JP2007155659A

JP2007155659A - モード設定回路

Info

Publication number: JP2007155659A
Application number: JP2005354853A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imamura; 勝幸今村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】従来のマイコンでは、テスト時にモード変更をする際にモード移行専用のピンを複数準備する必要があり、ユーザ使用時には常時固定される不要なピンとなってしまう。従来のモード端子を使用しないモード決定方法では、ユーザに特定の動作を禁止する必要がある。
【解決手段】ユーザ保証電位を超える電圧を検知する電源検知回路105を備え、マイコンの電源電圧を上昇させて、電源検知回路105が動作しているときにテストモード移行の手続きを行うことで、ユーザに特に規定を設けることなくモード専用ピンの削減を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイコンなどのモード設定回路に関するものである。

マイコン（マイクロコンピュータ）は、通常使用するユーザ用のモードの他に検査用の複数のテストモードを有する。テストモードに移行する場合は、複数のモード移行専用の端子を準備する必要があるが、これらの端子はユーザにしてみると不要な端子であり、さらにパッケージの増大を招き、コストが上がってしまう。テストモード移行に専用の端子を使用しない従来の例として以下のものがある（特許文献１参照）。

図１３は従来のマイコンのモード設定回路の構成を示す図である。図１１において、1301は、クロック信号とリセット信号を入力とする計数手段であって、1302は計数手段1301の出力信号と、リセット信号を入力とするテストモード信号発生手段である。

通常時には、リセット信号はマイコンの初期値クリアに使用されるが、テスト時にはリセット信号を初期値クリアの長さと異なる長さの信号としてマイコンに入力することにより、計数手段1301によってクロック何回分のリセット信号が入っているかをカウントし、カウント値がある値以上になった時にテストモード信号発生手段1302により、テストモード信号が出力され、マイコンはテストモードに移行する。
特公平６−３４２４２公報（第１−２頁第１図）

従来の発明によれば、テストモード移行専用の端子は必要ないものの、ユーザが使用するリセット端子およびクロック端子に制約を与えるものであり、実際に使用する際には、リセット信号のパルス幅の規定を守るために実ボード上で余計な設計、検査の工数が発生してしまう。

したがって、本発明の目的は、テストモード移行専用の端子が不要で、しかもユーザが使用している端子に制約を与えないモード設定回路を提供することである。

本発明のモード設定回路は、特定のテストモードを指定する外部入力情報よりモード情報を抽出するモードデコーダと、複数のモード情報に対応する複数のテストモードを予め設定し前記モードデコーダの出力をうけて特定の前記テストモードを決定するモード決定回路と、前記モード決定回路の決定した前記テストモードの信号を保持しモード確定信号が入力されると前記テストモードを確定するモード確定回路と、前記モード確定信号を出力するモード確定信号出力回路とを備えたものである。

上記構成において、モード確定信号出力回路は、ユーザが使用する動作保証電圧よりも高い電圧値を検知する電圧検知回路である。

上記構成において、外部入力情報は汎用端子からのパルス入力であり、モードデコーダは前記パルス入力のパルス数をカウントするパルスカウンタで構成され、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記パルスカウンタのオンオフの制御を行い、モード決定回路は複数のパルスカウントデータに対応する複数のテストモードを予め設定し、前記パルスカウンタの出力する前記パルスカウントデータよりモード決定するものである。

上記構成において、外部入力情報は汎用端子からのパルス入力であり、モードデコーダは前記パルス入力の周波数を検知する周波数検知回路で構成され、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記周波数検知回路のオンオフの制御を行い、モード決定回路は複数のデコードデータに対応する複数のテストモードを予め設定し、前記周波数検知回路の出力するデコードデータによりモード決定するものである。

上記構成において、外部入力情報は汎用端子からの入力電圧値であり、モードデコーダは異なる電圧値を検知する複数の電圧検知回路を備え、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記電圧検知回路のオンオフの制御を行い、モード決定回路は前記複数の電圧検知回路の出力のレベルの複数の状態に対応する複数のテストモードを予め設定し、前記複数の電圧検知回路の出力のレベルの状態に応じてモード決定するものである。

上記構成において、外部入力情報は汎用端子からの入力電圧値であり、モードデコーダは異なるスイッチング特性をもつ複数の入力バッファを備え、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記入力バッファのオンオフの制御を行い、モード決定回路は前記複数の入力バッファのスイッチングレベルの複数の状態に対応する複数のテストモードを予め設定し、前記入力電圧による前記複数の入力バッファのスイッチングレベルの状態に応じてモード決定するものである。

上記構成において、外部入力情報は汎用端子からの入力電圧値であり、モードデコーダは前記入力電圧値をA/D変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコンバータを制御するA/D制御回路とを備え、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記A/D制御回路のオンオフの制御を行い、モード決定回路は複数のA/D変換データに対応する複数のテストモードを予め設定し、前記入力電圧による前記A/DコンバータのA/D変換データに応じてモード決定するものである。

本発明のモード設定回路によれば、テストモードの設定において、外部入力情報から抽出するモード情報よりテストモードを決定するとともに、モード確定信号出力回路からのモード確定信号によりテストモードを確定するため、テストモード移行専用の端子が不要で、しかもユーザが使用している端子に制約を与えない。

例えば、モード確定信号出力回路によりマイコンの動作電圧を検知することでモードを設定するため、テストモード移行専用の端子を必要としない。また、ユーザが使用する動作保証電圧よりも高い電圧にしている時だけモード変更を受けつけるため、ユーザが使用している端子に全く制約を与える必要がない。

図１は、本発明のマイコン内部のモード設定回路のブロック図である。すなわちマイコンのモード設定回路101は、マイコン内部に取り込んだ外部信号からモード変更に必要なデータを抽出するモードデコーダ102と、モードデコーダ102の出力信号より、マイコンの各テストモードを決定するモード決定回路103と、モード決定回路103により決定したテストモード信号を、モード確定信号を入力して確定させるモード確定回路104と、モード確定回路104に出力するモード確定信号を生成するモード確定信号出力回路にて構成される。

モード確定信号出力回路は例えば動作電圧を検知する電圧検知回路例えば電源検知回路105であり、ユーザの動作保証電圧が例えば4.5V〜5.5Vであるとすると、電源検知回路105はユーザの動作保証電圧よりも高い例えば6.0Vを検知するものとする。

図２は、モードデコーダ102の第１の実施形態である。モードデコーダ102はパルスカウンタ201で構成され、外部入力情報を入力する汎用端子202から入力されたパルスの数をカウントする。パルスカウンタ201の動作の許可およびカウンタ値のリセットは、電源検知回路105の出力によって行う。

図３は、本モード設定回路の第1の実施形態の通常時の動作のタイミングチャートである。図３のように通常時には、マイコンの電源電圧301は動作保証電圧内(4.5V〜5.5V)で電源を立ち上げる。この時、電源検知回路105は検知電圧よりも低い電圧なので、検知回路出力302のようにＬレベル出力を続ける。モード確定信号が変化しないため、マイコンはユーザモードとなり、汎用端子202から外部入力303のようにパルスを入力したとしても、パルスカウンタ201はカウント３０４を開始せず、モード305が変化することはない。

図４は、本モード設定回路の第1の実施形態のテスト時の動作のタイミングチャートである。図４の動作電圧401のようにテスト時には、マイコンは電源電圧を6.5Vまで上昇させる。このときマイコンは動作保証電圧範囲ではないが、正常に動作する電圧値であるとする。電源電圧を6.5Vに上昇させると、6.0Vの時点で電源検知回路105は電圧を検知しモード確定信号である検知回路出力402がＨレベル出力を始める。モード確定信号がＨレベルになると、これを受けてパルスカウンタ201はカウンタ値をリセットし、汎用端子202からの外部入力403のパルスをカウントし始める。このように汎用端子202から外部入力403のようにパルスを入力していくと、モード確定信号がＨレベルを出力している間はパルスカウンタ201はカウント404を続ける。ここでモード決定回路を一部に構成する本マイコンは、図３および図４に示すようにテストモードとしてテストモード1、テストモード2、テストモード3を有しているものとし、パルスカウンタ201のパルス数が1ならばテストモード1、パルス数が2ならばテストモード2、パルス数が3ならばテストモード3に移行するものとする。例えばテストモード3を設定する場合、モード確定信号がＨレベルになってからパルスカウンタ201に3つのパルスを入力した後、マイコンの電源電圧を動作保証電圧範囲まで下げていくと、6.0V以下になった時点Ｔ１で電源検知回路105は電圧を検知しモード確定信号はＬレベル出力を始める。モード確定信号がＬレベルになると、パルスカウンタ201はカウンタ値を確定させる。またモード確定信号はモード確定回路104に入力され、カウンタ値は3であるので、モード決定回路103で決定されたテストモード3が確定する。このようにしてテストモードのいずれかが確定されるが、テストモードのいずれかが確定したとき、例えばテストモード3が確定した時には、モード405に示すようにユーザモードはＬになり、マイコンはテストモード3で起動する。

以上の第１の実施形態により、マイコンはモード移行専用端子をもつことなく、さらにユーザに仕様の制限を与えることなくテストモードに移行することができる。

図５は、第１の実施の形態において、モードデコーダ102に関する第2の実施形態である。モードデコーダ102は周波数カウンタ501で構成され、汎用端子202から入力されたパルスの周波数を計測する。周波数カウンタ501の動作の許可は、モード確定信号出力回路すなわち電源検知回路105の出力によって行う。

図６は、本モード設定回路の第2の実施形態のテスト時の動作のタイミングチャートである。動作電圧601のようにテスト時には、マイコンは電源電圧を6.5Vまで上昇させる。このときマイコンは動作保証電圧範囲ではないが、正常に動作する電圧値であるとする。電源電圧を6.5Vに上昇させると、6.0Vの時点でモード確定信号出力回路105は検知回路出力602のように電圧を検知しモード確定信号はＨレベル出力を始める。モード確定信号がＨレベルになると、周波数カウンタ501は、サンプリング許可信号603をＨレベル出力する。サンプリング許可信号603のＨ出力の期間は一定であり、サンプリング許可信号603がＨ出力の区間内に汎用端子202からの外部入力604のパルス数をカウントし、カウントしたパルス数605をデコードすることにより周波数を求め、計測された周波数によりモード変更する。

例えばサンプリング許可信号603のＨ出力の期間が１μsとし、その区間にカウントされた汎用端子202からの入力パルス数605が5であったとすると、周波数は1/200ns=5MHzと認識する。ここでモード決定回路103を一部に構成する本マイコンは、テストモードとしてテストモード1、テストモード2、テストモード3を有しているものとし、周波数が20MHzならば、テストモード1、周波数が10MHzならばテストモード2、周波数が5MHzならばテストモード3に移行するものとすると、本マイコンはテストモード3を選択する。その後、マイコンの電源電圧を動作保証電圧範囲まで下げていくと、6.0V以下になった時点で電源検知回路105は電圧を検知しモード確定信号である検知回路出力602はＬレベル出力を始める。モード確定信号がＬレベルになると、モード確定信号はモード確定回路104に入力され、現在選択されているテストモード3が確定し、モード606はテストモード3がＨレベルとなり、ユーザモードがＬレベルとなり、マイコンはテストモード3で起動する。

以上の第２の実施形態により、マイコンはモード移行専用端子をもつことなく、ユーザに仕様の制限を与えずにテストモードに移行することができる。さらに本第２の実施形態では、特に入力パルス数を制御する必要がなく、目的の周波数のパルスをマイコンに入力するだけでモード移行ができる。

図７は、第１の実施の形態においてモードデコーダ102に関する第3の実施形態である。モードデコーダ102は異なる検知電圧をもつ複数の電源検知回路701で構成され、汎用端子202からの入力がそれぞれの電源検知回路A、B、C … Xに接続している。複数の電源検知回路701の動作の許可は、電源検知回路105の出力によって行う。

図８は、本モード設定回路の第3の実施形態のテスト時の動作のタイミングチャートである。動作電圧801のようにテスト時には、マイコンは電源電圧を6.5Vまで上昇させる。このときマイコンは動作保証電圧範囲ではないが、正常に動作する電圧値であるとする。電源電圧を6.5Vに上昇させると、6.0Vの時点で電源検知回路105はモード確定信号である検知回路出力802のように電圧を検知しＨレベル出力を始める。モード確定信号がＨレベルになると、複数の電源検知回路701は動作を始める。例えば、電源検知回路Aの検知電圧レベルを4.0V、電源検知回路Bの検知電圧レベルを3.0V、電源検知回路Cの検知電圧レベルを2.0Vとし、汎用端子202から外部入力803のように2.5V印加すると、検知回路出力804のように電源検知回路CのみHレベルを出力する。ここでモード決定回路を一部に構成する本マイコンはテストモードとしてテストモード1、テストモード2、テストモード3を有しているものとし、電源検知回路A、B、Cの全ての出力がHレベルならば、テストモード1、電源検知回路B、Cの出力がHレベルならばテストモード2、電源検知回路Cの出力のみがHレベルならばテストモード3に移行するものとすると、本マイコンはモード805のようにテストモード3を選択する。その後、マイコンの電源電圧を動作保証電圧範囲まで下げていくと、6.0V以下になった時点でモード確定出力回路105は電圧を検知しＬレベル出力を始める。モード確定信号がＬレベルになると、モード確定信号はモード確定回路104に入力され、現在選択されているテストモード3が確定し、モード805はテストモード3がＨレベルとなりユーザモードはＬレベルとなり、マイコンはテストモード3で起動する。

以上の第３の実施形態により、マイコンはモード移行専用端子をもつことなく、ユーザに仕様の制限を与えずにテストモードに移行することができる。さらに本第３の実施形態では、入力にパルスを使用する必要がなく設定モードに対応して一定の電圧を入力するだけでモード移行ができる。

図９は、第１の実施の形態において、モードデコーダ102に関する第4の実施形態である。モードデコーダ102は、PchトランジスタおよびNchトランジスタの特性を変更して異なるスイッチング特性を持たせた複数のスイッチングバッファ901で構成され、汎用端子202からの入力がそれぞれのスイッチングバッファA、B、C … Xに接続している。複数のスイッチングバッファ901の動作の許可は、電源検知回路105の出力によって行う。

図１０は、本モード設定回路の第4の実施形態のテスト時の動作のタイミングチャートである。動作電圧1001のようにテスト時には、マイコンは電源電圧を6.5Vまで上昇させる。このときマイコンは動作保証電圧範囲ではないが、正常に動作する電圧値であるとする。電源電圧を6.5Vに上昇させると、6.0Vの時点で電源検知回路105は出力1002のように電圧を検知しＨレベル出力を始める。モード確定信号である出力1002がＨレベルになると、複数のスイッチングバッファ901は出力を許可される。例えば、スイッチングバッファAのスイッチングレベルを4.0V、スイッチングバッファBのスイッチングレベルを3.0V、スイッチングバッファCのスイッチングレベルを2.0Vとし、汎用端子202から外部入力1003のように2.5V印加すると、バッファ出力1004のようにスイッチングバッファCのみがHレベルを出力する。ここでモード決定回路103を一部に構成する本マイコンはテストモードとしてテストモード1、テストモード2、テストモード3を有しているものとし、スイッチングバッファA、B、Cの全ての出力がHレベルならば、テストモード1、スイッチングバッファB、Cの出力がHレベルならばテストモード2、スイッチングバッファCのみの出力がHレベルならばテストモード3に移行するものとすると、本マイコンはモード1005のようにテストモード3を選択する。その後、マイコンの電源電圧を動作保証電圧範囲まで下げていくと、6.0V以下になった時点で電源検知回路105は電圧を検知しＬレベル出力を始める。モード確定信号がＬレベルになると、モード確定信号はモード確定回路104に入力され、現在選択されているテストモード3が確定し、マイコンはテストモード3で起動する。

以上の第４の実施形態により、マイコンはモード移行専用端子をもつことなく、ユーザに仕様の制限を与えずにテストモードに移行することができる。さらに本第４の実施形態では、入力にパルスを使用する必要がなく設定モードに対応して一定の電圧を入力するだけでモード移行ができ、第3の実施形態のように電源検知回路を使用するのに比べ、回路規模を削減することができる。

図１１は、第１の実施の形態において、モードデコーダ102に関する第5の実施形態である。モードデコーダ102は、汎用端子202からの入力をA/D変換することができるA/Dコンバータ1101とA/Dコンバータ1101を制御するA/D制御回路1102で構成されている。A/D制御回路1102の動作許可は、電源検知回路105の出力によって行う。

図１２は、本モード設定回路の第5の実施形態のテスト時の動作のタイミングチャートである。動作電圧1201のようにテスト時には、マイコンは電源電圧を6.5Vまで上昇させる。このときマイコンは動作保証電圧範囲ではないが、正常に動作する電圧値であるとする。電源電圧を6.5Vに上昇させると、6.0Vの時点で電源検知回路105は出力1202のように電圧を検知しＨレベル出力を始める。モード確定信号である出力1202がＨレベルになると、A/D制御回路1102はA/Dコンバータ1101に対して入力1204のようにA/D変換クロック、A/D変換スタートおよびA/D変換終了信号を供給する。本第５の実施の形態では、A/Dコンバータ1101はリファレンス電圧5.0V、分解能4bitであるとすると、汎用端子202から外部入力1203のように2.0V印加すると、入力1204のようにA/D変換後のデータはb’0110が出力される。ここでモード決定回路103を一部に構成する本マイコンはテストモードとしてテストモード1、テストモード2、テストモード3を有しているものとし、A/D変換後のデータがb’1100以上ならばテストモード1、A/D変換後のデータがb’01000〜b’1011ならばテストモード2、b’0111以下であればテストモード3に移行するものとすると、本マイコンはモード1205のようにテストモード3を選択する。その後、マイコンの電源電圧を動作保証電圧範囲まで下げていくと、6.0V以下になった時点で電源検知回路105は電圧を検知しＬレベル出力を始める。モード確定信号がＬレベルになると、モード確定信号はモード確定回路104に入力され、現在選択されているテストモード3が確定し、テストモード3がＨレベルとなり、ユーザモードがＬレベルとなり、マイコンはテストモード3で起動する。

以上の第５の実施形態により、マイコンはモード移行専用端子をもつことなく、ユーザに仕様の制限を与えずにテストモードに移行することができる。さらに本第５の実施形態では、入力にパルスを使用する必要がなく設定モードに対応して一定の電圧を入力するだけでモード移行ができ、A/Dコンバータを搭載しているマイコンであれば、テスト用に回路を組み込む必要なく実現が可能である。

本発明にかかるモード設定回路は、テストモード移行専用の端子が不要で、しかもユーザが使用している端子に制約を与えないという効果があり、ユーザには公開しないテストモードを有するマイコンに対して有用であり、システムLSIに対しても応用できる。

本発明における第１の実施の形態のモード設定回路の構成を示すブロック図である。本発明における第1の実施形態のモードデコーダの構成を示すブロック図である。本発明における第1の実施形態のユーザモード時の動作を表すタイミングチャートである。本発明における第1の実施形態のテストモード時の動作を表すタイミングチャートである。本発明における第2の実施形態のモードデコーダの構成を示すブロック図である。本発明における第2の実施形態のテストモード時の動作を表すタイミングチャートである。本発明における第3の実施形態のモードデコーダの構成を示すブロック図である。本発明における第3の実施形態のテストモード時の動作を表すタイミングチャートである。本発明における第4の実施形態のモードデコーダの構成を示すブロック図である。本発明における第4の実施形態のテストモード時の動作を表すタイミングチャートである。本発明における第5の実施形態のモードデコーダの構成を示すブロック図である。本発明における第5の実施形態のテストモード時の動作を表すタイミングチャートである。従来のモード設定回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

101 モード設定回路
102 モードデコーダ
103 モード決定回路
104 モード確定回路
105 電源検知回路
201 パルスカウンタ
501 周波数カウンタ
701 複数の電源検知回路
901 スイッチングバッファ
1101 A/Dコンバータ
1102 A/D制御回路
1301 クロック計数手段
1302 テストモード信号発生手段

Claims

特定のテストモードを指定する外部入力情報よりモード情報を抽出するモードデコーダと、複数のモード情報に対応する複数のテストモードを予め設定し前記モードデコーダの出力をうけて特定の前記テストモードを決定するモード決定回路と、前記モード決定回路の決定した前記テストモードの信号を保持しモード確定信号が入力されると前記テストモードを確定するモード確定回路と、前記モード確定信号を出力するモード確定信号出力回路とを備えたモード設定回路。
モード確定信号出力回路は、ユーザが使用する動作保証電圧よりも高い電圧値を検知する電圧検知回路である請求項１記載のモード設定回路。
外部入力情報は汎用端子からのパルス入力であり、モードデコーダは前記パルス入力のパルス数をカウントするパルスカウンタで構成され、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記パルスカウンタのオンオフの制御を行い、モード決定回路は複数のパルスカウントデータに対応する複数のテストモードを予め設定し、前記パルスカウンタの出力する前記パルスカウントデータよりモード決定する請求項１記載のモード設定回路。
外部入力情報は汎用端子からのパルス入力であり、モードデコーダは前記パルス入力の周波数を検知する周波数検知回路で構成され、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記周波数検知回路のオンオフの制御を行い、モード決定回路は複数のデコードデータに対応する複数のテストモードを予め設定し、前記周波数検知回路の出力するデコードデータによりモード決定する請求項１記載のモード設定回路。
外部入力情報は汎用端子からの入力電圧値であり、モードデコーダは異なる電圧値を検知する複数の電圧検知回路を備え、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記電圧検知回路のオンオフの制御を行い、モード決定回路は前記複数の電圧検知回路の出力のレベルの複数の状態に対応する複数のテストモードを予め設定し、前記複数の電圧検知回路の出力のレベルの状態に応じてモード決定する請求項１記載のモード設定回路。
外部入力情報は汎用端子からの入力電圧値であり、モードデコーダは異なるスイッチング特性をもつ複数の入力バッファを備え、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記入力バッファのオンオフの制御を行い、モード決定回路は前記複数の入力バッファのスイッチングレベルの複数の状態に対応する複数のテストモードを予め設定し、前記入力電圧による前記複数の入力バッファのスイッチングレベルの状態に応じてモード決定する請求項１記載のモード設定回路。
外部入力情報は汎用端子からの入力電圧値であり、モードデコーダは前記入力電圧値をA/D変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコンバータを制御するA/D制御回路とを備え、モード確定信号出力回路はそのモード確定信号で前記A/D制御回路のオンオフの制御を行い、モード決定回路は複数のA/D変換データに対応する複数のテストモードを予め設定し、前記入力電圧による前記A/DコンバータのA/D変換データに応じてモード決定する請求項１記載のモード設定回路。