上記第1の特徴では、内蔵電池を使用することで、無線による電力供給時における通信距離の問題を解消できる。   In recent years, batteries built in and utilized in microcomputer systems have become smaller and thinner (thickness: about 1.5 mm). Some of them have a power capacity exceeding 500 mAh (2.5 V termination voltage) in the 3.0 V specification despite being small. These batteries can be used for small electronic devices such as wireless tags, and since there is no wireless power supply from the outside, the communication distance can be stably increased. Therefore, in the first feature, the problem of the communication distance at the time of wireless power supply can be solved by using the built-in battery.

尚、上記第1の特徴の構成における入出力ポートは、入出力端子と入力端子と出力端子の少なくとも2種類以上の組み合わせで構成されている場合、或いは、入出力端子だけで構成されている場合が想定される。   The input / output port in the configuration of the first feature is configured by a combination of at least two types of input / output terminals, input terminals, and output terminals, or configured by only the input / output terminals. Is assumed.

本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、上記第1の特徴に加えて、前記処理ユニットが、前記応用プログラムを取り込んだ後に、更に、前記RAMブロックの少なくとも前記応用プログラムを格納した記憶領域を書き込み禁止状態にすることを第2の特徴とする。   In the microcomputer system according to the present invention, in addition to the first feature, after the processing unit fetches the application program, at least the storage area of the RAM block storing the application program is in a write-inhibited state. The second feature is to make it.

上記第2の特徴の構成によれば、RAMブロックの少なくとも前記応用プログラムを格納した記憶領域の書き込みが禁止されることで、用途に応じて応用プログラムの書き込みを可能としながら、書き込み後は読み出し専用メモリとして機能させることが可能となり、RAMブロックに書き込まれた応用プログラムをより確実に保護することができる。例えば、悪意のある第三者によるプログラムの改竄から保護することが可能となり、更には、内蔵電池の消耗等により、電源電圧が不安定になった場合等、不用意な書き込みに対して応用プログラムの安全を図ることができる。また、内蔵電池から電力が供給されている期間中、RAMブロックの少なくとも前記応用プログラムを格納した記憶領域を機能的に読み出し専用メモリとして使用することが可能である。応用プログラムを実行させるには、CPUの制御を、ROMからプログラム格納RAMへ移して実行させることが可能である。上記第2の特徴のような構成とすることにより、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを採用する場合に比較し、前述のように低消費電力化が可能となる。更に、ROMの用途を応用プログラムの実行制御等のマイクロコンピュータシステムの制御プログラムの格納用に限定し、応用プログラムをRAMブロックに格納することにより、本発明に係るマイクロコンピュータシステムの製造後においてもプログラムの変更が可能となり用途に応じて柔軟な応用が可能となる。   According to the configuration of the second feature, writing of the application program can be performed according to the use by prohibiting writing of at least the storage area storing the application program in the RAM block, and read-only after writing. It becomes possible to function as a memory, and the application program written in the RAM block can be more reliably protected. For example, it is possible to protect the program from being tampered with by a malicious third party, and furthermore, an application program against inadvertent writing such as when the power supply voltage becomes unstable due to exhaustion of the built-in battery, etc. Can be safe. In addition, during the period when power is supplied from the built-in battery, at least the storage area of the RAM block storing the application program can be functionally used as a read-only memory. In order to execute the application program, the CPU control can be transferred from the ROM to the program storage RAM and executed. By adopting the configuration of the second feature, it is possible to reduce the power consumption as described above as compared with the case where a nonvolatile memory such as a flash memory is employed. Furthermore, the use of the ROM is limited to the storage of the control program of the microcomputer system such as the execution control of the application program, and the application program is stored in the RAM block. Can be changed and flexible application is possible depending on the application.

本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、上記第1の特徴に加えて、前記RAMブロックが少なくとも第1RAMと第2RAMを備えて構成され、前記処理ユニットが、第1の外部装置の要求に応じて、前記固定プログラムの一部をなす第1処理プログラムを実行して、前記応用プログラムを、前記入力専用ポートを経由して取り込み前記第1RAMに格納した後、前記入力専用ポートの動作と前記第1RAMへの書き込み動作を禁止し、前記第1RAMは、前記書き込み動作が禁止された後、読み出し専用のプログラムメモリとして動作し、前記処理ユニットは、第2の外部装置の要求に応じて、前記第1RAMに格納された前記応用プログラムを実行し、当該実行により生成されたデータを前記第2RAMに記憶することを第3の特徴とする。   In the microcomputer system according to the present invention, in addition to the first feature, the RAM block includes at least a first RAM and a second RAM, and the processing unit responds to a request from the first external device. The first processing program forming a part of the fixed program is executed, the application program is fetched via the input dedicated port and stored in the first RAM, and then the operation of the input dedicated port and the first RAM are performed. The first RAM operates as a read-only program memory after the write operation is prohibited, and the processing unit loads the first RAM in response to a request from the second external device. Executing the stored application program and storing the data generated by the execution in the second RAM; And butterflies.

上記第3の特徴の構成によれば、上記第2の特徴の構成をより具体的に実現でき、上記第1及び第2の特徴の作用効果を奏することができる。   According to the configuration of the third feature, the configuration of the second feature can be more specifically realized, and the effects of the first and second features can be achieved.

本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、上記第3の特徴に加えて、前記処理ユニットが、前記固定プログラムの一部をなす第2処理プログラムを実行して、前記応用プログラムの使用回数が、前記使用回数から決定されるシステム全体の累積消費電力量と前記内蔵電池の電力容量から導出されるライフサイクルに達する直前または直後に、前記第1RAMと前記第2RAMに記憶されたプログラム及びデータをハードウェア的手段により強制的にリセットすることを第4の特徴とする。   In the microcomputer system according to the present invention, in addition to the third feature, the processing unit executes a second processing program forming a part of the fixed program, and the number of times the application program is used is The program and data stored in the first RAM and the second RAM just before or just after reaching the life cycle derived from the accumulated power consumption of the entire system determined from the number of times and the power capacity of the built-in battery. The fourth feature is to forcibly reset by means.

上記第4の特徴の構成によれば、本発明に係るマイクロコンピュータシステムのライフサイクルを把握でき、セキュリティ確保のためのリジェクト処理を行った後に安全にシステムを廃棄することができる。また、固定プログラムの一部をなす第2処理プログラムにライフサイクルを計算するプログラムを組み込むことで、応用プログラムを作成する場合、応用プログラム作成者はライフサイクル計算処理を気にせずプログラムを作成することができる。   According to the configuration of the fourth feature, the life cycle of the microcomputer system according to the present invention can be grasped, and the system can be safely discarded after the rejection process for ensuring security. In addition, when creating an application program by incorporating a program that calculates the life cycle into the second processing program that forms part of the fixed program, the application program creator must create the program without worrying about the life cycle calculation process. Can do.

ところで、第1RAMと第2RAMを後述するスタティック型のランダムアクセスメモリで構成した場合において、内蔵電池が消耗してその出力電圧が低下した場合に、CPU等の処理ユニットが動作不能となった後も、当該低電源電圧状態で、第1RAMと第2RAMは記憶データを保持可能な場合がある。従って、システムとしてのライフサイクルが終了しても、第1RAMと第2RAMは依然として不揮発性メモリとして機能している可能性が高い。上記第4の特徴の構成によれば、処理ユニットが動作可能なライフサイクル期間中に、確実に第1RAMと第2RAMに対するリジェクト処理を実行することができるため、応用プログラムやデータの漏洩及び流出を確実に防止できる。   By the way, in the case where the first RAM and the second RAM are configured by a static random access memory, which will be described later, when the built-in battery is consumed and the output voltage is lowered, the processing unit such as the CPU becomes inoperable. In some cases, the first RAM and the second RAM can hold stored data in the low power supply voltage state. Therefore, even if the life cycle of the system is completed, there is a high possibility that the first RAM and the second RAM still function as nonvolatile memories. According to the configuration of the fourth feature, the reject process for the first RAM and the second RAM can be reliably executed during the life cycle period in which the processing unit can operate. It can be surely prevented.

本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、上記何れかの特徴に加えて、前記処理ユニット、前記RAMブロック、前記ROM、前記入力専用ポート、及び、前記入出力ポートを、単一の半導体基板上に形成してなることを第5の特徴とする。   In addition to any of the above features, the microcomputer system according to the present invention forms the processing unit, the RAM block, the ROM, the input-only port, and the input / output port on a single semiconductor substrate. This is a fifth feature.

上記第5の特徴の構成によれば、処理ユニット等の機能ブロックを半導体装置として構成することで、マイクロコンピュータシステムを小型電子機器として構築することが可能である。更に、RAMブロックを不揮発性でありながら消費電力の極めて小さな書き込み可能なメモリとして用いることができる。   According to the configuration of the fifth feature, the microcomputer system can be constructed as a small electronic device by configuring functional blocks such as processing units as semiconductor devices. Furthermore, the RAM block can be used as a writable memory that consumes very little power while being nonvolatile.

本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、上記何れかの特徴に加えて、前記RAMブロックはスタティック型のランダムアクセスメモリからなることを第6の特徴とする。   The microcomputer system according to the present invention is characterized in that, in addition to any of the above features, the RAM block comprises a static random access memory.

上記第6の特徴の構成によれば、書き込み或いは消去動作時に大きな電力消費を必要とすることなく、更に、待機状態においてはリーク電流しか発生しないため実質的に待機時の電力消費をなくすることが可能となるため、RAMブロックを不揮発性でありながら消費電力の極めて小さな書き込み可能なメモリとして用いることができる。   According to the configuration of the sixth feature, a large power consumption is not required at the time of writing or erasing operation, and furthermore only a leakage current is generated in the standby state, so that the power consumption at the standby time is substantially eliminated. Therefore, the RAM block can be used as a writable memory with extremely low power consumption while being nonvolatile.

本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、上記何れかの特徴に加えて、前記入出力ポートが、前記外部装置との間でデータと制御信号を無線で送受信可能に構成されていることを第7の特徴とする。   In the microcomputer system according to the present invention, in addition to any one of the features described above, the input / output port is configured to be capable of wirelessly transmitting and receiving data and control signals to and from the external device. Features.

上記第7の特徴の構成によれば、本発明に係るマイクロコンピュータシステムを無線タグとして構築することが可能である。   According to the configuration of the seventh feature, the microcomputer system according to the present invention can be constructed as a wireless tag.

本発明に係る半導体装置は、上記何れかの特徴を備えたマイクロコンピュータシステムにおける前記処理ユニット、前記RAMブロック、前記ROM、前記入力専用ポート、及び、前記入出力ポートを、単一の半導体基板上に形成してなることを特徴とする。更に、本発明に係る無線タグは、上記第7の特徴を備えたマイクロコンピュータシステムを備えてなることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including: the processing unit, the RAM block, the ROM, the input-only port, and the input / output port in a microcomputer system having any one of the above features on a single semiconductor substrate. It is formed by the following. Furthermore, a wireless tag according to the present invention includes the microcomputer system having the seventh feature.

以下、本発明に係るマイクロコンピュータシステム(以下、適宜「本発明システム」と称す。)の実施の形態を、図面に基づき説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a microcomputer system according to the present invention (hereinafter referred to as “the present system” as appropriate) will be described below with reference to the drawings.

〈第1実施形態〉
図1に、本発明システムの基本的な構成を概略的に示す。図1に示すように、本発明システム100は、内蔵電池108による電池駆動であり、電池108は本発明システム100の筐体(パッケージ)内に内蔵(封止)されている。本発明システム100の電源は、電池108以外からは供給されておらず、また電池108を交換するための手段は持たない。また、製造段階に電池108を装填する以外に、充電器等による充電や、太陽電池等による電力供給がなく、即ち外部からのエネルギー供給は受けない。本発明システム100は、そのライフサイクル期間中、内蔵された電池108から定常的に電力が供給される。このように電池108は、電池の交換や取り外した後に外部からの電力供給による悪意のある再利用を防止するために、上述のようにシステム内部に封止されていることが望ましい。
<First Embodiment>
FIG. 1 schematically shows the basic configuration of the system of the present invention. As shown in FIG. 1, the system 100 of the present invention is battery driven by a built-in battery 108, and the battery 108 is built (sealed) in a housing (package) of the system 100 of the present invention. The power of the system 100 of the present invention is not supplied from other than the battery 108, and there is no means for replacing the battery 108. In addition to loading the battery 108 in the manufacturing stage, there is no charging by a charger or the like, or power supply by a solar cell or the like, that is, no energy supply from the outside. In the system 100 of the present invention, electric power is constantly supplied from the built-in battery 108 during its life cycle. As described above, the battery 108 is preferably sealed inside the system as described above in order to prevent malicious reuse due to external power supply after the battery is replaced or removed.

図1に示すように、本発明システム100は、機能ブロックとして、本発明システム100を制御するCPU等の処理ユニット101と、処理ユニット101上で実行されるシステム制御用の固定プログラムを格納するROM102と、処理ユニット101上で実行される応用プログラム及びデータを格納するRAMブロック103を備えて構成される。従って、ROM102に格納された固定プログラムによって、処理ユニット101がシステム制御用に制御され、RAMブロック103に格納された応用プログラムによって、処理ユニット101が特定用途のために制御されるように構成されている。   As shown in FIG. 1, the system 100 of the present invention includes, as functional blocks, a processing unit 101 such as a CPU that controls the system 100 of the present invention, and a ROM 102 that stores a fixed program for system control executed on the processing unit 101. And a RAM block 103 for storing application programs and data to be executed on the processing unit 101. Accordingly, the processing unit 101 is controlled for system control by a fixed program stored in the ROM 102, and the processing unit 101 is controlled for a specific application by an application program stored in the RAM block 103. Yes.

また、RAMブロック103は、応用プログラムを格納する第1RAM104と、応用プログラムの処理結果のデータを格納するための第2RAM105に分割されている。第1RAM104においては、書き込みを禁止する機能を持ち、内蔵された電池108から定常的に電流を供給することで、機能的に読み出し専用メモリとして動作させることが可能である。また、RAMブロック103に接続されたリセット信号により、記憶内容を消去することが可能である。   The RAM block 103 is divided into a first RAM 104 that stores application programs and a second RAM 105 that stores data of processing results of the application programs. The first RAM 104 has a function of prohibiting writing, and can be functionally operated as a read-only memory by constantly supplying current from the built-in battery 108. Further, the stored content can be erased by a reset signal connected to the RAM block 103.

更に、本発明システム100は、第1の外部装置109からRAMブロック103に格納する応用プログラムを取り込むための入力専用ポート106と、第2の外部装置110との間でデータと制御信号を送受信するための入出力ポート107を備えて構成されている。第1の外部装置109は、製造時の汎用テスタ評価や、PROMライタでの評価を想定した外部装置であり、第2の外部装置110は、本発明システム100の使用環境(送受信装置等)を想定した外部装置である。上記の各機能ブロック101〜103、入力専用ポート106、及び、入出力ポート107は、データバス111を介して相互に接続されている。尚、図1において、各機能ブロック101〜103間のアドレスバス及び制御信号バス等の記載は省略している。   Furthermore, the system 100 of the present invention transmits and receives data and control signals between the input external port 106 for taking in the application program stored in the RAM block 103 from the first external device 109 and the second external device 110. For this purpose, an input / output port 107 is provided. The first external device 109 is an external device that assumes general-purpose tester evaluation at the time of manufacture and evaluation with a PROM writer, and the second external device 110 has a use environment (transmission / reception device etc.) of the system 100 of the present invention. This is an assumed external device. The functional blocks 101 to 103, the input dedicated port 106, and the input / output port 107 are connected to each other via the data bus 111. In FIG. 1, description of an address bus, a control signal bus, and the like between the functional blocks 101 to 103 is omitted.

入力専用ポート106及び入出力ポート107はシリアル、パラレル等のインターフェイスの形態には特に制限はない(場合によっては、アナログ入出力や非接触の通信形態がある)が、本実施形態では、下記に示すインターフェイスを採用する。   The input dedicated port 106 and the input / output port 107 are not particularly limited in the form of an interface such as serial or parallel (in some cases, there is an analog input / output or a non-contact communication form). Adopt the interface shown.

本実施形態では、本発明システム100の電池108以外の各機能ブロック101〜103、入力専用ポート106、及び、入出力ポート107が、単一の半導体基板上に形成され半導体装置として構成される。本発明システム100の電池108以外の部分を半導体装置に構成すれば、各機能ブロック間の接続において余分な電力消費がなく、より低消費電力化が可能で小型電子機器として構成できる。尚、本発明システム100の電池108以外の部分をプリント基板等の基板上に構成する形態であっても構わない。   In this embodiment, the functional blocks 101 to 103 other than the battery 108 of the system 100 of the present invention, the input dedicated port 106, and the input / output port 107 are formed on a single semiconductor substrate and configured as a semiconductor device. If a part other than the battery 108 of the system 100 of the present invention is configured in a semiconductor device, there is no extra power consumption in the connection between the functional blocks, and the power consumption can be further reduced, and a small electronic device can be configured. In addition, you may be the form which comprises parts other than the battery 108 of this invention system 100 on board | substrates, such as a printed circuit board.

入力専用ポート106は、製造時に汎用テスタ等を用いて応用プログラムを第1RAM104に読み込むためのインターフェイスであって、本発明システム100に端子上の制約がある場合は、受信機能のみを備えたUART等のシリアル通信ポートが利用できる。汎用テスタ等の第1の外部装置109からは、応用プログラムのデータがUART通信のフォーマットに従い、シリアルに送信されてきており、入力専用ポート106の内部レジスタ(内部バッファ)に順次書き込まれる。処理ユニット101は、ROM102内に記録されている第1処理プログラム(固定プログラムの一部)を実行することで、入力専用ポート106の内部レジスタのデータ(応用プログラム)を順次第1RAM104に転送して格納する。   The input-only port 106 is an interface for reading an application program into the first RAM 104 by using a general-purpose tester or the like at the time of manufacture. When the system 100 of the present invention has restrictions on terminals, a UART or the like having only a reception function is used. The serial communication port can be used. From the first external device 109 such as a general-purpose tester, application program data is serially transmitted in accordance with the UART communication format, and is sequentially written into the internal register (internal buffer) of the input-only port 106. The processing unit 101 executes the first processing program (part of the fixed program) recorded in the ROM 102 to sequentially transfer the internal register data (application program) of the input-only port 106 to the first RAM 104. Store.

このように、ROM102には、データ入力或いはRAMブロック103への書き込み、消去等の制御プログラムが格納される。更に、応用プログラムは外部装置から入力される構成とすることにより、本発明システム100は、その応用(用途)が固定されることはない。   As described above, the ROM 102 stores control programs such as data input, writing to the RAM block 103, and erasure. Furthermore, by adopting a configuration in which the application program is input from an external device, the application (use) of the system 100 of the present invention is not fixed.

また、応用プログラムのデータの第1RAM104への書き込みが完了した場合は、処理ユニット101から制御レジスタ112を動作禁止状態に設定することにより、制御レジスタ112から出力される動作禁止信号によって入力専用ポート106の動作を禁止することが可能に構成されている。   When the application program data is completely written to the first RAM 104, the control register 112 is set to the operation prohibited state from the processing unit 101, and the input dedicated port 106 is set by the operation prohibition signal output from the control register 112. It is possible to prohibit the operation of

入出力ポート107は、送受信装置等の第2の外部装置110との通信を行うためのポートとして使用され、第2の外部装置110がシリアル通信を必要とした場合は、UART等のシリアル通信ポートが利用できる。応用プログラムの実行により、処理ユニット101から入出力ポート107を制御することができ、第2の外部装置110とのデータ通信を行い、そのデータ通信の結果であるデータを第2RAM105に格納することが可能である。   The input / output port 107 is used as a port for performing communication with the second external device 110 such as a transmission / reception device. When the second external device 110 requires serial communication, a serial communication port such as UART is used. Is available. By executing the application program, it is possible to control the input / output port 107 from the processing unit 101, perform data communication with the second external device 110, and store data as a result of the data communication in the second RAM 105. Is possible.

図2に、製造時における応用プログラムの書き込み処理手順を示す。当該書き込み処理は、製造時ハードウェアテストの最終工程に組み込まれることが望ましい。本書き込み処理手順に沿って、本発明システム100の動作を説明することで、本発明システム100内の各機能ブロック101〜103の機能及び動作がより一層明確となる。   FIG. 2 shows a procedure for writing an application program at the time of manufacture. The writing process is preferably incorporated into the final process of the hardware test at the time of manufacture. By describing the operation of the system 100 of the present invention along the write processing procedure, the functions and operations of the respective functional blocks 101 to 103 in the system 100 of the present invention will become clearer.

図2に示す処理手順では、応用プログラムを第1RAM104に格納するための初期設定モード(ステップS11〜S16)から、応用プログラムの格納が終了して本発明システム100を待機状態に移す待機モード(ステップS17)までの説明を行う。   In the processing procedure shown in FIG. 2, from the initial setting mode (steps S11 to S16) for storing the application program in the first RAM 104, the standby mode (step S11 to S16) is completed and the system 100 of the present invention is shifted to the standby state. The description up to S17) will be made.

ステップS11において、第1の外部装置109からクロック端子を介してクロックを供給する。次に、TEST端子を“H”(高レベル)に設定することで、テストモードに入る。このとき、入力専用ポート106は活性化されている。   In step S11, a clock is supplied from the first external device 109 via a clock terminal. Next, the test mode is entered by setting the TEST terminal to “H” (high level). At this time, the input-only port 106 is activated.

ステップS12において、本発明システム100はテストモードにおける所定のテストを実施する。これらは一般的ハードウェアテストと同等であり、処理ユニット101、ROM102、RAMブロック103、入力専用ポート106、入出力ポート107の各機能ブロックのテストをセルフテストによって実施している。テストの詳細については本願の目的とは直接関係しないので、ここでは説明を省略する。   In step S12, the system 100 of the present invention performs a predetermined test in the test mode. These are equivalent to a general hardware test, and the functional blocks of the processing unit 101, the ROM 102, the RAM block 103, the input dedicated port 106, and the input / output port 107 are tested by a self test. Since the details of the test are not directly related to the purpose of the present application, the description is omitted here.

ステップS13において、汎用テスタ等の第1の外部装置109から応用プログラムの転送開始を示すコマンドが送信される。処理ユニット101は、入力専用ポート106を通してこのコマンドを受信すると、ROM102に格納されている第1処理プログラムの実行を開始し、転送される応用プログラムを第1RAM104上に格納するための受信準備をする。   In step S13, a command indicating the start of application program transfer is transmitted from the first external device 109 such as a general-purpose tester. When the processing unit 101 receives this command through the input-only port 106, the processing unit 101 starts executing the first processing program stored in the ROM 102 and prepares to receive the application program to be transferred stored in the first RAM 104. .

ステップS14において、汎用テスタ等の第1の外部装置109から、応用プログラムのデータがUARTのフォーマットに従い、順次シリアルに送信され入力専用ポート106内のレジスタ(内部バッファ)に一旦保存される。ROM102の第1処理プログラムによって、レジスタ内に保存された応用プログラムのデータは、順次第1RAM104の所定アドレスに書き込まれていく。応用プログラムの書き込みが終了すると、ROM102の第1処理プログラムは、以下のステップS15、S16、S17を実行する。   In step S14, the application program data is sequentially transmitted from the first external device 109 such as a general-purpose tester in accordance with the UART format and is temporarily stored in a register (internal buffer) in the input-only port 106. The application program data stored in the register by the first processing program in the ROM 102 is sequentially written to a predetermined address in the first RAM 104. When the writing of the application program is completed, the first processing program in the ROM 102 executes the following steps S15, S16, and S17.

ステップS15において、入力専用ポート106の動作を禁止する。入力専用ポート106は処理ユニット101からのレジスタ制御により、非活性化する。   In step S15, the operation of the input-only port 106 is prohibited. The input-only port 106 is deactivated by register control from the processing unit 101.

ステップS16において、第1RAM104への書き込み機能を禁止する。この時点で、第1RAM104は読み出し専用メモリとなる。   In step S16, the writing function to the first RAM 104 is prohibited. At this point, the first RAM 104 becomes a read-only memory.

ステップS17において、本発明システム100を待機モードとする。   In step S17, the system 100 of the present invention is set to the standby mode.

ステップS18において、TEST端子=“L”(低レベル)とすることで、本発明システム100をテストモードから開放して、通常の動作モードに入る。   In step S18, by setting the TEST terminal = “L” (low level), the system 100 of the present invention is released from the test mode and enters the normal operation mode.

次に、本発明システム100で構成される電子機器(製品)のリジェクト処理について説明する。   Next, a rejection process of an electronic device (product) configured by the system 100 of the present invention will be described.

図4に、本発明システム100における消費電力モデルを記載する。この消費電力モデルでは、P1を初期設定モードにおける消費電力量、P2を待機(HALT)モードにおける消費電力量、P3を本発明システム100の1回の動作にかかる消費電力量、と夫々定義している。   FIG. 4 shows a power consumption model in the system 100 of the present invention. In this power consumption model, P1 is defined as the power consumption amount in the initial setting mode, P2 is defined as the power consumption amount in the standby (HALT) mode, and P3 is defined as the power consumption amount for one operation of the system 100 of the present invention. Yes.

本発明システム100が、ライフサイクル期間中に消費する総消費電力量Pは、下記の数1で表すことができる。尚、数1中のNが本発明システム100の総動作回数(ライフサイクル)を表している。 The total power consumption PT consumed by the system 100 of the present invention during the life cycle period can be expressed by the following formula 1. Note that N in Equation 1 represents the total number of operations (life cycle) of the system 100 of the present invention.

(数1)
=P1+P2×N+P3×N
(Equation 1)
P T = P1 + P2 × N + P3 × N

ここで、初期設定モードにおける消費電力量P1、及び、本発明システム100の1回の動作にかかる消費電力量P3は、製品の評価等を通じて実使用状況に依存して決定され得る。   Here, the power consumption amount P1 in the initial setting mode and the power consumption amount P3 required for one operation of the system 100 of the present invention can be determined depending on the actual use situation through product evaluation or the like.

待機(HALT)モードにおける消費電力量P2は、今日の低消費型マイクロコンピュータでは、電池108の電流容量(Ah)から換算される電力容量(Wh)に対して十分に小さく、更に、RAMブロック103にスタティック型のランダムアクセスメモリを用いた場合、待機モードではリーク電流しか電力消費に寄与しないので、実質的にP2=0として扱える。   The power consumption P2 in the standby (HALT) mode is sufficiently small with respect to the power capacity (Wh) converted from the current capacity (Ah) of the battery 108 in today's low-consumption microcomputer. When a static random access memory is used, only the leakage current contributes to power consumption in the standby mode, so that it can be handled as P2 = 0 substantially.

以上より、数1で与えられるライフサイクル期間中に消費する総消費電力量Pが、電池108の初期電力容量Pに等しくなると、ライフサイクル期間が終了するので、本発明システム100のライフサイクルNが、下記の数2で与えられる。 From the above, when the total power consumption PT consumed during the life cycle period given by Equation 1 becomes equal to the initial power capacity P B of the battery 108, the life cycle period ends. N is given by Equation 2 below.

(数2)
N=(P−P1)/P3
(Equation 2)
N = (P B −P1) / P3

従って、ライフサイクルNは、電池108の許容電流容量及び本発明システム100の消費電力量P1,P3の評価等から実使用状況に依存して決定され得る。本処理は、ROM102に格納されている固定プログラムの一部をなす第2の処理プログラムに、応用プログラムが使用された回数nを計数するプログラムを組み込んでおき、回数nがライフサイクルNに等しくなるか、或いは、大きくなった場合に、ライフサイクル期間の終了判定をして、第1RAM104と第2RAM105に夫々格納されている応用プログラムと実行の結果であるデータを消去する消去プログラムを実行させる。   Therefore, the life cycle N can be determined depending on the actual use situation from the evaluation of the allowable current capacity of the battery 108 and the power consumption amounts P1 and P3 of the system 100 of the present invention. In this processing, a program for counting the number n of times the application program has been used is incorporated in the second processing program that forms part of the fixed program stored in the ROM 102, and the number n is equal to the life cycle N. Alternatively, when it becomes larger, the end of the life cycle period is determined, and an application program stored in the first RAM 104 and the second RAM 105 and an erase program for erasing data as a result of the execution are executed.

図3に、ライフサイクルNを決定し、応用プログラム及び実行の結果であるデータを消去する処理手順を示す。   FIG. 3 shows a processing procedure for determining the life cycle N and erasing the application program and the data that is the result of the execution.

ステップS21において、第2の外部装置110に接続されることで応用プログラムが実行される。   In step S21, the application program is executed by being connected to the second external device 110.

ステップS22において、第1RAM104に格納された応用プログラムの仕様に応じたプログラムが実行される。   In step S22, a program corresponding to the specification of the application program stored in the first RAM 104 is executed.

ステップS23において、応用プログラムが終了した時、処理ユニット101の制御を第1RAM104からROM102へ移して第2処理プログラムを実行する。   In step S23, when the application program ends, the control of the processing unit 101 is transferred from the first RAM 104 to the ROM 102, and the second processing program is executed.

ステップS24において、使用回数nをカウントする。カウント数は処理ユニット101内のレジスタに格納され、使用される毎にカウントアップされる。   In step S24, the number of uses n is counted. The count number is stored in a register in the processing unit 101 and is counted up each time it is used.

ステップS25において、事前に決定され、応用プログラムに記録されているライフサイクル数Nと、カウントされた使用回数nを比較する。使用回数n値がライフサイクル数N以下であれば、ステップS27において処理ユニット101の制御をROM102から第1RAM104へ戻して、待機モード(HALT)状態とし、次の第2の外部装置110からの要求を待つ。使用回数nがライフサイクル数Nよりも大きければ、ステップS26において、リセット信号を用いてRAMブロック103(第1RAM104と第2RAM105を含む)の消去を行う。   In step S25, the life cycle number N determined in advance and recorded in the application program is compared with the counted number n of use. If the use count n value is less than or equal to the life cycle number N, the control of the processing unit 101 is returned from the ROM 102 to the first RAM 104 in step S27 to enter the standby mode (HALT) state, and the next request from the second external device 110 Wait for. If the use count n is larger than the life cycle number N, the RAM block 103 (including the first RAM 104 and the second RAM 105) is erased using a reset signal in step S26.

以上のようにして、製品廃棄の前にRAMブロック103内のデータを消去することで、リジェクト処理が行え、セキュリティを確保することができる。   As described above, by erasing the data in the RAM block 103 before discarding the product, a rejection process can be performed and security can be ensured.

〈第2実施形態〉
次に、本発明システムの第2実施形態について説明する。第2実施形態では、本発明システムは無線タグに適用されている。また、本発明システムを無線タグに利用した場合の有効性について併せて説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the system of the present invention will be described. In the second embodiment, the system of the present invention is applied to a wireless tag. Further, the effectiveness when the system of the present invention is used for a wireless tag will be described together.

無線タグは荷札等に使用されており、例えば、名前、住所、性別等の個人情報が記録されている。また、荷物の運搬経路の記録、例えば、運搬時刻、運搬経路、運搬手段が記録されている。これらの情報(機密データ)は、手持ちまたは据置き型リーダライタ装置(図1の第2の外部装置110に相当)と無線タグ間で送受信される。荷物に取り付けられた無線タグとリーダライタ装置は、近接させることが困難であるために、通信距離は長いことが好ましい。また、無線タグにおいては、セキュリティが重要で、無線タグのメモリ(図1の第2RAM105に相当)に記録された個人情報の管理、運搬経路の改竄等や、無線タグのメモリ(図1の第1RAM104に相当)に書き込まれている応用プログラムの保護が必要である。   The wireless tag is used for a tag or the like, and for example, personal information such as name, address, and gender is recorded. In addition, a record of the transportation route of the luggage, for example, a transportation time, a transportation route, and transportation means are recorded. Such information (confidential data) is transmitted and received between the handheld or stationary reader / writer device (corresponding to the second external device 110 in FIG. 1) and the wireless tag. Since it is difficult to bring the wireless tag attached to the luggage and the reader / writer device close to each other, it is preferable that the communication distance is long. In addition, security is important in the wireless tag, and management of personal information recorded in the wireless tag memory (corresponding to the second RAM 105 in FIG. 1), falsification of the transportation route, etc., and wireless tag memory (in FIG. It is necessary to protect the application program written in 1 RAM 104).

図5に、無線タグに好適な第2実施形態における本発明システム500の概略構成を示す。尚、図5において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明する。   FIG. 5 shows a schematic configuration of a system 500 of the present invention in a second embodiment suitable for a wireless tag. In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are described with the same reference numerals.

第2実施形態では、図1に示す第1実施形態における入出力ポート107に代えて、変調回路501、復調回路502、通信回路503、RFアンテナ504からなる、例えばASK振幅変調を利用した無線通信による入出力ポート507を備えている。ここで、本発明システム500が、第1実施形態と同様に、電池108を内蔵していることから、入出力ポート507には、電磁誘導による電力給電のための電源回路を設ける必要がない。   In the second embodiment, instead of the input / output port 107 in the first embodiment shown in FIG. 1, a wireless communication using, for example, ASK amplitude modulation, which includes a modulation circuit 501, a demodulation circuit 502, a communication circuit 503, and an RF antenna 504. I / O port 507 is provided. Here, since the system 500 of the present invention incorporates the battery 108 as in the first embodiment, it is not necessary to provide a power supply circuit for power supply by electromagnetic induction at the input / output port 507.

図5に示すように、本発明システム500は、機能ブロックとして、本発明システム500を制御するCPU等の処理ユニット101と、処理ユニット101上で実行されるシステム制御用の固定プログラムを格納するROM102と、処理ユニット101上で実行される応用プログラム及びデータを格納するRAMブロック103を備えて構成される。従って、ROM102に格納された固定プログラムによって、処理ユニット101がシステム制御用に制御され、RAMブロック103に格納された応用プログラムによって、処理ユニット101が特定用途のために制御されるように構成されている。   As shown in FIG. 5, the system 500 of the present invention includes, as functional blocks, a processing unit 101 such as a CPU that controls the system 500 of the present invention, and a ROM 102 that stores a fixed program for system control executed on the processing unit 101. And a RAM block 103 for storing application programs and data to be executed on the processing unit 101. Accordingly, the processing unit 101 is controlled for system control by a fixed program stored in the ROM 102, and the processing unit 101 is controlled for a specific application by an application program stored in the RAM block 103. Yes.

また、RAMブロック103は、応用プログラムを格納する第1RAM104と、応用プログラムの処理結果のデータを格納するための第2RAM105に分割されている。第1RAM104においては、書き込みを禁止する機能を持ち、内蔵された電池108から定常的に電流を供給することで、機能的に読み出し専用メモリとして動作させることが可能である。また、RAMブロック103に接続されたリセット信号により、記憶内容を消去することが可能である。   The RAM block 103 is divided into a first RAM 104 that stores application programs and a second RAM 105 that stores data of processing results of the application programs. The first RAM 104 has a function of prohibiting writing, and can be functionally operated as a read-only memory by constantly supplying current from the built-in battery 108. Further, the stored content can be erased by a reset signal connected to the RAM block 103.

入力専用ポート106は、製造時に汎用テスタ等を用いて応用プログラムを第1RAM104に書き込むためのインターフェイスで、受信機能のみを備えたUART等のシリアル通信ポートである。   The input-only port 106 is an interface for writing an application program to the first RAM 104 using a general-purpose tester or the like at the time of manufacture, and is a serial communication port such as UART having only a reception function.

本発明システム500の電源電圧は、電池108から供給されている。電池108からの電力は、RAMブロック103を含む本発明システム500に定常的に供給されている。これにより製造時に書き込んだ応用プログラムが消去されることがない。また、電磁誘導による電力供給を受けないので、通信距離はデータ通信のための電波の届く範囲まで可能となる。これにより荷物に取り付けられた無線タグとリーダライタ装置(第2の外部装置110)の通信距離を確保することが可能となる。   The power supply voltage of the system 500 of the present invention is supplied from the battery 108. The electric power from the battery 108 is constantly supplied to the system 500 of the present invention including the RAM block 103. Thereby, the application program written at the time of manufacture is not erased. In addition, since the power supply by electromagnetic induction is not received, the communication distance can be as long as the radio waves for data communication reach. Accordingly, it is possible to secure a communication distance between the wireless tag attached to the luggage and the reader / writer device (second external device 110).

通信データを送信する際には、処理ユニット101により通信回路503にデータを設定する。送信データは変調回路501にて負荷変調されてアンテナ609から出力される。通信データをRFアンテナ504から受信する場合は、復調回路502の復調動作により、通信波形の振幅を検出して通信データを復調している。2値の割り当ては、図7に示すように、ASK振幅変調の変調度10%の場合において、振幅が100%であれば“1”を90%であれば“0”を割り当てる。復調されたデータは通信回路503で受信された後、第1RAM104に記憶された応用プログラムの制御を受けた処理ユニット101により、RAMブロック103の第2RAM105に転送され記憶される。以上の変復調方式はISO14443規格に準拠している。   When transmitting communication data, the processing unit 101 sets data in the communication circuit 503. The transmission data is load-modulated by the modulation circuit 501 and output from the antenna 609. When receiving communication data from the RF antenna 504, the communication data is demodulated by detecting the amplitude of the communication waveform by the demodulation operation of the demodulation circuit 502. As shown in FIG. 7, in the case of binary assignment, “1” is assigned if the amplitude is 100%, and “0” is assigned if the amplitude is 90%. The demodulated data is received by the communication circuit 503 and then transferred and stored in the second RAM 105 of the RAM block 103 by the processing unit 101 under the control of the application program stored in the first RAM 104. The above modulation / demodulation method is based on the ISO 14443 standard.

第2RAM105への書き込みは、不揮発性メモリの書き込みに比べて消費する電力が少ないため、電圧の安定化が得られて、よりシステムが安定化する。RAMブロック103がスタティック型のランダムアクセスメモリである場合は、書き込み、消去時に大きな消費電力を必要とすることなく、待機時においてはリーク電流しか発生しないために、待機時における消費電流を実質的に“0”とすることができる。このことにより、システムのライフサイクルを容易に把握し、リジェクト処理を行うことができる。   Since writing to the second RAM 105 consumes less power than writing to the nonvolatile memory, voltage stabilization is achieved and the system is further stabilized. When the RAM block 103 is a static random access memory, a large amount of power is not consumed at the time of writing and erasing, and only a leakage current is generated at the time of standby. It can be set to “0”. As a result, the life cycle of the system can be easily grasped and the rejection process can be performed.

図8に、無線タグのライフサイクル期間中の発生事象に基づく区分を示す。製造からリジェクト処理までの期間を、製造(T1)、出荷(T2)、運用(T3)、リジェクト処理(T4)の4つの段階に分けている。   FIG. 8 shows a classification based on events that occur during the life cycle of the wireless tag. The period from manufacture to reject processing is divided into four stages of manufacture (T1), shipment (T2), operation (T3), and reject processing (T4).

製造段階(T1)では、製造後のハードウェアテスト、及び、応用プログラムの書き込みが行われる。この処理は、図3に示すステップS11からステップS18までの処理により、応用プログラムの書き込みが行える。また、応用プログラムが書き込まれた後は、入力専用ポート106の動作を禁止することで、セキュリティの向上を図り、更には、第1RAM104の書き込みを禁止することで、応用プログラムの保護を確実にできる。   In the manufacturing stage (T1), a hardware test after manufacturing and writing of an application program are performed. In this process, the application program can be written by the processes from step S11 to step S18 shown in FIG. Further, after the application program is written, the operation of the input-only port 106 is prohibited to improve the security, and further, the application program can be surely protected by prohibiting the writing to the first RAM 104. .

出荷段階(T2)では、電池が封止されたおりに、本発明システム500には定常的に電力が供給されている。   In the shipping stage (T2), the battery is sealed, and power is constantly supplied to the system 500 of the present invention.

運用段階(T3)では、無線タグの使用回数は、運搬経路におけるリーダライタ装置からの書き込み回数から決定する。書き込み回数は、運搬経路においてリーダライタ装置の設置箇所で決定する。   In the operation stage (T3), the number of times the wireless tag is used is determined from the number of times of writing from the reader / writer device in the transport route. The number of times of writing is determined at the installation location of the reader / writer device in the transport route.

リジェクト処理段階(T4)では、運搬が完了した時点で、リジェクト処理を行う。リジェクト処理は、図3に示した処理手順で実行できる。運搬が完了した時点で、書き込み回数を越えた場合に、応用プログラム及び機密データの消去が行えるために、セキュリティの確保が図られている。   In the reject processing stage (T4), when the transportation is completed, the reject processing is performed. The reject process can be executed by the processing procedure shown in FIG. Since the application program and confidential data can be erased when the number of writes exceeds the number of times when the transportation is completed, security is ensured.

本発明に係るマイクロコンピュータシステムの基本的な構成を概略的に示すブロック図1 is a block diagram schematically showing a basic configuration of a microcomputer system according to the present invention. 本発明に係るマイクロコンピュータシステムの製造時における応用プログラムの書き込み処理手順を示すフローチャート6 is a flowchart showing a procedure for writing an application program when manufacturing the microcomputer system according to the present invention. 本発明に係るマイクロコンピュータシステムにおけるライフサイクル期間の終了時期を判定し、RAMブロックの記憶データを消去する処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence which determines the end time of the life cycle period in the microcomputer system based on this invention, and erase | eliminates the memory data of RAM block 本発明に係るマイクロコンピュータシステムにおける消費電力モデルと消費電力の時間的推移を示す図The figure which shows the time transition of the power consumption model and power consumption in the microcomputer system which concerns on this invention 本発明に係るマイクロコンピュータシステムを無線タグに適用した場合の構成を概略的に示すブロック図The block diagram which shows schematically the structure at the time of applying the microcomputer system which concerns on this invention to a wireless tag 従来の無線タグの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a conventional wireless tag 無線タグで使用されるASK変調通信波形を示す波形図Waveform diagram showing ASK modulation communication waveform used in wireless tag 本発明に係るマイクロコンピュータシステムを無線タグに適用した場合のライフサイクルを説明する図The figure explaining the life cycle at the time of applying the microcomputer system concerning this invention to a wireless tag

符号の説明Explanation of symbols

100 本発明に係るマイクロコンピュータシステム
101 処理ユニット
102 ROM
103 RAMブロック
104 第1RAM
105 第2RAM
106 入力専用ポート
107 入出力ポート
108 電池
109 第1の外部装置
110 第2の外部装置
111 データバス
112 制御レジスタ
500 無線タグ(本発明に係るマイクロコンピュータシステム)
501 変調回路
502 復調回路
503 通信回路
504 RFアンテナ
507 入出力ポート
601 CPU
602 不揮発性メモリ
603 変調回路
604 復調回路
605 電源回路
606 無線周波数(RF)回路
607 半導体装置
608 I/O部
609 RFアンテナ
610 無線タグ部
100 Microcomputer System 101 Processing Unit 102 ROM According to the Present Invention
103 RAM block 104 First RAM
105 Second RAM
106 Input Dedicated Port 107 Input / Output Port 108 Battery 109 First External Device 110 Second External Device 111 Data Bus 112 Control Register 500 Wireless Tag (Microcomputer System According to the Present Invention)
501 Modulation circuit 502 Demodulation circuit 503 Communication circuit 504 RF antenna 507 Input / output port 601 CPU
602 Nonvolatile memory 603 Modulation circuit 604 Demodulation circuit 605 Power supply circuit 606 Radio frequency (RF) circuit 607 Semiconductor device
608 I / O unit 609 RF antenna 610 Wireless tag unit

Claims (9)

システム制御を行う処理ユニットと、
プログラム及びデータを格納するRAMブロックと、
システム制御用の固定プログラムを格納するROMと、
前記RAMブロックに格納する応用プログラムを取り込むための入力専用ポートと、
外部装置との間でデータと制御信号を送受信するための入出力ポートと、
少なくとも前記処理ユニットと前記RAMブロックと前記ROMに電源供給するための内蔵電池と、を備えてなり、
前記処理ユニットは、前記応用プログラムを取り込んだ後に、前記入力専用ポートの動作を禁止することを特徴とするマイクロコンピュータシステム。
A processing unit for system control;
A RAM block for storing programs and data;
ROM for storing fixed programs for system control;
An input-only port for capturing an application program stored in the RAM block;
An input / output port for transmitting and receiving data and control signals to and from an external device;
At least the processing unit, the RAM block, and a built-in battery for supplying power to the ROM,
The microcomputer system, wherein the processing unit prohibits the operation of the input-only port after taking in the application program.
前記処理ユニットは、前記応用プログラムを取り込んだ後に、更に、前記RAMブロックの少なくとも前記応用プログラムを格納した記憶領域を書き込み禁止状態にすることを特徴とする請求項1に記載のマイクロコンピュータシステム。   2. The microcomputer system according to claim 1, wherein the processing unit further sets at least a storage area storing the application program in the RAM block to a write-inhibited state after taking in the application program. 前記RAMブロックが少なくとも第1RAMと第2RAMを備えて構成され、
前記処理ユニットは、第1の外部装置の要求に応じて、前記固定プログラムの一部をなす第1処理プログラムを実行して、前記応用プログラムを、前記入力専用ポートを経由して取り込み前記第1RAMに格納した後、前記入力専用ポートの動作と前記第1RAMへの書き込み動作を禁止し、
前記第1RAMは、前記書き込み動作が禁止された後、読み出し専用のプログラムメモリとして動作し、
前記処理ユニットは、第2の外部装置の要求に応じて、前記第1RAMに格納された前記応用プログラムを実行し、当該実行により生成されたデータを前記第2RAMに記憶することを特徴とする請求項1に記載のマイクロコンピュータシステム。
The RAM block includes at least a first RAM and a second RAM,
The processing unit executes a first processing program forming a part of the fixed program in response to a request from the first external device, and takes in the application program via the input-only port. , The operation of the input-only port and the write operation to the first RAM are prohibited,
The first RAM operates as a read-only program memory after the write operation is prohibited,
The processing unit executes the application program stored in the first RAM in response to a request from a second external device, and stores data generated by the execution in the second RAM. Item 2. The microcomputer system according to Item 1.
前記処理ユニットは、前記固定プログラムの一部をなす第2処理プログラムを実行して、前記応用プログラムの使用回数が、前記使用回数から決定されるシステム全体の累積消費電力量と前記内蔵電池の電力容量から導出されるライフサイクルに達する直前または直後に、前記第1RAMと前記第2RAMに記憶されたプログラム及びデータをハードウェア的手段により強制的にリセットすることを特徴とする請求項3に記載のマイクロコンピュータシステム。   The processing unit executes a second processing program that forms part of the fixed program, and the number of uses of the application program is determined from the number of uses. 4. The program and data stored in the first RAM and the second RAM are forcibly reset by hardware means immediately before or after the life cycle derived from the capacity is reached. Microcomputer system. 前記処理ユニット、前記RAMブロック、前記ROM、前記入力専用ポート、及び、前記入出力ポートを、単一の半導体基板上に形成してなることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のマイクロコンピュータシステム。   5. The processing unit, the RAM block, the ROM, the input-only port, and the input / output port are formed on a single semiconductor substrate. A microcomputer system according to 1. 前記RAMブロックはスタティック型のランダムアクセスメモリからなることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のマイクロコンピュータシステム。   6. The microcomputer system according to claim 1, wherein the RAM block includes a static random access memory. 前記入出力ポートが、前記外部装置との間でデータと制御信号を無線で送受信可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のマイクロコンピュータシステム。   The microcomputer system according to claim 1, wherein the input / output port is configured to be able to wirelessly transmit and receive data and control signals to and from the external device. 請求項1〜7の何れか1項に記載のマイクロコンピュータシステムにおける前記処理ユニット、前記RAMブロック、前記ROM、前記入力専用ポート、及び、前記入出力ポートを、単一の半導体基板上に形成してなることを特徴とする半導体装置。   The processing unit, the RAM block, the ROM, the input-only port, and the input / output port in the microcomputer system according to claim 1 are formed on a single semiconductor substrate. A semiconductor device characterized by comprising: 請求項7に記載のマイクロコンピュータシステムを備えてなることを特徴とする無線タグ。   A wireless tag comprising the microcomputer system according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010102491A (en) * 2008-10-23 2010-05-06 Denso Corp Microcomputer chip
JP2011018431A (en) * 2009-05-11 2011-01-27 Kerry Dean Tedrow Dedicated interface to factory program phase-change memories

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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