JP2009086908A

JP2009086908A - マイコン装置

Info

Publication number: JP2009086908A
Application number: JP2007254389A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nagao; 崇志長尾
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP5073434B2

Abstract

【課題】電源電圧が基準電圧よりも低下したときに、揮発性メモリ内のデータを不揮発性メモリに速やかに退避できるマイコン装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ７と揮発性メモリ９と不揮発性メモリ１１とがバス接続されてなるマイコン装置１Ｂにおいて、電源電圧Ｖddと第１基準電圧Ｖref1とを比較し、電源電圧Ｖddが第１基準電圧Ｖref1よりも低下した時に割込要求信号を出力する第１コンパレータ３と、電源電圧Ｖddと第2基準電圧Ｖref2とを比較し、電源電圧Ｖddが第2基準電圧Ｖref2よりも低下した時に割込要求信号を出力する第2コンパレータ4と、第１コンパレータ３からの前記割込要求信号と第2コンパレータ４からの前記割込要求信号に応じて起動し、バス１３経由で揮発性メモリ９内のデータを不揮発性メモリ１１に転送するＤＭＡ転送手段５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）装置に関し、特に電源電圧が基準電圧よりも低下したときにＲＡＭ等の揮発性メモリ内のデータを不揮発性メモリに退避させる技術に関する。

一般にマイコン装置では、電源電圧が基準電圧よりも低下すると、ＲＡＭ等の揮発性メモリ内のデータを保護する為に、そのデータを不揮発性メモリに退避させる必要がある。従来ではこのデータ退避は、ＣＰＵによりソフトウエア的に行われている。即ちＣＰＵにおいて、そのコンパレータ機能（基準電圧と入力電圧とを比較する機能）により電源電圧が基準電圧よりも低下した事が検出されると、コンパレータ割込要求が発生し、この要求に応じてデータ退避用の割り込みハンドラが起動し、その割り込みハンドラによる割り込み処理により上記のデータ退避が行われている。

しかしながら、上記の様にデータ退避をＣＰＵによりソフトウエア的に行う場合は、下記（１）（２）の様な問題点がある。

（１）割り込みハンドラを起動するのに（即ちそのプログラムを読み込むのに）時間が掛かるため、データ退避を開始するまでに時間が掛かるという問題点がある。

（２）割り込みハンドラによる割り込み処理によりデータ退避を行う場合、ＣＰＵの実行中の命令が最後まで終了するのを待つ必要があるため、データ退避を開始するまでに時間が掛かるという問題点がある。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電源電圧が基準電圧よりも低下したときに、揮発性メモリ内のデータを不揮発性メモリに速やかに退避できるマイコン装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、本発明は、揮発性メモリと不揮発性メモリとがバス接続されてなるマイコン装置において、電源電圧と第１基準電圧とを比較し、電源電圧が第１基準電圧よりも低下した時に割込要求信号を出力する第１コンパレータと、電源電圧と第２基準電圧とを比較し、電源電圧が第２基準電圧よりも低下した時に割込要求信号を出力する第２コンパレータと、前記第１コンパレータからの前記割込要求信号と前記第１コンパレータからの前記割込要求信号に応じて起動し、バス経由で前記揮発性メモリ内のデータを前記不揮発性メモリに転送するＤＭＡ（Direct Memory Access）転送手段とを備えるものである。

本発明によれば、第１コンパレータからの割込要求信号によりＤＭＡ転送手段が起動され、ＤＭＡ転送手段により揮発性メモリ内のデータが不揮発性メモリに転送（即ち退避）されるので、従来の場合（ＣＰＵにおいてデータ退避用の割り込みハンドラを起動してデータ転送する場合）よりも高速に、割り込みによるデータ退避を行う事ができる。

この実施の形態に係るマイコン装置１Ｂは、図１の様に、例えば半導体装置として構成されており、第１コンパレータ３と、第２コンパレータ４と、ＤＭＡ（Direct Memory Access）転送手段５と、ＣＰＵ７と、ＲＡＭ等の揮発性メモリ９と、不揮発性メモリ１１と、それら各要素５，７，９，１１，が接続されたバス１３とを備えている。

第１コンパレータ３は、マイコン装置１Ｂの電源電圧Ｖddが第１基準電圧Ｖref1よりも低下した事を検出するものであり、電源電圧Ｖddと第１基準電圧Ｖref1とを比較し、電源電圧Ｖddが第１基準電圧Ｖref1よりも低下した時に第１コンパレータ割込要求信号（以後、割込要求信号と呼ぶ）をＤＭＡ転送手段５に出力する。

第２コンパレータ４は、電源電圧Ｖddと第２基準電圧Ｖref2とを比較し、電源電圧Ｖddが第２基準電圧Ｖref2よりも低下した時に第２コンパレータ割込要求信号（以後、割込要求信号と呼ぶ）をＤＭＡ転送手段５に出力する。

ＤＭＡ転送手段５は、例えばＤＭＡ機能を有するモジュールとして構成されており、起動制御部５ａと、転送元アドレスレジスタ５ｂと、転送先アドレスレジスタ５ｃと、転送カウンタ５ｄとを備えている。

転送元アドレスレジスタ５ｂには、ＤＭＡ転送の際の転送元アドレスデータとして揮発性メモリ９の各記憶領域Ｒ１〜Ｒｎのアドレスデータが設定されている。また転送先アドレスレジスタ５ｃには、ＤＭＡ転送の際の転送先アドレスデータとして不揮発性メモリ１１の各記憶領域Ｓ１〜Ｓｎのアドレスデータが設定されている。転送元アドレスレジスタ５ｂの上記の各アドレスデータと転送元アドレスレジスタ５ｂの上記の各アドレスデータとは、一対一に対応付けられており、互いに対応付けられたアドレスデータ間でデータ転送（ＤＭＡ転送）が行われる。

起動制御部５ａは、第１コンパレータ３からの割込要求信号または不揮発性メモリ１１からの後述の割込要求信号に応じて起動し、そしてＣＰＵ７にバス１３へのアクセス要求信号を出力し、その結果、ＣＰＵ７からバス１３へのアクセス許可信号を受信すると、転送元アドレスレジスタ５ｂの上記の各アドレスデータおよび転送先アドレスレジスタ５ｃの上記の各アドレスデータに基づき、バス１３経由で、揮発性メモリ９の各記憶領域Ｒ１〜Ｒｎ内のデータをそれぞれ不揮発性メモリ１１の各記憶領域Ｓ１〜Ｓｎに所定の順序で転送（退避）する。

尚ここでは、ＤＭＡ転送手段５では、１回の可能なデータ転送量が所定サイズに制限されており、それ以上のサイズのデータを転送する際は、所定サイズ毎に分割して複数回に分けて転送する必要があり、その転送毎に起動する必要がある。尚、上記の所定サイズは、例えば揮発性メモリ９の上記の各記憶領域Ｒ１〜Ｒｎのデータサイズと同サイズに設定されている（つまりこのＤＭＡ転送手段５は、１回のデータ転送で揮発性メモリ９の上記の各記憶領域１つ分のデータを転送する事ができる）。そこで、このＤＭＡ転送手段５は、データを所定サイズに分割して複数回に分けて転送する場合に、１回目のデータ転送（ＤＭＡ転送）は、図２の様に第１コンパレータ３からの割込要求信号に応じて起動して行い、２回目以降のデータ転送（ＤＭＡ転送）は、図３の様に不揮発性メモリ１１からの割込要求信号に応じて起動して行う様になっている。これにより複数回のデータ転送（ＤＭＡ転送）が自動的に連続して行われる。

転送カウンタ５ｄは、ＤＭＡ転送手段５によるデータ転送の回数をカウントするものであり、ＤＭＡ転送手段５がデータ転送を１回行う毎に（即ち揮発性メモリ９の各記憶領域Ｒ１〜Ｒｎのデータを不揮発性メモリ１１に転送する毎に）、カウント数を１つ加算する。これにより転送カウンタ５ｄのカウント数から、揮発性メモリ９のどの記憶領域までデータ転送が行われたかを知る事ができる。

不揮発性メモリ１１は、ＤＭＡ転送手段５による不揮発性メモリ１１への１回のデータ転送（即ちデータ書き込み）が終了すると、書込終了割込要求信号（以後、割込要求信号と呼ぶ）をＤＭＡ転送手段５の起動制御部５ａに出力する。

また、ＤＭＡ転送手段５の起動制御部５ａは、第２コンパレータ４からの割込要求信号に応じて起動し、そしてＣＰＵ７にバス１３へのアクセス要求信号を出力し、その結果、ＣＰＵ７からバス１３へのアクセス許可信号を受信すると、図５の様に、その起動時点のデータ退避（即ち揮発性メモリ９から不揮発性メモリ１１へのデータ転送）の進捗状況に関するデータ（以後、進捗状況データと呼ぶ）をバス１３経由で不揮発性メモリ１１に転送（保存）する。

尚、起動制御部５ａは、第２コンパレータ４からの割込要求信号を受信した際に、揮発性メモリ９の記憶領域Ｒｉ内のデータを不揮発性メモリ１１の記憶領域Ｓｉに転送（即ち退避）している最中の場合は、そのデータの転送を終了して起動終了した後に、第２コンパレータ４からの当該割込要求信号に応じた起動を行う。

尚、上記の進捗状況データとしては、例えばＤＭＡ転送設定データが用いられる。より詳細には、転送元アドレスレジスタ５ｂまたは転送先アドレスレジスタ５ｃに設定された各アドレスデータのうちの当該起動時点での最後のデータ転送（データ退避）で使用されたもの、または当該起動時点の転送カウンタ５ｄのカウントデータが用いられる。

不揮発性メモリ１１は、ＤＭＡ転送手段５による不揮発性メモリ１１への上記の進捗状況データの転送（即ち書き込み）が終了すると、上記の書込終了割込要求信号（以後、割込要求信号と呼ぶ）をＤＭＡ転送手段５の起動制御部５ａに出力する。

ＣＰＵ７は、マイコン装置１の使用目的に応じて設定された処理を実行する他に、ＤＭＡ転送手段５からのバス１３へのアクセス要求に応じてバス調停を行う。より詳細には、ＣＰＵ７は、ＤＭＡ転送手段５からのバス１３へのアクセス要求信号を受信すると、優先的にＤＭＡ転送手段５にバス１３へのアクセス許可を与える（即ち優先的にＤＭＡ転送手段５にバス１３へのアクセス許可信号を出力する）。これによりＣＰＵ７は、実行中の命令がある場合は、その命令を最後まで終了するのを待たずに（例えば実行中の命令においてデータの読み出しが終わった段階でそのデータの書き込みを中止して）、優先的にＤＭＡ転送手段５にバス１３へのアクセス許可を与える。

次にこのマイコン装置１Ｂの動作を説明する。

第１コンパレータ３により電源電圧Ｖddが第１基準電圧Ｖref1よりも低下した事が検出されると、第１コンパレータ３からＤＭＡ転送手段５に割込要求信号が出力され、この割込要求信号によりＤＭＡ転送手段５が起動される（１回目の起動）。

そしてその起動後、ＤＭＡ転送手段５からＣＰＵ７にバス１３へのアクセス要求信号が出力され、このアクセス要求信号に応じてＣＰＵ７により優先的にＤＭＡ転送手段５にアクセス許可信号が出力される。

そしてそのアクセス許可信号がＤＭＡ転送手段５に受信されると、ＤＭＡ転送手段５により、揮発性メモリ９から不揮発性メモリ１１へのデータ退避が開始される。即ちＤＭＡ転送手段５により揮発性メモリ９の記憶領域Ｒ１内のデータ（１回の可能なデータ転送量）が不揮発性メモリ１１の記憶領域Ｓ１に転送（退避）され、その転送が終了すると（即ち不揮発性メモリ１１へのデータの書き込みが終了すると）、ＤＭＡ転送手段５が起動終了すると共に、不揮発性メモリ１１からＤＭＡ転送手段５に書込終了割込要求信号が出力される。そしてこの書込終了割込要求信号に応じてＤＭＡ転送手段５が再び起動される。

そしてＤＭＡ転送手段５が再び起動すると、上記の１回目の起動の場合と同様の処理手順で、ＤＭＡ転送手段５により揮発性メモリ９の次の記憶領域Ｒ２内のデータ（１回の可能なデータ転送量）が不揮発性メモリ１１の記憶領域Ｓ２に転送（退避）され、その転送が終了すると、ＤＭＡ転送手段５が起動終了すると共に、不揮発性メモリ１１からＤＭＡ転送手段５に書込終了割込要求信号が出力されてＤＭＡ転送手段５が再び起動される。

そして以降、同様の処理が繰り返されて、ＤＭＡ転送手段５により揮発性メモリ９の残りの記憶領域Ｒ３〜Ｒｎ内のデータが順に不揮発性メモリ１１の各記憶領域Ｓ３〜Ｓｎに転送される。そして最終的に揮発性メモリ９の全ての記憶領域Ｒ１〜Ｒｎ内のデータが不揮発性メモリ１１に転送されると、不揮発性メモリ１１からの書込終了割込要求信号に対してＤＭＡ転送手段５は起動せず、これによりＤＭＡ転送手段５によるデータ退避が終了する。

以上の様に構成されたマイコン装置１Ｂによれば、第１コンパレータ３からの割込要求信号によりＤＭＡ転送手段５が起動され、ＤＭＡ転送手段５により揮発性メモリ９内のデータが不揮発性メモリ１１に転送（即ち退避）されるので、従来の場合（ＣＰＵ７においてデータ退避用の割り込みハンドラを起動してデータ転送する場合）よりも高速に、割り込みによるデータ退避を行う事ができる。

またＤＭＡ転送手段５は、不揮発性メモリ１１へのデータ書込終了時に不揮発性メモリ１１から出力される割込要求信号に応じて起動するので、データ転送を連続して行う場合において、２回目以降の各データ転送を、その前回のデータ転送の際のデータ書込終了に応じて自動的に行う事ができる。

更に、電源電圧Ｖddが第２基準電圧Ｖref2よりも低下した時に、その時のデータ退避の進捗状況に関するデータがＤＭＡ転送手段５から不揮発性メモリ１１に転送（保存）することができる。

尚、第２基準電圧Ｖref2は、第１基準電圧Ｖref1よりも低い電圧（Ｖref2＜Ｖref1）で且つマイコン装置１Ｂが確実に動作する電圧とする。

図４の様に更に電源電圧Ｖddが低下し、第２コンパレータ４により電源電圧Ｖddが第２基準電圧Ｖref2よりも低下した事が検出されると、第２コンパレータ４からＤＭＡ転送手段５に割込要求信号が出力され、この割込要求信号によりＤＭＡ転送手段５が起動される。尚、その割込要求信号がＤＭＡ転送手段５に受信された際、ＤＭＡ転送手段５により揮発性メモリ９の記憶領域Ｒｉ内のデータが不揮発性メモリ１１の記憶領域Ｓｉに転送されている最中の場合は、そのデータの転送が終了してＤＭＡ転送手段５が起動終了した後に、その割込要求信号に応じてのＤＭＡ転送手段５の起動が行われる。

そしてその起動後、ＤＭＡ転送手段５からＣＰＵ７にバス１３へのアクセス要求信号が出力され、このアクセス要求信号に応じてＣＰＵ７により優先的にＤＭＡ転送手段５にアクセス許可信号が出力されて、そのアクセス許可信号がＤＭＡ転送手段５に受信されると、ＤＭＡ転送手段５により、その起動時点のデータ退避の進捗状況に関する進捗状況データがバス１３経由で不揮発性メモリ１１に転送される。

そしてその転送（即ち書き込み）が終了すると、ＤＭＡ転送手段５が起動終了すると共に、不揮発性メモリ１１からＤＭＡ転送手段５に書込終了割込要求信号が出力され、その書込終了割込要求信号がＤＭＡ転送手段５に受信される。

そして、その受信時点で揮発性メモリ９内にデータが残っている場合は、不揮発性メモリ１１からのその書込終了割込要求信号に応じてＤＭＡ転送手段５が起動されて、実施の形態１の様に、揮発性メモリ９内の残りのデータが不揮発性メモリ１１に順に退避される。他方、その受信時点で揮発性メモリ９内にデータが残っていない場合は、不揮発性メモリ１１からのその書込終了割込要求信号に対してＤＭＡ転送手段５は起動せず、これによりＤＭＡ転送手段５によるデータ退避が終了する。

以上の様に構成されたマイコン装置１Ｂによれば、実施の形態１と同様の効果を得る他、ＤＭＡ転送手段５は、第２コンパレータ４からの割込要求信号に応じて起動し、その起動時点のデータ退避（揮発性メモリ９から不揮発性メモリ１１へのデータ転送）の進捗状況に関する進捗状況データを不揮発性メモリ１１に転送するので、不揮発性メモリ１１に転送された進捗状況データに基づき、不揮発性メモリ１１に退避されたデータのうち、どこまでのデータが、電源電圧Ｖddが第２基準電圧Ｖref2以上のときに退避されたものか（即ち正常にデータ退避されたものか）を識別でき、不揮発性メモリ１１に退避されたデータの信頼性を高める事ができる。

また上記の進捗状況データは、転送元アドレスレジスタ５ｂまたは転送先アドレスレジスタ５ｃに設定された各アドレスデータのうちの当該起動時点での最後のデータ転送で使用されたもの、または当該起動時点の転送カウンタ５ｄのカウントデータであるので、適切にどこまでのデータが正常にデータ退避できたかを識別できる。

実施の形態２に係るマイコン装置１Ｂの構成概略図である。第１コンパレータ３からの割込要求信号により揮発性メモリ９内のデータを不揮発性メモリ１１にＤＭＡ転送する場合を示す図である。不揮発性メモリ１１からの書込終了割込要求信号により揮発性メモリ９内のデータを不揮発性メモリ１１にＤＭＡ転送する場合を示す図である。電源電圧Ｖddと揮発性メモリ９内のデータの退避タイミングと進捗状況データの不揮発性メモリ１１への転送タイミングとを示す図である。第２コンパレータ４からの割込要求信号により進捗状況データをＤＭＡ転送手段５から不揮発性メモリ１１にＤＭＡ転送する場合を示す図である。

符号の説明

１Ｂマイコン装置、３第１コンパレータ、４第２コンパレータ、５ＤＭＡ転送手段、５ａ起動制御部、５ｂ転送元アドレスレジスタ、５ｃ転送先アドレスレジスタ、５ｄ転送カウンタ、７ＣＰＵ、９揮発性メモリ、１１不揮発性メモリ、１３バス、Ｒ１〜Ｒｎ揮発性メモリ９の記憶領域、Ｓ１〜Ｓｎ不揮発性メモリ１１の記憶領域、Ｖdd 電源電圧、Ｖref1 第１基準電圧、Ｖref2 第２基準電圧。

Claims

揮発性メモリと不揮発性メモリとがバス接続されてなるマイコン装置において、
電源電圧と第１基準電圧とを比較し、電源電圧が第１基準電圧よりも低下した時に割込要求信号を出力する第１コンパレータと、電源電圧と前記第１基準電圧よりも低い第２基準電圧とを比較し、電源電圧が第２基準電圧よりも低下した時に割込要求信号を出力する第２コンパレータを更に備え、
前記第１コンパレータからの前記割込要求信号と前記第２コンパレータからの前記割込要求信号に応じて起動し、バス経由で前記揮発性メモリ内のデータを前記不揮発性メモリに転送するＤＭＡ（Direct Memory Access）転送手段と、
を備えることを特徴とするマイコン装置。
前記ＤＭＡ転送手段によるデータ転送を連続して行う場合において、
前記ＤＭＡ転送手段は、前記不揮発性メモリへのデータ書込終了時に前記不揮発性メモリから出力される割込要求信号に応じて起動し、バス経由で前記揮発性メモリ内のデータを前記不揮発性メモリに転送することを特徴とする請求項１に記載のマイコン装置。
前記ＤＭＡ転送手段は、前記第２コンパレータからの前記割込要求信号に応じて起動し、その起動時点の前記揮発性メモリから前記不揮発性メモリへのデータ転送の進捗状況に関する進捗状況データを前記不揮発性メモリに転送することを特徴とする請求項１に記載のマイコン装置。
前記進捗状況データは、転送元アドレスレジスタまたは転送先アドレスレジスタに設定された各アドレスデータのうちの当該起動時点での最後のデータ転送で使用されたもの、またはその起動時点の転送カウンタのカウントデータであることを特徴とする請求項３に記載のマイコン装置。