JP2008211708A - Signal line monitoring circuit, protection method and electronic device using the same - Google Patents

Signal line monitoring circuit, protection method and electronic device using the same Download PDF

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Naoki Kurihara
直樹 栗原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the hacking of data transmitted on a signal line 104. <P>SOLUTION: A charging circuit 20 supplies a current to a terminal 102 connected to the signal line 104 on which data to be protected are transmitted. A determination unit 30 compares a transition time Tx required for changing a voltage Vx of the terminal 102 only by a predetermined amount Vth by charging by the charging circuit 20 with predetermined times Ty1, Ty2. In the case of Ty1<Tx<Ty2, as a result, the absence of an abnormality is determined or in the case of Tx<Ty1 or Ty2<Tx, the presence of the abnormality is determined. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、信号ラインを伝送するデータのハッキングの防止技術に関する。   The present invention relates to a technique for preventing hacking of data transmitted through a signal line.

電子回路や電子機器の間を接続する信号ラインを伝送するデータがモニタされると、不正コピー、情報の流出などの問題が発生する。このような問題を回避するために、パスワードを用いたデータ保護や、暗号化によるデータ保護などの措置がとられる。このようなデータ保護技術は、ソフトウェア的な処理により実行されるものが多い。
特開平5−100958号公報
When data transmitted through a signal line connecting electronic circuits and electronic devices is monitored, problems such as unauthorized copying and leakage of information occur. In order to avoid such a problem, measures such as data protection using a password and data protection by encryption are taken. Such data protection techniques are often executed by software processing.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-100958

しかしながら、より堅牢なデータ保護を実現するためには、ソフトウェア的な保護に加えて、ハードウェア的な機構によりデータを保護することが望ましい。本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その包括的な目的は、より確実なデータ保護技術の提供にある。   However, in order to realize more robust data protection, it is desirable to protect data by a hardware mechanism in addition to software protection. The present invention has been made in view of such circumstances, and a comprehensive object thereof is to provide a more reliable data protection technique.

本発明のある態様は、信号ライン監視回路に関する。この信号ライン監視回路は、保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子に電流を供給する充電回路と、充電回路による充電によって、端子の電圧が所定量だけ変化するのに要する遷移時間を、所定時間と比較する判定部と、を備える。   One embodiment of the present invention relates to a signal line monitoring circuit. The signal line monitoring circuit includes a charging circuit that supplies current to a terminal connected to a signal line that transmits data to be protected, and a transition time required for the terminal voltage to change by a predetermined amount due to charging by the charging circuit. And a determination unit that compares the value with a predetermined time.

本発明の別の態様もまた、信号ライン監視回路である。この信号ライン監視回路は、保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子から電荷を引き抜く放電回路と、放電回路による放電によって、端子の電圧が所定量だけ変化するのに要する遷移時間を、所定時間と比較する判定部と、を備える。   Another embodiment of the present invention is also a signal line monitoring circuit. This signal line monitoring circuit has a discharge circuit that extracts charges from a terminal connected to a signal line that transmits data to be protected, and a transition time required for the terminal voltage to change by a predetermined amount due to discharge by the discharge circuit. And a determination unit for comparing with a predetermined time.

端子およびそれに接続される信号ライン等の合成容量は、セットの設計段階で既知である場合が多い。したがって、その端子を充電し、所定の電圧変化を発生させるのに必要な遷移時間は、設計段階で見積もることができる。もし、端子に予期せぬプローブや配線が接続されると、その容量が設計値から逸脱するから、遷移時間は設計段階において見積もった値から逸脱する。したがってこの態様によると、信号ラインにプローブや配線が接続されたことを検出することができる。   The combined capacitance such as the terminal and the signal line connected thereto is often known at the design stage of the set. Therefore, the transition time required to charge the terminal and generate a predetermined voltage change can be estimated at the design stage. If an unexpected probe or wiring is connected to the terminal, the capacitance deviates from the design value, and the transition time deviates from the value estimated in the design stage. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect that a probe or wiring is connected to the signal line.

本発明の別の態様もまた、信号ライン監視回路である。この信号ライン監視回路は、所定の充電期間の間、保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子に電流を供給する充電回路と、充電回路による充電後の端子の電圧を、所定のしきい値電圧と比較する判定部と、を備える。   Another embodiment of the present invention is also a signal line monitoring circuit. The signal line monitoring circuit is configured to supply a current to a terminal connected to a signal line through which data to be protected is transmitted during a predetermined charging period, and to set a voltage at a terminal after charging by the charging circuit to a predetermined level. And a determination unit for comparing with a threshold voltage.

本発明の別の態様もまた、信号ライン監視回路である。この信号ライン監視回路は、所定の放電期間の間、保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子から電荷を引き抜く放電回路と、放電回路による放電後の端子の電圧を、所定のしきい値電圧と比較する判定部と、を備える。   Another embodiment of the present invention is also a signal line monitoring circuit. This signal line monitoring circuit applies a predetermined voltage to a discharge circuit that extracts charges from a terminal connected to a signal line through which data to be protected is transmitted during a predetermined discharge period, and a voltage at a terminal after discharge by the discharge circuit. And a determination unit for comparing with a threshold voltage.

端子およびそれに接続される信号ライン等の合成容量は、セットの設計段階で既知である場合が多い。したがって、その端子を所定時間に渡って充電もしくは放電すれば、所定の電圧変化が発生するはずである。もし、端子に予期せぬプローブや配線が接続されると、その容量が設計値から逸脱するから、電圧変化が所定値から逸脱する。したがって、この態様によると、信号ラインにプローブや配線が接続されたことを検出することができる。   The combined capacitance such as the terminal and the signal line connected thereto is often known at the design stage of the set. Therefore, if the terminal is charged or discharged for a predetermined time, a predetermined voltage change should occur. If an unexpected probe or wiring is connected to the terminal, the capacitance deviates from the design value, and the voltage change deviates from the predetermined value. Therefore, according to this aspect, it is possible to detect that a probe or wiring is connected to the signal line.

信号ライン監視回路は、端子の電圧を初期化する初期化回路をさらに備えてもよい。   The signal line monitoring circuit may further include an initialization circuit that initializes the terminal voltage.

判定部は、端子の電圧を所定のしきい値電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの出力を、異なるタイミングでラッチする複数のラッチ回路と、ラッチ回路の出力にもとづき、遷移時間と所定時間との大小関係を判定する論理ゲートと、を含んでもよい。   The determination unit compares the voltage of the terminal with a predetermined threshold voltage, a plurality of latch circuits that latch the output of the comparator at different timings, and the transition time and the predetermined time based on the output of the latch circuit. And a logic gate for determining a magnitude relationship.

本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、保護対象となるデータを、信号ラインを介して少なくとも送信または受信する内部回路と、信号ラインと内部回路の間に設けられたバッファ回路と、信号ラインを監視する上述のいずれかの態様の信号ライン監視回路と、を備える。バッファ回路は、信号ライン監視回路が信号ラインを監視する間、ハイインピーダンスに設定される。   Yet another embodiment of the present invention is an electronic device. This electronic device has at least an internal circuit that transmits or receives data to be protected through a signal line, a buffer circuit provided between the signal line and the internal circuit, and any of the above that monitors the signal line. And a signal line monitoring circuit according to the above aspect. The buffer circuit is set to high impedance while the signal line monitoring circuit monitors the signal line.

本発明のさらに別の態様は、信号ライン保護方法である。この方法は、保護対象のデータが伝送する信号ライン保護方法であって、保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子の電圧を初期化するステップと、端子を充電するステップと、充電によって、端子の電圧が所定量だけ変化するのに要する遷移時間を、所定時間と比較し、遷移時間が所定時間から逸脱するとき所定の保護処理を実行するステップと、を備える。   Yet another embodiment of the present invention is a signal line protection method. This method is a signal line protection method for transmitting data to be protected, the step of initializing the voltage of a terminal connected to the signal line for transmitting data to be protected, the step of charging the terminal, and the charging The transition time required for the terminal voltage to change by a predetermined amount is compared with the predetermined time, and a predetermined protection process is executed when the transition time deviates from the predetermined time.

本発明によれば、信号ラインからの予期せぬデータの読み出しを検出できる。   According to the present invention, it is possible to detect an unexpected reading of data from a signal line.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aと部材Bが接続」された状態とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Aと部材Bの間に部材Cが設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A and the member B are connected” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are in an electrically connected state. Including the case of being indirectly connected through other members that do not affect the above.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical connection. The case where it is indirectly connected through another member that does not affect the state is also included.

図1は、実施の形態に係る信号ライン監視回路10の構成を示す回路図である。第1回路100と第2回路200は、信号ライン104を介して接続され、保護対象となるデータが伝送される。信号ライン104を介して伝送されるデータは、アナログ、デジタルを問わない。たとえば、第2回路200は、ICカードであり、第1回路100はICカードリーダである。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a signal line monitoring circuit 10 according to the embodiment. The first circuit 100 and the second circuit 200 are connected via the signal line 104, and data to be protected is transmitted. The data transmitted through the signal line 104 may be analog or digital. For example, the second circuit 200 is an IC card, and the first circuit 100 is an IC card reader.

第1回路100は、信号ライン監視回路10と、入力トライステートバッファ50、出力トライステートバッファ52、内部回路54を備える。内部回路54は、保護対象となるデータを、信号ライン104を介して送信および受信する。なお、内部回路54は、データの送信または受信のいずれかのみを行ってもよい。入力トライステートバッファ50、出力トライステートバッファ52は、信号ライン104と内部回路54の間に設けられる。信号ライン監視回路10は、信号ライン104を監視する。   The first circuit 100 includes a signal line monitoring circuit 10, an input tristate buffer 50, an output tristate buffer 52, and an internal circuit 54. The internal circuit 54 transmits and receives data to be protected via the signal line 104. The internal circuit 54 may perform only data transmission or reception. The input tristate buffer 50 and the output tristate buffer 52 are provided between the signal line 104 and the internal circuit 54. The signal line monitoring circuit 10 monitors the signal line 104.

信号ライン104に接続された寄生容量C1は、端子102や信号ライン104、端子102に接続される内部配線106の合成容量を模式的に示している。   The parasitic capacitance C1 connected to the signal line 104 schematically shows a combined capacitance of the terminal 102, the signal line 104, and the internal wiring 106 connected to the terminal 102.

信号ライン監視回路10は、充電回路20、初期化トランジスタM2、制御部22、判定部30を備える。
充電回路20は、端子102に電流を供給する。充電回路20はたとえば、充電トランジスタM1、抵抗R1を含む。充電トランジスタM1はPチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であって、ソースに電源電圧Vddが印加されている。抵抗R1は、充電トランジスタM1のドレインと端子102の間に設けられる。充電トランジスタM1のゲートには、制御信号SW1が入力される。制御信号SW1がローレベルのとき充電トランジスタM1がオンし、抵抗R1を介した充電経路が形成されて、端子102が充電される。なお、充電回路20は定電流源で構成してもよい。
The signal line monitoring circuit 10 includes a charging circuit 20, an initialization transistor M2, a control unit 22, and a determination unit 30.
The charging circuit 20 supplies current to the terminal 102. The charging circuit 20 includes, for example, a charging transistor M1 and a resistor R1. The charging transistor M1 is a P-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and a power supply voltage Vdd is applied to the source. The resistor R1 is provided between the drain of the charging transistor M1 and the terminal 102. A control signal SW1 is input to the gate of the charging transistor M1. When the control signal SW1 is at a low level, the charging transistor M1 is turned on, a charging path through the resistor R1 is formed, and the terminal 102 is charged. The charging circuit 20 may be composed of a constant current source.

初期化トランジスタM2は、端子102の電圧Vxを初期化する初期化回路として機能する。初期化トランジスタM2はNチャンネルMOSFETであり、そのソースが接地され、そのドレインが端子102に接続される。初期化トランジスタM2のゲートには、制御信号SW2が入力される。制御信号SW2がハイレベルのとき初期化トランジスタM2がオンし、端子102の電圧Vxが接地電圧0Vに初期化される。   The initialization transistor M2 functions as an initialization circuit that initializes the voltage Vx of the terminal 102. The initialization transistor M2 is an N-channel MOSFET, its source is grounded, and its drain is connected to the terminal 102. A control signal SW2 is input to the gate of the initialization transistor M2. When the control signal SW2 is at a high level, the initialization transistor M2 is turned on, and the voltage Vx of the terminal 102 is initialized to the ground voltage 0V.

判定部30は、充電回路20による充電によって、端子102の電圧Vxが所定量ΔVだけ変化するのに要する遷移時間Txを、所定時間Tyと比較する。
この機能を実現するため、判定部30は、コンパレータ32、複数のフリップフロップFF1〜FF3、第1インバータ42、第2インバータ44、ANDゲート46を含む。
The determination unit 30 compares the transition time Tx required for the voltage Vx at the terminal 102 to change by a predetermined amount ΔV due to charging by the charging circuit 20 with the predetermined time Ty.
In order to realize this function, the determination unit 30 includes a comparator 32, a plurality of flip-flops FF1 to FF3, a first inverter 42, a second inverter 44, and an AND gate 46.

コンパレータ32は、端子102の電圧Vxを所定のしきい値電圧Vthと比較する。コンパレータ32は、Vx>Vthのときハイレベル、Vx<Vthのときローレベルとなる検出信号S1を出力する。   The comparator 32 compares the voltage Vx at the terminal 102 with a predetermined threshold voltage Vth. The comparator 32 outputs a detection signal S1 that is at a high level when Vx> Vth and at a low level when Vx <Vth.

複数のフリップフロップFF1〜FF3は、コンパレータ32の出力である検出信号S1を異なるタイミングでラッチする。第1フリップフロップFF1〜第3フリップフロップFF3のクロック端子には、順にハイレベルとなるクロックCK1〜CK3が入力される。クロックCK1〜CK3は、所定の間隔で順にハイレベルとなる。   The plurality of flip-flops FF1 to FF3 latch the detection signal S1 that is the output of the comparator 32 at different timings. Clocks CK1 to CK3 that sequentially become high level are input to the clock terminals of the first flip-flop FF1 to the third flip-flop FF3. The clocks CK1 to CK3 sequentially become high level at predetermined intervals.

第1インバータ42、第2インバータ44、ANDゲート46は、第1フリップフロップFF1〜第3フリップフロップFF3の出力にもとづき、遷移時間Txと所定時間Tyとの大小関係を判定する。第1インバータ42は、第1フリップフロップFF1の出力S2を反転する。第2インバータ44は、第2フリップフロップFF2の出力S3を反転する。ANDゲート46は、第1インバータ42の出力*S2、第2インバータ44の出力*S3、第3フリップフロップFF3の出力S4の論理積を出力する。ANDゲート46の出力信号S5は、信号ライン監視回路10による監視結果を示すデータである。   The first inverter 42, the second inverter 44, and the AND gate 46 determine the magnitude relationship between the transition time Tx and the predetermined time Ty based on the outputs of the first flip-flop FF1 to the third flip-flop FF3. The first inverter 42 inverts the output S2 of the first flip-flop FF1. The second inverter 44 inverts the output S3 of the second flip-flop FF2. The AND gate 46 outputs a logical product of the output * S2 of the first inverter 42, the output * S3 of the second inverter 44, and the output S4 of the third flip-flop FF3. The output signal S5 of the AND gate 46 is data indicating a monitoring result by the signal line monitoring circuit 10.

制御部22は、システムクロックCKsysを利用して制御信号SW1、SW2およびクロックCK1〜CK3を生成し、信号ライン監視回路10の動作を制御する。   The control unit 22 uses the system clock CKsys to generate control signals SW1 and SW2 and clocks CK1 to CK3, and controls the operation of the signal line monitoring circuit 10.

以上が信号ライン監視回路10の構成である。以下、その動作を説明する。図2は、図1の信号ライン監視回路10の動作を示すタイムチャートである。正常時の動作は実線で、異常発生時の動作は一点鎖線で示される。   The above is the configuration of the signal line monitoring circuit 10. Hereinafter, the operation will be described. FIG. 2 is a time chart showing the operation of the signal line monitoring circuit 10 of FIG. The normal operation is indicated by a solid line, and the operation when an abnormality occurs is indicated by a dashed line.

まず、正常時の動作について説明する。信号ライン監視回路10は、第1回路100と第2回路200の間のデータ伝送に先立つ時刻t0にアクティブとなり、信号ライン104の状態を監視する。初期状態において、制御信号SW1はハイレベル、SW2はローレベルである。
監視中、入力トライステートバッファ50、出力トライステートバッファ52がハイインピーダンスに設定される。その結果、入力トライステートバッファ50や出力トライステートバッファ52の寄生容量C1に対する影響が抑制される。
First, normal operation will be described. The signal line monitoring circuit 10 becomes active at time t0 prior to data transmission between the first circuit 100 and the second circuit 200, and monitors the state of the signal line 104. In the initial state, the control signal SW1 is high level and SW2 is low level.
During monitoring, the input tristate buffer 50 and the output tristate buffer 52 are set to high impedance. As a result, the influence on the parasitic capacitance C1 of the input tristate buffer 50 and the output tristate buffer 52 is suppressed.

続いて、時刻t1に制御信号SW2がハイレベルとなり、端子102の電圧Vxが接地電圧に初期化される。続いて時刻t2に制御信号SW1がローレベルとなり、充電トランジスタM1がオンする。このとき、クロックCK1がハイレベルとなり、コンパレータ32の検出信号S1がラッチされる。時刻t2は初期化直後であるから、Vx<Vthであり、第1フリップフロップFF1の出力信号S2はローレベルとなる。   Subsequently, at time t1, the control signal SW2 becomes high level, and the voltage Vx at the terminal 102 is initialized to the ground voltage. Subsequently, at time t2, the control signal SW1 becomes low level and the charging transistor M1 is turned on. At this time, the clock CK1 becomes high level and the detection signal S1 of the comparator 32 is latched. Since time t2 is immediately after initialization, Vx <Vth, and the output signal S2 of the first flip-flop FF1 is at a low level.

充電トランジスタM1がオンすると、充電トランジスタM1、抵抗R1を介して、端子102に付随する寄生容量C1が充電される。その結果、端子102の電圧Vxは、時間とともに上昇する。充電が開始される時刻t2から所定時間Ty1が経過した時刻t3に、クロックCK2がハイレベルとなる。このときVx<Vthであり、検出信号S1はローレベルであるから、第2フリップフロップFF2の出力信号S3はローレベルとなる。   When the charging transistor M1 is turned on, the parasitic capacitance C1 associated with the terminal 102 is charged through the charging transistor M1 and the resistor R1. As a result, the voltage Vx at the terminal 102 increases with time. At time t3 when a predetermined time Ty1 has elapsed from time t2 when charging is started, the clock CK2 becomes high level. At this time, since Vx <Vth and the detection signal S1 is at the low level, the output signal S3 of the second flip-flop FF2 is at the low level.

時刻t4にVx>Vthとなると、コンパレータ32の検出信号S1がハイレベルとなる。
その後、充電が開始される時刻t2から所定時間Ty2が経過した時刻t5にクロックCK3がハイレベルとなり、第3フリップフロップFF3の出力信号S4がハイレベルとなる。その結果、時刻t5にANDゲート46の出力信号S5はハイレベルとなり、正常状態が確認される。
When Vx> Vth at time t4, the detection signal S1 of the comparator 32 becomes high level.
Thereafter, the clock CK3 goes high at time t5 when a predetermined time Ty2 has elapsed from time t2 when charging starts, and the output signal S4 of the third flip-flop FF3 goes high. As a result, the output signal S5 of the AND gate 46 becomes high level at time t5, and the normal state is confirmed.

つまり、端子102の電圧Vxが、0VからVthに変化するのに要する遷移時間Txが、所定時間Ty1および所定時間Ty2と比較される。比較の結果、以下の不等式(1)が成立すれば、信号S5はハイレベルとなり、成立しなければ、信号S5はローレベルとなる。
Ty1<Tx<Ty2 …(1)
That is, the transition time Tx required for the voltage Vx of the terminal 102 to change from 0 V to Vth is compared with the predetermined time Ty1 and the predetermined time Ty2. As a result of the comparison, if the following inequality (1) holds, the signal S5 becomes a high level, and if not, the signal S5 becomes a low level.
Ty1 <Tx <Ty2 (1)

言い換えれば、本実施の形態では、寄生容量C1が予め決められた範囲のときに、不等式(1)を満たすように、所定時間Ty1、Ty2の値を設定すればよい。Ty1、Ty2の値は、クロックCK1〜CK3のタイミングの調節によって実現できる。   In other words, in the present embodiment, the values of the predetermined times Ty1 and Ty2 may be set so as to satisfy the inequality (1) when the parasitic capacitance C1 is in a predetermined range. The values of Ty1 and Ty2 can be realized by adjusting the timing of the clocks CK1 to CK3.

つぎに、信号ライン104にプローブや配線などの予期しないインピーダンスが接続された場合の動作を説明する。信号ライン104に接続されたインピーダンスが容量性である場合、寄生容量C1の値が設計値よりも大きくなる。その結果、端子102の電圧Vxがしきい値電圧Vthに達するまでの遷移時間Txは長くなる。その結果、Ty2<Txとなれば、信号S5はローレベルを維持するため、予期しない容量が接続されたことが検出される。   Next, an operation when an unexpected impedance such as a probe or wiring is connected to the signal line 104 will be described. When the impedance connected to the signal line 104 is capacitive, the value of the parasitic capacitance C1 is larger than the design value. As a result, the transition time Tx until the voltage Vx at the terminal 102 reaches the threshold voltage Vth becomes longer. As a result, if Ty2 <Tx, the signal S5 maintains the low level, and it is detected that an unexpected capacity is connected.

このように、本実施の形態に係る信号ライン監視回路10によれば、端子102に付随する寄生容量C1を監視することにより、信号ライン104にプローブや配線が接続された異常状態を検出することができる。内部回路54は、異常を検出すると、第2回路200とのデータの送受信を実行しないなどの保護処理を実行できる。   As described above, according to the signal line monitoring circuit 10 according to the present embodiment, the abnormal state in which the probe or the wiring is connected to the signal line 104 is detected by monitoring the parasitic capacitance C1 associated with the terminal 102. Can do. When detecting an abnormality, the internal circuit 54 can execute a protection process such as not performing transmission / reception of data with the second circuit 200.

充電回路20を充電トランジスタM1、抵抗R1で構成した場合、遷移時間Txは、
Tx=−CR・ln(1−Vth/Vdd) …(2)
で与えられる。ここでCは、寄生容量C1の容量値、Rは抵抗R1の抵抗値、lnは自然対数を表す。したがって、寄生容量C1の容量値に応じて、抵抗R1の抵抗値およびしきい値電圧Vthを調節すれば、信号処理に適した遷移時間Txを設定することができる。さらに、遷移時間Txと比較される所定時間Ty1、Ty2は、クロックCK1〜CK3のタイミングによって好適に制御できるため、任意の容量値に対して、異常判定が可能となる。
When the charging circuit 20 is composed of the charging transistor M1 and the resistor R1, the transition time Tx is
Tx = −CR · ln (1−Vth / Vdd) (2)
Given in. Here, C is a capacitance value of the parasitic capacitance C1, R is a resistance value of the resistor R1, and ln is a natural logarithm. Therefore, the transition time Tx suitable for signal processing can be set by adjusting the resistance value of the resistor R1 and the threshold voltage Vth according to the capacitance value of the parasitic capacitance C1. Furthermore, since the predetermined times Ty1 and Ty2 compared with the transition time Tx can be suitably controlled by the timing of the clocks CK1 to CK3, it is possible to determine an abnormality with respect to an arbitrary capacitance value.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、変形例を例示する。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, a modification is illustrated.

図1の回路では、充電回路20によって寄生容量C1を充電して、電圧変化に要する遷移時間Txによって寄生容量C1の容量値を判定する場合を説明した。これに対して、変形例では、充電回路20の代わりに、端子102から電荷を引き抜く放電回路を設けてもよい。この場合、放電回路は、NチャンネルMOSFETの放電トランジスタと放電抵抗を含んでもよい。放電トランジスタと放電トランジスタは、端子102と接地端子間に直列に設けてもよい。
また、初期化回路である初期化トランジスタM2を、PチャンネルMOSFETとして電源電圧Vddと端子102の間に設けてもよい。
In the circuit of FIG. 1, the case where the charging circuit 20 charges the parasitic capacitance C1 and the capacitance value of the parasitic capacitance C1 is determined based on the transition time Tx required for the voltage change has been described. On the other hand, in the modified example, a discharge circuit that extracts charges from the terminal 102 may be provided instead of the charging circuit 20. In this case, the discharge circuit may include an N-channel MOSFET discharge transistor and a discharge resistor. The discharge transistor and the discharge transistor may be provided in series between the terminal 102 and the ground terminal.
An initialization transistor M2 that is an initialization circuit may be provided as a P-channel MOSFET between the power supply voltage Vdd and the terminal 102.

この変形例によれば、初期化トランジスタM2がオンすることにより、端子102の電圧Vxが電源電圧Vddに初期化される。その後、放電回路によって電圧Vxが徐々に低下していき、Vx<Vthとなるまでの遷移時間Txを、所定時間と比較することにより、図1の回路と同等の機能を実現できる。   According to this modification, when the initialization transistor M2 is turned on, the voltage Vx at the terminal 102 is initialized to the power supply voltage Vdd. Thereafter, the voltage Vx is gradually lowered by the discharge circuit, and a function equivalent to the circuit of FIG. 1 can be realized by comparing the transition time Tx until Vx <Vth is satisfied with a predetermined time.

さらに、別の変形例について説明する。図1の回路は、遷移時間Txを測定して寄生容量C1を間接的に測定した。これに対して、変形例では、端子102を充電する時間を一定としておき、充電によって生じた電圧変化Vxを、所定の電圧と比較する。
この変形例では、充電回路20は、所定の充電期間の間、端子102に電流を供給して充電する。コンパレータ32は、充電回路20による充電後の端子102の電圧Vxを、所定のしきい値電圧と比較する。
Furthermore, another modified example will be described. The circuit in FIG. 1 measured the transition time Tx and indirectly measured the parasitic capacitance C1. On the other hand, in the modified example, the time for charging the terminal 102 is set constant, and the voltage change Vx generated by the charging is compared with a predetermined voltage.
In this modification, the charging circuit 20 supplies current to the terminal 102 for charging during a predetermined charging period. The comparator 32 compares the voltage Vx of the terminal 102 after charging by the charging circuit 20 with a predetermined threshold voltage.

充電期間を一定とする場合、寄生容量C1の容量値が変化すれば、充電期間によって生ずる電圧変化ΔVが変化する。つまり、もし寄生容量C1が設計値であれば、電圧変化ΔVも所定の設計値の範囲に含まれ、信号ライン104に予期しないインピーダンスが付加されていれば、電圧変化ΔVが所定の設計値の範囲から逸脱する。したがって、この変形例によれば、電圧変化ΔVをしきい値電圧と比較することにより、信号ライン104の異常を検出することができる。   In the case where the charging period is constant, if the capacitance value of the parasitic capacitance C1 changes, the voltage change ΔV caused by the charging period changes. That is, if the parasitic capacitance C1 is a design value, the voltage change ΔV is also included in the range of the predetermined design value, and if an unexpected impedance is added to the signal line 104, the voltage change ΔV has a predetermined design value. Deviate from scope. Therefore, according to this modification, the abnormality of the signal line 104 can be detected by comparing the voltage change ΔV with the threshold voltage.

また、コンパレータ32を設けず、インバータのしきい値電圧Vt(=Vdd/2)を利用してもよい。また、第1フリップフロップFF1〜第3フリップフロップFF3の入力端子に、電圧Vxを直接入力してもよい。この場合、回路面積を削減できる。   Further, the comparator 32 may be omitted and the inverter threshold voltage Vt (= Vdd / 2) may be used. Further, the voltage Vx may be directly input to the input terminals of the first flip-flop FF1 to the third flip-flop FF3. In this case, the circuit area can be reduced.

実施の形態にもとづき、本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を離脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。   Although the present invention has been described based on the embodiments, the embodiments merely illustrate the principle and application of the present invention, and the embodiments are intended to include the idea of the present invention defined in the claims. Many modifications and changes in arrangement are possible within the range not leaving.

実施の形態に係る信号ライン監視回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the signal line monitoring circuit which concerns on embodiment. 図1の信号ライン監視回路の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the signal line monitoring circuit of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 信号ライン監視回路、 20 充電回路、 M1 充電トランジスタ、 R1 抵抗、 M2 初期化トランジスタ、 22 制御部、 30 判定部、 32 コンパレータ、 42 第1インバータ、 44 第2インバータ、 46 ANDゲート、 FF1 第1フリップフロップ、 FF2 第2フリップフロップ、 FF3 第3フリップフロップ、 50 入力トライステートバッファ、 52 出力トライステートバッファ、 54 内部回路、 100 第1回路、 102 端子、 104 信号ライン、 C1 寄生容量、 200 第2回路。   10 signal line monitoring circuit, 20 charging circuit, M1 charging transistor, R1 resistance, M2 initialization transistor, 22 control unit, 30 determination unit, 32 comparator, 42 1st inverter, 44 2nd inverter, 46 AND gate, FF1 1st Flip-flop, FF2 second flip-flop, FF3 third flip-flop, 50-input tri-state buffer, 52-output tri-state buffer, 54 internal circuit, 100 first circuit, 102 terminal, 104 signal line, C1 parasitic capacitance, 200 second circuit.

Claims (6)

保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子を少なくとも充電または放電する充放電回路と、
前記充放電回路による充電または放電によって、前記端子の電圧が所定量だけ変化するのに要する遷移時間を、所定時間と比較する判定部と、
を備えることを特徴とする信号ライン監視回路。
A charge / discharge circuit for charging or discharging at least a terminal connected to a signal line for transmitting data to be protected;
A determination unit that compares a transition time required for the voltage of the terminal to change by a predetermined amount by charging or discharging by the charge / discharge circuit with a predetermined time;
A signal line monitoring circuit comprising:
所定の充電期間の間、保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子を少なくとも充電または放電する充放電回路と、
前記充放電回路による充電または放電後の前記端子の電圧を、所定のしきい値電圧と比較する判定部と、
を備えることを特徴とする信号ライン監視回路。
A charge / discharge circuit that charges or discharges at least a terminal connected to a signal line for transmitting data to be protected during a predetermined charging period;
A determination unit that compares the voltage of the terminal after charging or discharging by the charge / discharge circuit with a predetermined threshold voltage;
A signal line monitoring circuit comprising:
前記端子の電圧を初期化する初期化回路をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の信号ライン監視回路。   The signal line monitoring circuit according to claim 1, further comprising an initialization circuit that initializes the voltage of the terminal. 前記判定部は、
前記端子の電圧を所定のしきい値電圧と比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力を、異なるタイミングでラッチする複数のラッチ回路と、
前記ラッチ回路の出力にもとづき、前記遷移時間と前記所定時間との大小関係を判定する論理ゲートと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の信号ライン監視回路。
The determination unit
A comparator for comparing the voltage of the terminal with a predetermined threshold voltage;
A plurality of latch circuits for latching the outputs of the comparators at different timings;
A logic gate for determining a magnitude relationship between the transition time and the predetermined time based on an output of the latch circuit;
The signal line monitoring circuit according to claim 1, comprising:
保護対象となるデータを、信号ラインを介して少なくとも送信または受信する内部回路と、
前記信号ラインと前記内部回路の間に設けられたバッファ回路と、
前記信号ラインを監視する請求項1または2に記載の信号ライン監視回路と、
を備え、
前記バッファ回路は、前記信号ライン監視回路が前記信号ラインを監視する間、ハイインピーダンスに設定されることを特徴とする電子機器。
An internal circuit that transmits or receives at least data to be protected via a signal line;
A buffer circuit provided between the signal line and the internal circuit;
The signal line monitoring circuit according to claim 1 or 2, wherein the signal line is monitored;
With
The electronic apparatus according to claim 1, wherein the buffer circuit is set to high impedance while the signal line monitoring circuit monitors the signal line.
保護対象のデータが伝送する信号ライン保護方法であって、
保護対象のデータが伝送する信号ラインに接続される端子の電圧を初期化するステップと、
前記端子を充電または放電するステップと、
充電または放電によって、前記端子の電圧が所定量だけ変化するのに要する遷移時間を所定時間と比較し、前記遷移時間が所定時間から逸脱するとき所定の保護処理を実行するステップと、
を備えることを特徴とする信号ライン保護方法。
A signal line protection method for transmitting data to be protected,
Initializing a voltage of a terminal connected to a signal line for transmitting data to be protected;
Charging or discharging the terminal;
Comparing a transition time required for the voltage of the terminal to change by a predetermined amount by charging or discharging with a predetermined time, and executing a predetermined protection process when the transition time deviates from the predetermined time;
A signal line protection method comprising:
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