JP2012222614A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の外部端子に対する初期設定若しくはプリセットに関し、例えばマイクロコンピュータ若しくはデータプロセッサなどのデータ処理デバイスにおける異常発生時の外部端子に対する初期化機能に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an initial setting or preset for an external terminal of a semiconductor device, and relates to a technique effective when applied to an initialization function for an external terminal when an abnormality occurs in a data processing device such as a microcomputer or a data processor.
特許文献1には、電源投入時の初期化動作の一環として、不揮発性メモリの制御データでスイッチ制御されるスイッチを用いて入出力ポートの入力状態を選択的にプルアップまたはプルダウン状態にすることができる半導体装置について記載される。これにより、半導体装置にプルアップ回路又はプルダウン回路を外付けすることを要しない。更に制御データを変更することによって入出力ポートの初期状態を可変に設定することが可能になる。
In
特許文献1に記載の技術は電源投入時の初期化動作において入出力ポートの初期状態を決定するものであり、一度状態が決定されれば、その状態は電源が遮断されるまで維持される。初期設定後の変更については特に考慮されていない。本発明者は、電源投入時の初期化だけでなく、割り込みや例外の発生、電源電圧の不所望な低下等の事象がデータ処理途上で発生したとき、それに応じてモード端子や制御端子などの外部端子の入出力状態をプログラマブルに制御することについて検討した。即ち、半導体装置が実行するプログラムの種類毎、さらには発生した異常の種類毎など、状況に合わせて所望の外部端子の状態を固定できるようにすることがシステム構成さらにはシステム動作の柔軟性を高めることが可能になると認識した。特許文献1ではそのような観点について全く着眼されていない。
The technique described in
本発明の目的は、実行するプログラムの種類又は発生する異常の種類などの、動作開始後の状況に合わせて外部端子の状態をプログラムブルに設定することができる半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the state of an external terminal can be set in a programmable manner in accordance with the situation after the start of operation, such as the type of program to be executed or the type of abnormality that occurs.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
すなわち、プログラム処理回路によるデータ処理状態、前記プログラム処理回路が実行するプログラム若しくはデータ処理の種類、あるいはデータ処理による異常の種別毎に、異常発生時の入出力端子の端子状態を制御する制御データを予め不揮発性記憶部に保存し、プログラム実行前若しくはプログラムの実行時に逐次に不揮発性記憶部に前記制御データを特定する検索キーを設定する。異常が発生した場合は、当該検索キーに基づいて参照された制御データに従って、入出力端子の状態をプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に設定する。 That is, for each data processing state by the program processing circuit, a type of program or data processing executed by the program processing circuit, or for each type of abnormality due to data processing, control data for controlling the terminal state of the input / output terminals when an abnormality occurs A search key is stored in advance in the non-volatile storage unit, and a search key for specifying the control data is sequentially set in the non-volatile storage unit before or during execution of the program. When an abnormality occurs, the state of the input / output terminal is set to a pull-up, pull-down, high impedance, or previous value holding state in accordance with the control data referred to based on the search key.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、実行するプログラムの種類又は発生する異常の種類などの、動作開始後の状況に合わせて外部端子の状態をプログラマブルに固定することができる。したがって、半導体装置が認識した異常やそのとき当該半導体装置が実行中のプログラムに応じて、当該半導体装置の外部端子に接続された周辺回路の状態、更には当該半導体装置自らの状態を所要の状態に制御することができる。 That is, the state of the external terminal can be fixed in a programmable manner according to the situation after the start of operation, such as the type of program to be executed or the type of abnormality that occurs. Therefore, depending on the abnormality recognized by the semiconductor device and the program currently being executed by the semiconductor device, the state of the peripheral circuit connected to the external terminal of the semiconductor device, and further the state of the semiconductor device itself is a required state. Can be controlled.
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.
〔1〕<所定事象発生時の内部状態に応じた外部端子の設定、ハード依存>
本発明の代表的な実施の形態に係る半導体装置(100)は、複数個の外部端子(106)と、前記外部端子に接続されたインタフェース部(105)と、前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部(132)と、を有する。更に前記半導体装置は、前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、及びその他のデータ処理を行うデータ処理部(101)と、前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部(140)と、を有する。前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路(110)と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路(111)と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路(112)とを有する。前記不揮発性記憶部は、前記外部端子の状態を指定するための状態指定コードを検索キーとする制御データのルックアップテーブル(141)を格納する領域を有し、前記データ処理部によるデータ処理に従って予め前記状態指定コードが格納され、前記データ処理部から所定事象の発生が通知されたとき前記データ処理に従って予め格納された前記状態指定コードを用いて前記ルックアップテーブルから制御データを読み出す。前記インタフェース制御部は前記読み出された前記制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する。
[1] <External terminal setting according to the internal state when a predetermined event occurs, depending on hardware>
A semiconductor device (100) according to a representative embodiment of the present invention includes a plurality of external terminals (106), an interface unit (105) connected to the external terminals, and interface control for controlling the interface unit. Part (132). Further, the semiconductor device is connected to the data processing unit and a data processing unit (101) for processing an input signal input from the interface control unit, generating an output signal output from the interface unit, and other data processing A non-volatile storage unit (140). The interface unit includes a tristate output buffer circuit (110) having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit (111) having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and the predetermined A terminal state setting circuit (112) that is connected to the external terminal and selectively sets the external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state; The non-volatile storage unit has an area for storing a control data look-up table (141) using a state specification code for specifying the state of the external terminal as a search key, and according to data processing by the data processing unit The state designation code is stored in advance, and when the occurrence of a predetermined event is notified from the data processing unit, control data is read from the lookup table using the state designation code stored in advance according to the data processing. The interface control unit controls the tristate output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to the read control data to determine the state of the predetermined external terminal.
これにより、ルックアップテーブルを用意し、データ処理部によるデータ処理に従って予め状態指定コードを格納し、異常発生時などには当該状態指定コードを用いてルックアップテーブルを参照するから、実行するデータ処理状況に合わせて外部端子の状態をプログラマブルに設定することができる。特に、検索キーを用いたルックアップテーブルの検索と検索した制御データの入出力制御回路への供給を不揮発性記憶部が自立的に行うから、その処理には所定事象発生時にデータ処理部の健全性を担保しておくことを要しない。したがって、半導体装置が認識した異常やそのとき当該半導体装置が実行中のプログラムに応じて、当該半導体装置の外部端子に接続された周辺回路の状態、更には当該半導体装置自らの状態を所要の状態に制御することができる。 As a result, a lookup table is prepared, the state designation code is stored in advance according to the data processing by the data processing unit, and when the abnormality occurs, the lookup table is referenced using the state designation code. The state of the external terminal can be set in a programmable manner according to the situation. In particular, the non-volatile storage unit autonomously searches the lookup table using the search key and supplies the retrieved control data to the input / output control circuit. It is not necessary to secure sex. Therefore, depending on the abnormality recognized by the semiconductor device and the program currently being executed by the semiconductor device, the state of the peripheral circuit connected to the external terminal of the semiconductor device, and further the state of the semiconductor device itself is a required state. Can be controlled.
〔2〕<予め不揮発性レジスタに格納された状態指定コードを異常発生時に用いる>
項1の半導体装置において、前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部によって前記状態指定コードを書き込み可能な不揮発性の状態指定コードレジスタ(143)を有し、前記データ処理部から所定事象の発生が通知されたとき前記状態指定コードレジスタの状態指定コードを用いて前記ルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する。
[2] <Use state designation code stored in nonvolatile register in advance when an abnormality occurs>
2. The semiconductor device according to
これによれば、データ処理の種別ごとにそれに対応する所定事象発生時の状態指定コードを不揮発性の状態指定コードレジスタにあらかじめ書き込めばよいから、予め設定された状態指定コードが所定事象の発生時によって失われたり変化されたりする事態の発生を未然に防止することができる。 According to this, since the state designation code corresponding to the occurrence of the predetermined event corresponding to each type of data processing has only to be written in the nonvolatile state designation code register in advance, the preset state designation code is used when the predetermined event occurs. It is possible to prevent the occurrence of a situation that is lost or changed by this.
〔3〕<データ処理部がデータ処理の一環として不揮発性のレジスタに制御コードをセット>
項2の半導体装置において、前記データ処理部はデータ処理の一環として、当該データ処理の先頭で所要の状態指定コードを予め前記状態指定コードレジスタに書き込む。
[3] <Data processing unit sets control code in nonvolatile register as part of data processing>
In the semiconductor device according to
これによれば、データ処理部はデータ処理の種別ごとにそれに対応する所定事象発生時の状態指定コードを不揮発性記憶部に書き込む操作を負担すればよい。 According to this, the data processing part should just bear operation which writes the state designation | designated code at the time of the predetermined event corresponding to each classification of data processing in a non-volatile memory | storage part.
〔4〕<トライステート出力バッファをHiZにして端子状態を設定>
項3の半導体装置において、前記インタフェース制御部は、前記制御データに従って前記トライステート出力バッファをハイインピーダンスにして前記端子状態設定回路をプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態とすることにより前記所定の外部端子の状態を決定する。
[4] <Set tristate output buffer to HiZ and set pin state>
In the semiconductor device according to
所定の事象が発生したときトライステート出力バッファがどの状態にあっても、制御データが指示する状態に外部入出力端子を安定化させることが容易になる。 Regardless of the state of the tristate output buffer when a predetermined event occurs, it becomes easy to stabilize the external input / output terminal to the state indicated by the control data.
〔5〕<電源電圧低下に応じた端子状態の設定>
項3の半導体装置において、前記所定の事象が電源検出器(152)によって検出される電源電圧の所定電圧以下への変化であるとき、前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部から前記電源電圧の所定電圧以下への変化が通知されることにより、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する。
[5] <Pin state setting according to power supply voltage drop>
In the semiconductor device according to
電源電圧の所定電圧以下への変化に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to the change of the power supply voltage to a predetermined voltage or less.
〔6〕<所定の割り込み要因又は例外要因に応じた端子状態の設定>
項3の半導体装置において、前記所定の事象が所定の割り込み要因又は例外要因であるとき、前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部から前記所定の割り込み要因又は例外要因の発生が通知されることにより、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する。
[6] <Pin state setting according to a predetermined interrupt factor or exception factor>
In the semiconductor device according to
所定の割り込み要因又は例外要因の発生に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to occurrence of a predetermined interrupt factor or exception factor.
〔7〕<所定事象発生時の命令実行アドレスと当該事象発生要因に基づく外部端子の設定、ハード依存>
本発明の別の実施の形態に係る半導体装置(200)は、複数個の外部端子(106)と、前記外部端子に接続されたインタフェース部(105)と、前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部(132)と、を有する。更に前記半導体装置は、前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、命令を実行するプログラム処理及びその他のデータ処理を行うデータ処理部(201)と、前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部(240)と、を有する。前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路(110)と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路(111)と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路(112)とを有する。前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部による現在の実行命令アドレスを捕捉するための命令アドレス情報を逐次保持する不揮発性の実行アドレスレジスタ(243)を格納する領域を有する。更に前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部が実行するプログラムアドレス範囲毎に、その範囲のプログラムの実行中に想定される所定事象の発生要因に外部端子の状態指定コードを対応付けた第1ルックアップテーブル(244)と、前記状態指定コードを検索キーとする制御データの第2ルックアップテーブル(241)と、を格納する領域を有する。更に前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部から所定事象の発生が通知されたとき前記実行アドレスレジスタの命令アドレス情報及び当該所定事象の発生要因に基づいて前記第1ルックアップテーブルから状態指定コードを取得すると共に取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出してインタフェース制御部に与える。前記インタフェース制御部は、与えられた制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する。
[7] <Instruction execution address when a predetermined event occurs and external terminal setting based on the event occurrence factor, hardware-dependent>
A semiconductor device (200) according to another embodiment of the present invention includes a plurality of external terminals (106), an interface unit (105) connected to the external terminals, and an interface control unit that controls the interface unit. (132). Further, the semiconductor device includes a data processing unit (201) that performs processing of an input signal input from the interface control unit, generation of an output signal output from the interface unit, program processing for executing an instruction, and other data processing; A nonvolatile storage unit (240) connected to the data processing unit. The interface unit includes a tristate output buffer circuit (110) having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit (111) having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and the predetermined A terminal state setting circuit (112) that is connected to the external terminal and selectively sets the external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state; The non-volatile storage unit has an area for storing a non-volatile execution address register (243) that sequentially holds instruction address information for capturing a current execution instruction address by the data processing unit. Further, the nonvolatile storage unit is configured to associate a state designation code of an external terminal with a cause of occurrence of a predetermined event assumed during execution of a program in the range for each program address range executed by the data processing unit. It has an area for storing a lookup table (244) and a second lookup table (241) of control data using the state designation code as a search key. Further, when the occurrence of a predetermined event is notified from the data processing unit, the non-volatile storage unit receives a state designation code from the first lookup table based on the instruction address information of the execution address register and the occurrence factor of the predetermined event. And the control data is read from the second look-up table using the acquired state designation code and provided to the interface control unit. The interface control unit controls the tristate output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to the given control data to determine the state of the predetermined external terminal.
これにより、第1及び第2ルックアップテーブルを予め不揮発性メモリ部に用意し、データ処理の進行とともに実行アドレスレジスタの情報を実行アドレスのアドレス情報に書き換えてゆき、異常発生時などにはその実行アドレス情報に基づいて第1及び第2ルックアップテーブルを参照するから、実行するデータ処理状況に合わせて外部端子の状態をプログラマブルに設定することができる。特に、第1及び第2ルックアップテーブルを用いた制御データの検索と検索した制御データの入出力制御回路への供給を不揮発性記憶部が自立的に行うから、その処理には所定事象発生時にデータ処理部の健全性を担保しておくことを要しない。したがって、半導体装置が認識した異常やそのとき当該半導体装置が実行中のプログラムに応じて、当該半導体装置の外部端子に接続された周辺回路の状態、更には当該半導体装置自らの状態を所要の状態に制御することができる。 As a result, the first and second look-up tables are prepared in the non-volatile memory portion in advance, and the information in the execution address register is rewritten with the address information of the execution address as the data processing proceeds. Since the first and second lookup tables are referred to based on the address information, the state of the external terminal can be set in a programmable manner according to the data processing status to be executed. In particular, the non-volatile storage unit autonomously searches for control data using the first and second look-up tables and supplies the retrieved control data to the input / output control circuit. There is no need to ensure the soundness of the data processing department. Therefore, depending on the abnormality recognized by the semiconductor device and the program currently being executed by the semiconductor device, the state of the peripheral circuit connected to the external terminal of the semiconductor device, and further the state of the semiconductor device itself is a required state. Can be controlled.
〔8〕<MRAMで構成された実行アドレスレジスタ>
項7の半導体装置において前記実行アドレスレジスタはMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)である。
[8] <Execution address register configured with MRAM>
In the semiconductor device of
命令実行サイクルに同期した命令アドレスの高速な書き換えが可能である。 The instruction address can be rewritten at high speed in synchronization with the instruction execution cycle.
〔9〕<トライステート出力バッファをHiZにして端子状態を設定>
項7の半導体装置において、前記インタフェース制御部は、前記制御データに従って前記トライステート出力バッファをハイインピーダンスにして前記端子状態設定回路をプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態とすることにより前記所定の外部端子の状態を決定する。
[9] <Set the terminal state by setting the tristate output buffer to HiZ>
In the semiconductor device according to
所定の事象が発生したときトライステート出力バッファがどの状態にあっても、制御データが指示する状態に外部入出力端子を容易に安定化させることが可能になる。 It is possible to easily stabilize the external input / output terminal to the state indicated by the control data regardless of the state of the tristate output buffer when a predetermined event occurs.
〔10〕<電源電圧低下に応じた端子状態の設定>
項7の半導体装置において、前記所定の事象の発生要因が電源検出器によって検出される電源電圧の所定電圧以下への変化であるとき、前記不揮発性メモリ部は、前記所定電圧以下への変化による割り込み要因の発生が前記データ処理部から通知されることにより、前記実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得する。そして、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを取得して前記インタフェース部に出力する。
[10] <Setting of terminal state according to power supply voltage drop>
In the semiconductor device according to
電源電圧の所定電圧以下への変化に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to the change of the power supply voltage to a predetermined voltage or less.
〔11〕<所定の割り込み要因又は例外要因に応じた端子状態の設定>
項7の半導体装置において、前記所定の事象の発生要因が所定の割り込み要因又は例外要因であるとき、前記不揮発性記憶部は、前記所定の割り込み要因又は例外要因の発生が前記データ処理部から通知されると、そのときの実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得する。そして、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出して前記インタフェース部に出力する。
[11] <Pin state setting according to predetermined interrupt factor or exception factor>
In the semiconductor device according to
所定の割り込み要因又は例外要因の発生に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to occurrence of a predetermined interrupt factor or exception factor.
〔12〕<所定事象発生時の内部状態に応じた外部端子の設定、ソフト依存>
本発明の更に別の形態に係る半導体装置(300)は、複数個の外部端子と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部と、前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、及びその他のデータ処理を行うデータ処理部(101A)と、前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部(140A)と、を有する。前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路とを有する。前記不揮発性記憶部は前記外部端子の状態を指定するための状態指定コードを検索キーとする制御データのルックアップテーブルを格納する領域を有する。前記データ処理部は、データ処理に従って予め前記状態指定コードを不揮発性記憶部に格納し、所定の事象の発生が通知されたとき、前記不揮発性記憶部に予め格納されている前記状態指定コードを用いて前記ルックアップテーブルから制御データを読み出す。前記インタフェース制御部は前記読み出された前記制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する。
[12] <External terminal setting according to internal state when a predetermined event occurs, software dependent>
A semiconductor device (300) according to still another embodiment of the present invention includes a plurality of external terminals, an interface unit connected to the external terminals, an interface control unit that controls the interface unit, and the interface control unit. A data processing unit (101A) that performs processing of input signals, generation of output signals output from the interface unit, and other data processing; a non-volatile storage unit (140A) connected to the data processing unit; Have The interface unit includes a tristate output buffer circuit having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and a predetermined external terminal connected to the interface unit. And a terminal state setting circuit for selectively setting the external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state. The nonvolatile storage unit has an area for storing a control data look-up table using a state designation code for designating the state of the external terminal as a search key. The data processing unit stores the state designation code in the nonvolatile storage unit in advance according to data processing, and when the occurrence of a predetermined event is notified, the state designation code stored in the nonvolatile storage unit is stored in advance. To read control data from the lookup table. The interface control unit controls the tristate output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to the read control data to determine the state of the predetermined external terminal.
項12の半導体装置は項1の半導体装置に比べて状態指定コードによるルックアップテーブルの検索をデータ処理部で行う点が相違される。したがって、不揮発性記憶部は状態指定コードによるルックアップテーブルの検索機能を備えることを要せず、データ処理部を流用してソフトウェア処理で対処する事ができる。よって、所定事象発生時でもデータ処理部の健全性が担保されていることが前提となり、所定事象発生によってデータ処理部のデータ処理が還元に不能になるような事象の発生には対応することができない。その他の点ついては項1と同様の作用効果を奏する。
The semiconductor device according to
〔13〕<予め不揮発性レジスタに格納された状態指定コードを異常発生時に用いる>
項12の半導体装置において、前記不揮発性記憶部は前記データ処理部によって前記状態指定コードを書き込み可能な不揮発性の状態指定コードレジスタ(143)を有する。前記データ処理部は所定事象の発生を検出したとき前記状態指定コードレジスタの状態指定コードを用いて前記ルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する。
[13] <Use state designation code stored in advance in nonvolatile register when abnormality occurs>
In the semiconductor device according to
これによれば、データ処理の種別ごとにそれに対応する所定事象発生時の状態指定コードを不揮発性の状態指定コードレジスタにあらかじめ書き込めばよいから、予め設定された状態指定コードが所定事象の発生時によって失われたり変化されたりする事態の発生を未然に防止することができる。 According to this, since the state designation code corresponding to the occurrence of the predetermined event corresponding to each type of data processing has only to be written in the nonvolatile state designation code register in advance, the preset state designation code is used when the predetermined event occurs. It is possible to prevent the occurrence of a situation that is lost or changed by this.
〔14〕<データ処理部がデータ処理の一環として不揮発性のレジスタに制御コードをセット>
項13の半導体装置において、前記データ処理部はデータ処理の一環として、当該データ処理の先頭で所要の状態指定コードを予め前記状態指定コードレジスタに書き込む。
[14] <Data processing unit sets control code in nonvolatile register as part of data processing>
In the semiconductor device according to
これによれば、データ処理部はデータ処理の種別ごとにそれに対応する所定事象発生時の状態指定コードを不揮発性記憶部に書き込む操作を負担すればよい。 According to this, the data processing part should just bear operation which writes the state designation | designated code at the time of the predetermined event corresponding to each classification of data processing in a non-volatile memory | storage part.
〔15〕<トライステート出力バッファをHiZにして端子状態を設定>
項14の半導体装置において、前記インタフェース制御部は、前記制御データに従って前記トライステート出力バッファをハイインピーダンスにして前記端子状態設定回路をプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態とすることにより前記所定の外部端子の状態を決定する。
[15] <Set the terminal state by setting the tristate output buffer to HiZ>
14. The semiconductor device according to item 14, wherein the interface control unit sets the terminal state setting circuit in a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state by setting the tri-state output buffer to high impedance according to the control data. The state of a predetermined external terminal is determined.
所定の事象が発生したときトライステート出力バッファがどの状態にあっても、制御データが指示する状態に外部入出力端子を安定化させることが容易になる。 Regardless of the state of the tristate output buffer when a predetermined event occurs, it becomes easy to stabilize the external input / output terminal to the state indicated by the control data.
〔16〕<電源電圧低下に応じた端子状態の設定>
項14の半導体装置において、前記所定の事象が電源検出器によって検出される電源電圧の所定電圧以下への変化であるとき、前記データ処理部は電源検出器の出力により前記電源電圧の所定電圧以下への変化を判別することにより、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する。
[16] <Setting of terminal state according to power supply voltage drop>
14. In the semiconductor device according to Item 14, when the predetermined event is a change of a power supply voltage detected by a power supply detector to a predetermined voltage or less, the data processing unit outputs the power supply detector below a predetermined voltage of the power supply voltage or less. The control data retrieved from the look-up table using the state designation code stored in the state designation code register is output to the interface unit.
電源電圧の所定電圧以下への変化に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to the change of the power supply voltage to a predetermined voltage or less.
〔17〕<所定の割り込み要因又は例外要因に応じた端子状態の設定>
項14の半導体装置において、前記所定の事象が所定の割り込み要因又は例外要因であるとき、前記データ処理部は前記所定の割り込み要因による割り込み処理又は所定の例外要因による例外処理によって、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する。
[17] <Pin state setting according to predetermined interrupt factor or exception factor>
14. In the semiconductor device according to Item 14, when the predetermined event is a predetermined interrupt factor or an exception factor, the data processing unit performs the state designation code by an interrupt process using the predetermined interrupt factor or an exception process using a predetermined exception factor. The control data retrieved from the lookup table using the state designation code held by the register is output to the interface unit.
所定の割り込み要因又は例外要因の発生に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to occurrence of a predetermined interrupt factor or exception factor.
〔18〕<所定事象発生時の命令実行アドレスと当該事象発生要因に基づく外部端子の設定、ソフト依存>
本発明の更に別の形態に係る半導体装置(400)は、複数個の外部端子と、前記外部端子に接続されたインタフェース部と、前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部と、を有する。更に前記半導体装置は、前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、命令を実行するプログラム処理及びその他のデータ処理を行うデータ処理部(201A)と、前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部(240A)と、を有する。前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路とを有する。前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部による現在の実行命令アドレスを捕捉するための命令アドレス情報を逐次保持する不揮発性の実行アドレスレジスタ(243)を格納する領域を有する。更に前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部が実行するプログラムアドレス範囲毎に、その範囲のプログラムの実行中に想定される所定事象の発生要因に外部端子の状態指定コードを対応付けた第1ルックアップテーブル(244)と、前記状態指定コードを検索キーとする制御データの第2ルックアップテーブル(241)と、を格納する領域を有する。前記データ処理部は、所定の事象が発生したとき前記実行アドレスレジスタの命令アドレス情報及び当該所定事象の発生要因に基づいて前記第1ルックアップテーブルから状態指定コードを取得すると共に取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出す。前記インタフェース制御部は、読み出された制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する。
[18] <Execution execution address when a predetermined event occurs and external terminal setting based on the event occurrence factor, software dependency>
A semiconductor device (400) according to still another embodiment of the present invention includes a plurality of external terminals, an interface unit connected to the external terminals, and an interface control unit that controls the interface unit. Further, the semiconductor device includes a data processing unit (201A) that performs processing of an input signal input from the interface control unit, generation of an output signal output from the interface unit, program processing for executing an instruction, and other data processing, A nonvolatile storage unit (240A) connected to the data processing unit. The interface unit includes a tristate output buffer circuit having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and a predetermined external terminal connected to the interface unit. And a terminal state setting circuit for selectively setting the external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state. The non-volatile storage unit has an area for storing a non-volatile execution address register (243) that sequentially holds instruction address information for capturing a current execution instruction address by the data processing unit. Further, the nonvolatile storage unit is configured to associate a state designation code of an external terminal with a cause of occurrence of a predetermined event assumed during execution of a program in the range for each program address range executed by the data processing unit. It has an area for storing a lookup table (244) and a second lookup table (241) of control data using the state designation code as a search key. The data processing unit acquires a state designation code from the first lookup table based on instruction address information of the execution address register and a cause of occurrence of the predetermined event when a predetermined event occurs, and the obtained state designation code Is used to read control data from the second look-up table. The interface control unit controls the tri-state output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to the read control data to determine the state of the predetermined external terminal.
項18の半導体装置は項7の半導体装置に比べて命令アドレスに基づく第1及び第2ルックアップテーブルの検索をデータ処理部で行う点が相違される。したがって、不揮発性記憶部は命令アドレスによる第1ルックアップテーブルの検索機能及び状態指定コードによる第2ルックアップテーブルの検索機能を備えることを要せず、データ処理部を流用してソフトウェア処理で対処する事ができる。よって、所定事象発生時でもデータ処理部の健全性が担保されていることが前提となり、所定事象発生によってデータ処理部のデータ処理が完全不能になるような事象の発生には対応することができない。その他の点については項7と同様の作用効果を奏する。
The semiconductor device according to item 18 is different from the semiconductor device according to
〔19〕<MRAMで構成された実行アドレスレジスタ>
項18の半導体装置において前記実行アドレスレジスタはMRAMである。
[19] <Execution address register configured with MRAM>
In the semiconductor device of item 18, the execution address register is MRAM.
命令実行サイクルに同期した命令アドレスの高速な書き換えが可能である。 The instruction address can be rewritten at high speed in synchronization with the instruction execution cycle.
〔20〕<トライステート出力バッファをHiZにして端子状態を設定>
項18の半導体装置において、前記インタフェース制御部は、前記制御データに従って前記トライステート出力バッファをハイインピーダンスにして前記端子状態設定回路をプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態とすることにより前記所定の外部端子の状態を決定する。
[20] <Set the terminal state by setting the tristate output buffer to HiZ>
In the semiconductor device according to Item 18, the interface control unit sets the terminal state setting circuit in a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state by setting the tristate output buffer to high impedance according to the control data. The state of a predetermined external terminal is determined.
所定の事象が発生したときトライステート出力バッファがどの状態にあっても、制御データが指示する状態に外部入出力端子を用意に安定化させることが可能になる。 In any state of the tri-state output buffer when a predetermined event occurs, the external input / output terminal can be readily stabilized to the state indicated by the control data.
〔21〕<電源電圧低下に応じた端子状態の設定>
項18の半導体装置において、前記所定の事象の発生要因が電源検出器によって検出される電源電圧の所定電圧以下への変化であるとき、前記データ処理部は前記所定電圧以下への変化を要因とする割り込み処理によって、そのときの実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得する。そして、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出して前記インタフェース部に出力する。
[21] <Setting of terminal state according to power supply voltage drop>
In the semiconductor device according to Item 18, when the generation factor of the predetermined event is a change of a power supply voltage detected by a power supply detector to a predetermined voltage or less, the data processing unit causes the change to the predetermined voltage or less. The state designation code corresponding to the value of the execution address register and the factor at that time is acquired from the first look-up table. Then, the control data is read from the second look-up table using the acquired state designation code and output to the interface unit.
電源電圧の所定電圧以下への変化に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to the change of the power supply voltage to a predetermined voltage or less.
〔22〕<所定の割り込み要因又は例外要因に応じた端子状態の設定>
項18の半導体装置において、前記所定の事象の発生要因が所定の割り込み要因又は例外要因であるとき、前記データ処理部は前記所定の割り込み要因による割り込み処理又は所定の例外要因による例外処理によって、そのときの実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得する。そして、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを取得して前記インタフェース部に出力する。
[22] <Pin state setting according to predetermined interrupt factor or exception factor>
In the semiconductor device according to Item 18, when the generation factor of the predetermined event is a predetermined interrupt factor or an exception factor, the data processing unit performs the interrupt processing by the predetermined interrupt factor or the exception processing by the predetermined exception factor. The state designation code corresponding to the execution address register value and the factor is obtained from the first lookup table. Then, the control data is acquired from the second look-up table using the acquired state designation code and output to the interface unit.
所定の割り込み要因又は例外要因の発生に応答して所定の外部端子の状態を所望に設定することができる。 The state of the predetermined external terminal can be set as desired in response to occurrence of a predetermined interrupt factor or exception factor.
〔23〕<異常発生時のデータ処理状態に応じて外部端子を設定するシステム>
本発明の更に別の実施の形態に係るデータ処理システムは、データ処理を行う第1半導体装置(100,300)と、前記第1半導体装置に接続されてその制御を受ける第2半導体装置(500〜502)とを有する。前記第1半導体装置は、異常が発生したときに所定の入出力端子の端子状態を前記データ処理の処理毎の状態に応じて制御するための制御データを予め不揮発性メモリ部に保存し、データ処理の処理毎に不揮発性メモリ部に前記制御データを特定する検索キーを逐次設定する。前記第1半導体装置は、前記異常が発生したときは、当該検索キーに基づいて参照した制御データに従って、所定の入出力端子の状態をプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に設定する。前記第2半導体装置は、前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定し、前記第1半導体装置は、前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定する。
[23] <System for setting external terminals according to data processing state at the time of occurrence of abnormality>
A data processing system according to still another embodiment of the present invention includes a first semiconductor device (100, 300) that performs data processing, and a second semiconductor device (500) that is connected to the first semiconductor device and receives control thereof. To 502). The first semiconductor device stores in advance a control data for controlling a terminal state of a predetermined input / output terminal in accordance with a state for each processing of the data processing when an abnormality occurs in the nonvolatile memory unit, A search key for specifying the control data is sequentially set in the nonvolatile memory unit for each processing. When the abnormality occurs, the first semiconductor device sets a state of a predetermined input / output terminal to a pull-up, pull-down, high impedance, or previous value holding state according to control data referred to based on the search key. To do. The second semiconductor device receives a state of a required terminal among the predetermined input / output terminals by an input circuit to determine an internal state, and the first semiconductor device includes a required terminal among the predetermined input / output terminals. Is received by the input circuit to determine the internal state.
これにより、第1半導体装置は実行するデータ処理状況に合わせて外部端子の状態をプログラマブルに固定することができる。したがって、第1半導体装置が認識した異常やそのとき当該半導体装置が実行中のプログラムに応じて、当該第1半導体装置の外部端子に接続された第2半導体装置の状態、更には第1半導体装置自らの状態を所要の状態に制御することができ、異常発生時におけるデータ処理システムの状態をプログラマブルに決定することが可能になる。 Thereby, the first semiconductor device can fix the state of the external terminal in a programmable manner in accordance with the data processing status to be executed. Therefore, the state of the second semiconductor device connected to the external terminal of the first semiconductor device, and further, the first semiconductor device according to the abnormality recognized by the first semiconductor device and the program being executed by the semiconductor device at that time It is possible to control its own state to a required state, and it is possible to programmably determine the state of the data processing system when an abnormality occurs.
〔24〕<異常発生時の発生要因と実行プログラムアドレスに応じて外部端子を設定するシステム>
本発明の更に別の実施の形態に係るデータ処理システムは、データ処理を行う第1半導体装置(200,400)と、前記第1半導体装置に接続されてその制御を受ける第2半導体装置(600〜606)とを有する。前記第1半導体装置は、異常が発生したときに所定の入出力端子の端子状態を前記データ処理のプログラム範囲及びその範囲のプログラムの実行中に想定される所定事象の発生要因に応じて制御するための制御データを予め不揮発性メモリ部に保存し、データ処理の進行に伴って不揮発性メモリ部に前記制御データを特定する検索キーを逐次設定する。前記異常が発生したときは、当該検索キーに基づいて参照した制御データに従って、所定の入出力端子の状態をプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に設定する。前記第2半導体装置は前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定し、前記第1半導体装置は前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定する。
[24] <System for setting external terminals according to the cause of occurrence of an abnormality and the execution program address>
A data processing system according to still another embodiment of the present invention includes a first semiconductor device (200, 400) that performs data processing, and a second semiconductor device (600) that is connected to the first semiconductor device and receives control thereof. 606). When an abnormality occurs, the first semiconductor device controls a terminal state of a predetermined input / output terminal according to a program range of the data processing and a generation factor of a predetermined event assumed during execution of the program in the range. The control data for storing the control data is stored in advance in the nonvolatile memory unit, and a search key for specifying the control data is sequentially set in the nonvolatile memory unit as data processing proceeds. When the abnormality occurs, the state of a predetermined input / output terminal is set to a pull-up, pull-down, high impedance, or previous value holding state according to control data referred to based on the search key. The second semiconductor device receives a state of a required terminal among the predetermined input / output terminals by an input circuit to determine an internal state, and the first semiconductor device is a state of the required terminal among the predetermined input / output terminals. Is received by the input circuit to determine the internal state.
項23のデータ処理システムに対して第1半導体装置は異常が発生したときに所定の入出力端子の端子状態を前記データ処理の処理状態だけでなく異常の種別にも応じて制御するための制御データを不揮発性メモリ部に保存する点が相違され、その相違点故に、項23よりもきめ細かく外部端子の状態をプログラマブルに設定することが可能である。 Control for controlling the terminal state of a predetermined input / output terminal according to not only the processing state of the data processing but also the type of abnormality when the abnormality occurs in the first semiconductor device with respect to the data processing system according to Item 23. The difference is that the data is stored in the non-volatile memory section. Because of the difference, the state of the external terminal can be set more finely than the item 23.
2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.
《実施の形態1》
図1には本発明の一実施の形態に係る半導体装置が例示される。同図に示される半導体装置100は特に制限されないが公知のCMOS集積回路製造技術によって単結晶シリコンのような1個の半導体基板に形成される。半導体装置は外部電源電圧Vextとグランド電圧Vssを受けて動作電源とする。
FIG. 1 illustrates a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The
半導体装置100はシステムオンチップのシステムLSI又はマイクロコンピュータのようなプログラム処理機能を備えたデータ処理デバイスとして構成される。半導体装置100のデータ処理部としてのコアロジック(CRLGC)101は、特に制限されないが、命令を実行するCPU(中央処理装置)、CPUで処理可能なデータ処理機能の一部を負担するアクセラレータ、CPU等のワーク領域として利用されるRAM、及びタイマやDMAC(ダイレクトメモリアクセスコントローラ)などのCPUの周辺回路を備える。コアロジック101のCPUはメモリバス103を介して接続されたプログラムメモリ102から命令をフェッチして実行する。
The
図1には代表的に一つの外部インタフェース部(EXIF)105が例示される。外部インタフェース部105には対応する外部端子106が接続される。外部インタフェース部105は、対応する外部端子106に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路110、前記外部端子106に入力端子が接続された入力バッファ回路111、端子状態設定回路112、及びトライステート出力バッファ回路110のイネーブル信号生成回路113を備える。
FIG. 1 typically illustrates one external interface unit (EXIF) 105. A corresponding
端子状態設定回路112は、前記外部端子106に接続され選択スイッチ120を介して当該外部端子106を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する。プルアップの状態は選択スイッチ120で外部端子106を電源電圧Vextに接続して達成される。プルダウンの状態は選択スイッチ120で外部端子106をグランド電圧Vssに接続して達成される。オープンの状態は選択スイッチ120で外部端子106をフローティングノードNCに接続して達成される。前置保持の状態は選択スイッチ120で外部端子106をスタティックラッチSLATに接続して達成される。トライステート出力バッファ回路110が出力動作可能にされるときは選択スイッチ120はオープン状態を選択する。端子状態設定回路112によって外部端子106をプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定するときトライステート出力バッファ回路110はハイインピーダンス状態にされる。
The terminal
イネーブル信号生成回路113はトライステート出力バッファ回路110を出力動作可能にするとき選択スイッチ121を介して出力イネーブル信号122をハイレベルに、出力動作不可能にするとき選択スイッチ121を介して出力イネーブル信号122をローレベルにする。
The enable
インタフェース制御部(IFCNT)132は選択スイッチ120のスイッチ制御信号130、選択スイッチ121のスイッチ制御信号131を生成する。インタフェース制御部132に対するスイッチ制御の指示はコアロジック101又は不揮発性記憶部140が与える。コアロジック101は、パワーオンリセット若しくはシステムリセットが解除されると、スイッチ制御信号131によって端子状態設定回路112にはフローティングノードNCを選択させる。プログラムメモリ102に格納されているプログラムにしたがったデータ処理動作によって外部端子106から出力動作を行うときはスイッチ制御信号130によりイネーブル信号生成回路113にトライステート出力バッファ回路110による出力動作可能な状態を選択させる。入力動作を行うときはスイッチ制御信号130によりイネーブル信号生成回路113にトライステート出力バッファ回路110のハイインピーダンス状態を選択させる。尚、外部インタフェース部105、外部端子106及びインタフェース制御部132は、特に図示はしないが、半導体装置100に必要な分だけ多数配置されているものと理解されたい。
The interface control unit (IFCNT) 132 generates a
不揮発性記憶部140は半導体装置において所定事象の発生が検出されたとき外部端子106の状態を所定の状態に規制するための制御データの記憶と読み出し制御とを行う。以下その構成について詳述する。
The
不揮発性記憶部140は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを主体に構成され、不揮発性メモリ領域にはルックアップテーブル141と状態指定コードレジスタ(ICREG)143が格納され、それらに対する消去及び書き込み制御及び記憶情報の読み出し制御を行うためのタイミングコントローラ(TMGCNT)142を備える。
The
ルックアップテーブル141は、106に代表される外部端子の状態を指定するための状態指定コードを検索キーとして複数の制御データを格納する。状態指定コードはコアロジック101の内部状態、更には半導体装置100のその他の状態を想定して予め決定しておく。ここで、そのような想定すべき状態とは、コアロジック101によるデータ処理によって引き起こされた割り込みや例外などの状態だけでなく、外部入力端子150を介して外部から入力される特定の信号151によって通知されることによってコアロジック101の内部に発生する状態(例えば外部割込み要求による割り込み発生状態)である。電源検出器(LVD)152による外部電源電圧Vextの不所望なレベル低下の検出信号153で通知されることによってコアロジック101の内部に発生する状態なども考慮する。個々の内部状態毎に前記状態指定コードが割り当てられる。図1では状態1,状態2,…が状態指定コードを意味し、状態指定コード毎に端子1,端子2,…に対応する制御データD11,D12,…が格納される。例えば外部端子106の制御データは状態1のときD11、状態2のときD21となる。ルックアップテーブル141の書き込みは、リセット解除に応答してCPUが外部からダウンロードしてメモリバス103経由で不揮発性メモリ部140に書き込んでも良いし、半導体装置の製造段階で予め書き込んでおき、必要に応じて書き換えるようにしてもよい。
The lookup table 141 stores a plurality of control data using a state designation code for designating the state of an external terminal represented by 106 as a search key. The state designation code is determined in advance assuming the internal state of the
状態指定コードレジスタ(ICREG)143にはCPUが実行するプログラムに従ってメモリバス103経由で状態指定コードが書き込まれる。例えばイベントドリブン方式でプログラムを実行するような場合を想定すると、イベントに応じた個々のプログラムの実行開始毎に、夫々のプログラム実行で発生が想定される異常に対応するための状態指定コードを状態指定コードレジスタ143に書き込んでおく。コアロジック101はプログラムの実行、外部からの通知、電源電圧低下の通知などによって所定の内部状態の発生を検出すると、この検出信号155がタイミングコントローラ142に与えられる。これに応答してタイミングコントローラ142はそのとき状態指定コードレジスタ143にセットされている状態指定コードに一致する状態の制御データをルックアップテーブル141から検索し、検索した制御データをそれぞれ対応するインタフェース制御部132に与える。これによってインタフェース制御回路132は与えられた制御データにしたがって、トライステート出力バッファ回路110をハイインピーダンスにしてから、端子状態設定回路112によって対応する外部端子106をプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に設定する。
A status designation code is written in the status designation code register (ICREG) 143 via the
図2には半導体装置100のデータ処理動作に伴う不揮発性記憶部140の動作タイミングが例示される。
FIG. 2 illustrates the operation timing of the
ここではコアロジック101のCPUがプログラムA、B、Cの順に実行する場合を想定する。プログラムAを実行するときその先頭でCPUは状態指定コードレジスタ(ICREG)143に状態1に応ずる状態指定コードをメモリバス103経由で書き込む(S1)。ここで、状態1はプログラムAの実行中に発生が想定される所定事象(所定の異常の発生)に対応される状態指定コードである。これに続いてCPUはプログラムAの実行を継続し、例えば割り込み(INT1)が発生することによってCPUは退避動作を行ってプログラムBの実行に遷移する。
Here, it is assumed that the CPU of the
プログラムBを実行するときその先頭でCPUは状態指定コードレジスタ(ICREG)143に状態2に応ずる状態指定コードをメモリバス103経由で転送して書き換える(S2)。ここで、状態2はプログラムBの実行中に発生が想定される所定事象(所定の異常の発生)に対応される状態指定コードである。これに続いてCPUはプログラムBの実行を継続し、実行完了によってもとのプログラムAの実行状態に復帰する。
When executing the program B, the CPU transfers the state designation code corresponding to the
プログラムAの実行状態に復帰するときCPUは状態指定コードレジスタ(ICREG)143に状態1に応ずる状態指定コードをメモリバス103経由で転送して書き換える(S3)。CPUはプログラムAの実行を完了すると、次のプログラムCの実行に移る。
When returning to the execution state of the program A, the CPU transfers the state designation code corresponding to the
プログラムCを実行するときその先頭でCPUは状態指定コードレジスタ(ICREG)143に状態3に応ずる状態指定コードをメモリバス103経由で転送して書き換える(S4)。ここで、状態3はプログラムCの実行中に発生が想定される所定事象(所定の異常の発生)に対応される状態指定コードである。これに続いてCPUはプログラムCの実行を継続する。その途上で状態3に応ずる異常が発生すると(S5)、不揮発性記憶部140が状態3に応ずる各端子の制御データを対応するインタフェース制御部132に与え、インタフェース制御部132はその制御データに従って対応する外部端子106の状態をインタフェース回路105経由でプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に固定する(S6)。
When the program C is executed, the CPU transfers the state designation code corresponding to the
図3には半導体装置100を用いたデータ処理システムが例示される。半導体装置(LSI)100にはその外部端子を介して別の半導体装置(IC1、IC2,IC3)500,501,502が接続される。図においてIO0〜IO7のそれぞれは半導体装置100の外部端子と対応するインタフェース回路を意味する。半導体装置(LSI)100は別の半導体装置500,501,502と信号の入出力を行ってそれらを制御する。特に半導体装置(IC2)501はリセットICとされる。
FIG. 3 illustrates a data processing system using the
図4には図3のデータ処理システムの動作タイミングが例示される。ここでは、所定事象の発生によって状態が固定される外部端子の状態を他の半導体装置が入力してその動作モードを決定する場合を例示する。 FIG. 4 illustrates the operation timing of the data processing system of FIG. Here, a case where another semiconductor device inputs a state of an external terminal whose state is fixed by occurrence of a predetermined event and determines its operation mode is illustrated.
時刻t0でCPUは状態指定コードレジスタ(ICREG)143に状態xに応ずる状態指定コードを書き込んでプログラム、例えば演算量の多いプログラムを実行する。そのプログラムの実行途上において時刻t1でCPUに状態xに応ずるエラーが発生され、CPUの状態が不安定になる。時刻t1までのCPUの安定状態では半導体装置(IC1)500と半導体装置(IC3)502は所定のオペレーションを行い、半導体装置(IC2)501はリセット信号をリセット解除状態で出力しているものとする。時刻1でエラーが発生すると、半導体装置100はIO1、IO2、IO3の外部端子をそれぞれL(ローレベル)、H(ハイレベル)、H(ハイレベル)に固定する。この状態を受ける半導体装置(IC1)500は自己診断モードに遷移する。例えばその診断結果を半導体装置(IC2)501が受け取ることによって時刻t2にリセットを発行し、これによって半導体装置100,500,502のシステムリセットが行われ、時刻t3でシステムリセットが解除されることによってそれ以降、半導体装置100、500、502は所定のオペレーションが可能にされる。尚、図4の例では半導体装置(IC3)502に対してエラー発生による外部端子固定機能は非活性にされているものとした。
At time t0, the CPU writes a state designation code corresponding to the state x in the state designation code register (ICREG) 143 and executes a program, for example, a program with a large amount of calculation. During execution of the program, an error corresponding to the state x is generated in the CPU at time t1, and the state of the CPU becomes unstable. In the stable state of the CPU up to time t1, the semiconductor device (IC1) 500 and the semiconductor device (IC3) 502 perform predetermined operations, and the semiconductor device (IC2) 501 outputs a reset signal in a reset release state. . When an error occurs at
図5には半導体装置100を用いたデータ処理システムが例示される。基本的な構成は図3と同様であるが、ここでは、所定事象の発生によって状態が固定される外部端子の状態を半導体装置100自らが入力して自らの状態を規定する場合を例示する。ここの趣旨にしたがって半導体装置100の内部には外部端子IO5,IO6については入力バッファ回路111と端子状態設定回路112の一部を図示してある。
FIG. 5 illustrates a data processing system using the
図6には図5のデータ処理システムの動作タイミングが例示される。ここでは、所定事象の発生によって状態が固定される外部端子IO5,IO6の状態を半導体装置100自らが入力バッファ回路111から入力して自らの状態を規定する場合を例示する。
FIG. 6 illustrates the operation timing of the data processing system of FIG. Here, the case where the
時刻t0でCPUは状態指定コードレジスタ(ICREG)143に状態xに応ずる状態指定コードを書き込んでプログラム、例えば演算量の多いプログラムを実行する。そのプログラムの実行途上において時刻t1でCPUに状態xに応ずるエラーが発生され、CPUの状態が不安定になる。時刻t1までのCPUの安定状態では半導体装置(IC1)500と半導体装置(IC3)502は所定のオペレーションを行い、半導体装置(IC2)501はリセット信号をリセット解除状態で出力しているものとする。時刻1でエラーが発生すると、半導体装置100はIO1、IO2、IO3の外部端子をそれぞれL(ローレベル)、H(ハイレベル)、H(ハイレベル)に固定し、且つ、IO5の外部端子をプリアップとし、IO6の外部端子をプルダウンに固定する。この状態を受ける半導体装置(IC1)500は自己診断モードに遷移する。半導体装置(IC3)502はIO5,IO6に対応する外部端子をそれぞれハイインピーダンスにするが、半導体装置(LSI)100は、IO5,IO6に対する外部端子から入力バッファ回路111への入力がフローティングにされることによって不定になるのを自ら抑制しながら内部状態を維持する。この間に半導体装置(IC1)500による診断結果を半導体装置(IC2)501が受け取ることによって時刻t2にリセットを発行し、これによって半導体装置100,500,502のシステムリセットが行われ、時刻t3でシステムリセットが解除されることによってそれ以降、半導体装置100、500、502は所定のオペレーションが可能にされる。
At time t0, the CPU writes a state designation code corresponding to the state x in the state designation code register (ICREG) 143 and executes a program, for example, a program with a large amount of calculation. During execution of the program, an error corresponding to the state x is generated in the CPU at time t1, and the state of the CPU becomes unstable. In the stable state of the CPU up to time t1, the semiconductor device (IC1) 500 and the semiconductor device (IC3) 502 perform predetermined operations, and the semiconductor device (IC2) 501 outputs a reset signal in a reset release state. . When an error occurs at
実施の形態1によれば以下の作用効果を得る。 According to the first embodiment, the following operational effects are obtained.
(1)ルックアップテーブル141を用意し、コアロジック101によるデータ処理に従って予め状態指定コードを状態指定コードレジスタ143に格納し、異常発生時などには当該状態指定コードを用いてルックアップテーブル141を参照するから、実行するデータ処理状況に合わせて外部端子の状態をプログラマブルに設定することができる。特に、ルックアップテーブル141の検索と検索した制御データの入出力制御回路132への供給を不揮発性記憶部140が自立的に行うから、その処理には所定事象発生時にコアロジック101の健全性を担保しておくことを要しない。したがって、半導体装置100が認識した異常やそのとき当該半導体装置100が実行中のプログラムに応じて、当該半導体装置100の外部端子106に接続された回路500,501,502の状態、更には当該半導体装置100自らの状態を所要の状態に制御することができる。
(1) A lookup table 141 is prepared, and a state designation code is stored in advance in the state
(2)実行するプログラムもしくは処理毎にそれに対応する所定事象発生時の状態指定コードを最初に不揮発性の状態指定コードレジスタ143に書き込めばよいから、予め設定された状態指定コードが所定事象の発生時によって失われたり変化されたりする事態の発生を未然に防止することができる。
(2) Since the state designation code corresponding to the occurrence of a predetermined event corresponding to each program to be executed or processing only needs to be first written in the nonvolatile state
(3)コアロジック101は実行するプログラム若しくは処理毎にそれに対応する所定事象発生時の状態指定コードを状態指定コードレジスタ143に書き込む操作を負担すればよい。
(3) The
(4)制御データに従ってトライステート出力バッファ110をハイインピーダンスにして前記端子状態設定回路112をプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態とすることにより前記所定の外部端子の状態を決定するから、所定の事象が発生したときトライステート出力バッファ110がどの状態にあっても、制御データが指示する状態に外部入出力端子106を安定化させることが容易になる。
(4) The state of the predetermined external terminal is determined by setting the
(5)電源検出器152によって検出される電源電圧の所定電圧以下への変化、所定の割り込み要因又は例外要因の発生だけでなく、電源上昇検出、PLL回路のロックはずれ、水晶発振の発振停止検出などの異常の種類に応じて、外部端子の状態をプログラマブルに設定することができる。
(5) Not only the change of the power supply voltage detected by the
(6)不揮発性記憶部にMRAMのような高速に書き換え可能な記憶形式を採用することにより、処理プログラムが変わる毎に状態指定コードを書き換えるために、フラッシュメモリに必要とされるような数100マイクロ秒というような時間を費やすことを要しない。従って、リアルタイム性を要するシステムにも好適である。
(6) By adopting a high-speed rewritable storage format such as MRAM in the non-volatile storage unit, the
《実施の形態2》
図7には本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置が例示される。同図に示される半導体装置200は図1に比べて不揮発性記憶部の構成とその制御手法が相違される。
<<
FIG. 7 illustrates a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The
半導体装置200はシステムオンチップのシステムLSI又はマイクロコンピュータのようなプログラム処理機能を備えたデータ処理デバイスとして構成される。半導体装置200のデータ処理部としてのコアロジック(CRLGC)201は、特に制限されないが、命令を実行するCPU(中央処理装置)、CPUで処理可能なデータ処理機能の一部を負担するアクセラレータ、CPU等のワーク領域として利用されるRAM、及びタイマやDMAC(ダイレクトメモリアクセスコントローラ)などのCPUの周辺回路を備える。コアロジック201のCPUはメモリバス103を介して接続されたプログラムメモリ102から命令をフェッチして実行する。
The
図7には代表的に一つの外部インタフェース部(EXIF)105が例示される。外部インタフェース部105には対応する外部端子106が接続される。外部インタフェース部105の構成は図1と同様である。外部インタフェース部105を制御するインタフェース制御部(IFCNT)132についても図1と同様に構成される。インタフェース制御部132に対するスイッチ制御の指示はコアロジック201又は不揮発性記憶部240が与える。コアロジック201は、パワーオンリセット若しくはシステムリセットが解除されると、スイッチ制御信号131によって端子状態設定回路112にはフローティングノードNCを選択させる。プログラムメモリ102に格納されているプログラムにしたがったデータ処理動作によって外部端子106から出力動作を行うときはスイッチ制御信号130によりイネーブル信号生成回路113にトライステート出力バッファ回路110による出力動作可能な状態を選択させる。入力動作を行うときはスイッチ制御信号130によりイネーブル信号生成回路113にトライステート出力バッファ回路110のハイインピーダンス状態を選択させる。尚、外部インタフェース部105、外部端子106及びインタフェース制御部132は、特に図示はしないが、半導体装置100に必要な分だけ多数配置されているものと理解されたい。
FIG. 7 typically illustrates one external interface unit (EXIF) 105. A corresponding
不揮発性記憶部240は半導体装置において所定事象の発生が検出されたとき外部端子106の状態を所定の状態に規制するための制御データの記憶と読み出し制御とを行う。以下その構成について詳述する。
The
不揮発性記憶部240は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを主体に構成され、不揮発性メモリ領域には第1ルックアップテーブ244、第2ルックアップテーブル241、実行アドレスレジスタ(EAREG)243が格納され、それらに対する消去及び書き込み制御及び記憶情報の読み出し制御を行うためのタイミングコントローラ(TMGCNT)242を備える。
The
第1ルックアップテーブル244は、データ処理部としてのコアロジック201が実行するプログラムアドレス範囲毎に、その範囲のプログラムの実行中に想定される所定事象の発生要因に外部端子の状態指定コードを対応付けたテーブルである。プログラムの実行中に想定される所定事象とは、コアロジック201の内部状態、更には半導体装置200のその他の状態を想定して決定される。ここで、そのような想定すべき状態とは、コアロジック201によるデータ処理によって引き起こされた割り込みや例外などの状態だけでなく、外部入力端子150を介して外部から入力される特定の信号151によって通知されることによってコアロジック201の内部に発生する状態(例えば外部割込み要求による割り込み発生状態)である。また、電源検出器(LVD)152による外部電源電圧Vextの不所望なレベル低下の検出信号153で通知されることによってコアロジック201の内部に発生する状態なども考慮する。ここでは、所定事象の発生要因として、割り込みや例外などの要因を想定する。実行するプログラムアドレス範囲は例えば開始アドレスと終了アドレスによって、或いは開始アドレスとプログラムサイズなどによって特定することができる。図7において第1ルックアップテーブル244は、プログラムの開始アドレス(SA)と終了アドレス(E)で特定されるプログラム毎にその実行途上で発生することが想定される割り込みや例外などの異常要因に対応する内部状態に則して状態指定コードを保持する。図では状態指定コードを状態1、状態8、状態3のように例示してある。
For each program address range executed by the
第2ルックアップテーブル241はルックアップテーブル141と同様に構成され、外部端子の状態を指定するための状態指定コードを検索キーとして複数の制御データを格納する。図では状態1,状態2,…が状態指定コードを意味し、状態指定コード毎に端子1,端子2,…に対応する制御データD11,D12,…が格納される。例えば外部端子106の制御データは状態1のときD11、状態2のときD21となる。
The second lookup table 241 is configured in the same manner as the lookup table 141, and stores a plurality of control data using a state designation code for designating the state of the external terminal as a search key. In the figure,
ルックアップテーブル241、244の書き込みは、リセット解除に応答してCPUが外部からダウンロードしてメモリバス103経由で不揮発性メモリ部240に書き込んでも良いし、半導体装置の製造段階で予め書き込んでおき、必要に応じて書き換えるようにしてもよい。
The look-up tables 241 and 244 may be written by the CPU in response to reset release from the outside and written to the
実行アドレスレジスタ(EAREG)243はコアロジック201のCPUによる現在の実行命令アドレスを捕捉するための命令アドレス情報を逐次保持する不揮発性のレジスタである。例えば、実行アドレスレジスタ243にはCPUが実行する命令のアドレス、例えばCPUのプログラムカウンタの値が専用信号線257から実行アドレスレジスタ243に直接与えられて書き込まれる。メモリバス103経由で書き込むようにすることも可能である。したがって、CPUの命令実行サイクルに対して実行アドレスレジスタ243への実行アドレスの書き込みは高速に行うことが必要になるから、不揮発性メモリ部240はフラッシュメモリよりもMRAMのように書き込みアクセス速度の速いメモリを用いることが得策である。また、実行アドレスレジスタ243に格納する実行アドレスは、プログラムの境界アドレスを特定できる上位側のアドレス情報に限定することも可能である。
The execution address register (EAREG) 243 is a non-volatile register that sequentially holds instruction address information for capturing the current execution instruction address by the CPU of the
コアロジック201はプログラムの実行、外部からの通知、電源電圧低下の通知などによって所定の内部状態の発生を検出すると、その検出信号255とその内部状態の発生要因256とをタイミングコントローラ242に与える。これに応答してタイミングコントローラ242は、そのとき実行アドレスレジスタ243にセットされている命令アドレスを含むプログラムアドレス範囲の状態エントリを第1ルックアップテーブル244から参照し、当該状態エントリの中から、そのときの異常発生要因に応ずる状態指定コードを抽出する。更にタイミングコントローラ242は抽出した状態指定コードに一致する状態の制御データを第2ルックアップテーブル241から検索し、検索した制御データをそれぞれ対応するインタフェース制御部132に与える。これによってインタフェース制御回路132は与えられた制御データにしたがって、トライステート出力バッファ回路110をハイインピーダンスにしてから、端子状態設定回路112によって対応する外部端子106をプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に設定する。
When the
図8には半導体装置200のデータ処理動作に伴う不揮発性記憶部140を用いた動作タイミングが例示される。
FIG. 8 illustrates an operation timing using the
ここではコアロジック201のCPUがプログラムA、プログラムB、Cの順に実行する場合を想定する。不揮発性メモリ部240の実行アドレスレジスタ243はCPUが現在実行する命令のアドレスを逐次受け取って保持する。従って実施の形態1で説明したようにプログラムの先頭でCPUが状態指定コードレジスタ143に対応する状態指定コードを書き込む処理は必要とされない。プログラムCの実行途上で異常、例えば電源異常が発生すると、それに応ずる割り込み要因と異常発生がタイミングコントローラ242に通知されることにより、そのとき実行アドレスレジスタ243が保有するアドレス情報によって第1ルックアップテーブル244が参照されて状態指定コードが取得され、これによって第2ルックアップテーブル241からインタフェース制御部132に制御データが供給される。これによってインタフェース制御部132はその制御データに従って対応する外部端子106の状態をインタフェース回路105経由でプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に固定する。
Here, it is assumed that the CPU of the
図9には半導体装置200を用いたデータ処理システムが例示される。半導体装置200はマスタマイコンとされ、その外部端子を介して別の半導体装置として、リセットIC600、通信先マイコン601、センサ602、センサ603、周辺IC604、サブマイコン605、及び電源IC606が接続される。
FIG. 9 illustrates a data processing system using the
例えばこのデータデータ処理システムでマスタマイコンが暴走したとき、これに接続されている回路に対して、動作中のプログラムや動作状態に応じてマスタマイコン200の外部端子の状態をプログラマブルに固定する場合を一例にその動作を説明する。例えば、ある動作状態においてマスタマイコン200が暴走したとき、リセットIC600に対してリセット発行フラグを供給し(I1)、電源IC606には自己診断及び電源復帰命令を発行し(I2)、周辺IC604には現状保持を指示する(I3)、場合について想定する。このとき第1ルックアップテーブル244は図10の記憶情報を有し、第2ルックアップテーブル241は図11の記憶情報を有する。図10においてA2〜A3のアドレス範囲においてリセット例外を異常発生の要因とするとき状態指定コードには状態2が設定されている。図11では状態2における外部端子PA0〜Pxxの制御データには、Hiz,Pull−up,Pull−Down,…,Pull−Downが設定されている。外部端子PA1はリセット発行フラグの出力端子、外部端子PA2は自己診断及び電源復帰命令の出力端子、Pxxは周辺IC604に対する現状保持の指示端子に割りあてられる。マスタマイコン200がA2〜A3のアドレス範囲のプログラムを実行しているとき、リセット例外が発生すると、図10の第1ルックアップテーブル244と図11の第2ルックアップテーブル241の記憶情報に従ってたとえばリセットIC600に対してリセット発行フラグを供給し(I1)、電源IC606には自己診断及び電源復帰命令を発行(I2)する。これにより、周辺IC604には現状保持を指示する(I3)ために必要な外部端子PA1,PA2,PAxxの状態が生成される。
For example, when the master microcomputer runs out of control in this data data processing system, the state of the external terminals of the
実施の形態2によれば以下の作用効果を得る。 According to the second embodiment, the following operational effects are obtained.
第1及び第2ルックアップテーブル244,241を予め不揮発性メモリ部240に用意し、データ処理の進行とともに実行アドレスレジスタ240の情報を実行アドレスのアドレス情報に書き換えてゆき、異常発生時などにはその実行アドレス情報に基づいて第1及び第2ルックアップテーブル244,241を参照するから、実行するデータ処理状況に合わせて外部端子106の状態をプログラムブルに設定することができる。特にプログラムアドレスに基づいて制御データを指定することができ、更に2個のルックアップテーブル244,241を用いて制御データの参照を行うから、外部端子に対して更に柔軟に状態設定を行うことができる。特に、第1及び第2ルックアップテーブル244,241を用いた制御データの検索と検索した制御データの入出力制御回路132への供給を不揮発性記憶部240が自立的に行うから、実施の形態1と同様に、その処理には所定事象発生時にデータ処理部の健全性を担保しておくことを要しない。したがって、半導体装置200が認識した異常やそのとき当該半導体装置100が実行中のプログラムに応じて、当該半導体装置100の外部端子106に接続された周辺回路600〜606の状態、更には当該半導体装置100自らの状態を所要の状態に制御することができる。
First and second look-up tables 244 and 241 are prepared in the
その他、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。 In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
《実施の形態3》
図12には本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置300が例示される。実施の形態1との相違点は、所定事象が発生したとき状態指定コードレジスタ143のアドレス情報を用いたルックアップテーブル141の参照主体がコアロジック101Aであるという点である。そのような参照を不揮発性記憶部140Aが自立的におこなうことを要しないから実施の形態1における所定事象の検出信号155を不揮発性メモリ部140Aに与える必要はない。不揮発性記憶部140Aの内部タイミング制御はタイミングコントローラ142Aが行う。例えば、割り込みや例外などの所定の事象が発生したとき、コアロジック101Aはメモリバス103を介して状態指定コードレジスタ143のアドレス情報をリードし、リードしたアドレス情報を用いてルックアップテーブル141から対応する制御データを読み出し制御する。図においてリードデータはルックアップテーブル141から直接インタフェース制御部132に供給されているが、これに限定されず、コアロジックが制御データを読み込んで、インタフェース制御部132に供給してもよい。その他の構成は実施の形態1と同様であるからその詳細な説明は省略する。
<<
FIG. 12 illustrates a
半導体装置300は状態指定コードによるルックアップテーブル141の検索をコアロジック101Aで行うから、不揮発性記憶部140Aは状態指定コードによるルックアップテーブル141の検索機能を備えることを要せず、コアロジック101Aを流用してソフトウェア処理で対処する事ができる。よって、所定事象発生時でもコアロジック101Aの健全性が担保されていることが前提となり、所定事象発生によってコアロジック101Aのデータ処理が完全に不能になるような事象の発生には対応することができない。その他の点ついては実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
Since the
《実施の形態4》
図13には本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置400が例示される。実施の形態2との相違点は、所定事象が発生したとき実行アドレスレジスタ243のアドレス情報を用いたルックアップテーブル244,241の参照主体がコアロジック201Aであるという点である。そのような参照を不揮発性記憶部240Aが自立的におこなうことを要しないから実施の形態2における所定事象の検出信号255及びその発生要因256を不揮発性記憶部240Aに与える必要はない。不揮発性記憶部240Aの内部タイミング制御はタイミングコントローラ242Aが行う。例えば、割り込みや例外などの所定の事象が発生したとき、コアロジック201Aはメモリバス103を介して実行アドレスレジスタ243のアドレス情報をリードし、リードしたアドレス情報を用いて第1ルックアップテーブル244から対応する状態指定コードをリードし、更にリードした状態指定コードを用いて第2ルックアップテーブル241から制御データを読み出し制御する。図においてリードされた制御データは第2ルックアップテーブル241から直接インタフェース制御部132に供給されているが、これに限定されず、コアロジック201Aが制御データを読み込んで、インタフェース制御部132に供給してもよい。その他の構成は実施の形態1と同様であるからその詳細な説明は省略する。
<<
FIG. 13 illustrates a
半導体装置400は実施の形態2の半導体装置200に比べて命令アドレスに基づく第1及び第2ルックアップテーブル244,241の検索をコアロジック201Aで行うから、不揮発性記憶部240Aは命令アドレスによる第1ルックアップテーブル244の検索機能及び状態指定コードによる第2ルックアップテーブル241の検索機能を備えることを要せず、コアロジック201Aを流用してソフトウェア処理で対処する事ができる。よって、所定事象発生時でもコアロジック201Aの健全性が担保されていることが前提となり、所定事象発生によってコアロジック201Aのデータ処理が完全に不能になるような事象の発生には対応することができない。その他の点ついては実施の形態2と同様の作用効果を奏する。
Compared to the
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、外部端子の状態を設定するトリガとなる所定事象の発生は、上述した電源低下検出、電源上昇検出、PLLのロックはずれ、水晶発振の発振停止検出などに限定されず適宜変更可能である。 For example, the occurrence of a predetermined event serving as a trigger for setting the state of the external terminal is not limited to the above-described power-down detection, power-up detection, PLL lock-off, crystal oscillation stop detection, etc., and can be changed as appropriate.
外部端子の状態を設定する設定態様はレベル固定に限定されず、一定の周波数でH→L→H→…のように周期的に若しくは所定の信号波形を形成するように外部端子の電圧レベルを変更するようにしてもよい。 The setting mode for setting the state of the external terminal is not limited to the fixed level, but the voltage level of the external terminal is set so as to form a predetermined signal waveform periodically, such as H → L → H →... It may be changed.
不揮発性メモリ部はCMOSプロセスで形成されるオンチップSRAMと同程度のアクセス速度を実現することができるMRAMに限定されず、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ又はEEPROMなどを主体として構成することも可能である。 The nonvolatile memory portion is not limited to an MRAM that can achieve an access speed comparable to that of an on-chip SRAM formed by a CMOS process, but is mainly an electrically rewritable nonvolatile memory such as flash memory or EEPROM. It is also possible to configure as.
実施の形態2,4において実行アドレスレジスタ243に書き込まれる実行命令のアドレス情報は直接コアロジックから当該レジスタ243に供給される場合に限定されず、タイミングコントローラ242を経由して行ってもよい。
In the second and fourth embodiments, the address information of the execution instruction written in the
100 半導体装置
Vext 外部電源電圧
Vss グランド電圧
101 コアロジック(CRLGC)
103 メモリバス
102 プログラムメモリ
105 外部インタフェース部(EXIF)
106 外部端子
110 トライステート出力バッファ回路
111 入力バッファ回路
113 イネーブル信号生成回路
122 出力イネーブル信号
122をハイレベルに、出力動作不可能にするとき選択スイッチ121を介して出力イネーブル信号122をローレベルにする。
100 Semiconductor device Vext External power supply voltage
103
106
132 インタフェース制御部(IFCNT)
130,131 スイッチ制御信号
140 不揮発性記憶部
102 プログラムメモリ
141 ルックアップテーブル
143 状態指定コードレジスタ(ICREG)
142 タイミングコントローラ(TMGCNT)
155 検出信号
200 半導体装置
201 コアロジック(CRLGC)
240 不揮発性記憶部
244 第1ルックアップテーブ
241 第2ルックアップテーブル
243 実行アドレスレジスタ(EAREG)
242 タイミングコントローラ(TMGCNT)
255 検出信号
256 内部状態の発生要因
300 半導体装置
101A コアロジック
140A 不揮発性記憶部
142A タイミングコントローラ
400 半導体装置
201A コアロジック
240A 不揮発性記憶部
242A タイミングコントローラ
132 Interface control unit (IFCNT)
130, 131
142 Timing Controller (TMGCNT)
155
240
242 Timing controller (TMGCNT)
255
Claims (24)
前記外部端子に接続されたインタフェース部と、
前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部と、
前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、及びその他のデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部と、を有し、
前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路とを有し、
前記不揮発性記憶部は、前記外部端子の状態を指定するための状態指定コードを検索キーとする制御データのルックアップテーブルを格納する領域を有し、前記データ処理部によるデータ処理に従って予め前記状態指定コードが格納され、前記データ処理部から所定事象の発生が通知されたとき予め格納されている前記状態指定コードを用いて前記ルックアップテーブルから制御データを読み出し、
前記インタフェース制御部は前記読み出された前記制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する、半導体装置。 A plurality of external terminals;
An interface unit connected to the external terminal;
An interface control unit for controlling the interface unit;
A data processing unit that performs processing of an input signal input from the interface control unit, generation of an output signal output from the interface unit, and other data processing;
A non-volatile storage unit connected to the data processing unit,
The interface unit includes a tristate output buffer circuit having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and a predetermined external terminal connected to the interface unit. A terminal state setting circuit for selectively setting an external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state;
The non-volatile storage unit has an area for storing a control data look-up table using a state designation code for designating the state of the external terminal as a search key, and the state is stored in advance according to data processing by the data processing unit. When the designation code is stored and the occurrence of a predetermined event is notified from the data processing unit, the control data is read from the lookup table using the state designation code stored in advance,
The interface control unit controls the tristate output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to the read control data to determine the state of the predetermined external terminal.
前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部から前記電源電圧の所定電圧以下への変化が通知されたとき、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する、請求項3記載の半導体装置。 The predetermined event is a change of the power supply voltage detected by the power supply detector to a predetermined voltage or lower,
The non-volatile storage unit, when notified from the data processing unit that the power supply voltage is changed to a predetermined voltage or less, uses the state designation code stored in the state designation code register to retrieve the control The semiconductor device according to claim 3, wherein data is output to the interface unit.
前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部から前記所定の割り込み要因又は例外要因の発生が通知されたとき、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する、請求項3記載の半導体装置。 The predetermined event is a predetermined interrupt factor or exception factor,
The non-volatile storage unit, when notified of occurrence of the predetermined interrupt factor or exception factor from the data processing unit, the control retrieved from a lookup table using a state designation code held by the state designation code register The semiconductor device according to claim 3, wherein data is output to the interface unit.
前記外部端子に接続されたインタフェース部と、
前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部と、
前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、命令を実行するプログラム処理及びその他のデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部と、を有し、
前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路とを有し、
前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部による現在の実行命令アドレスを捕捉するための命令アドレス情報を逐次保持する不揮発性の実行アドレスレジスタと、前記データ処理部が実行するプログラムアドレス範囲毎に、その範囲のプログラムの実行中に想定される所定事象の発生要因に外部端子の状態指定コードを対応付けた第1ルックアップテーブルと、前記状態指定コードを検索キーとする制御データの第2ルックアップテーブルと、を格納する領域を有し、前記データ処理部から所定事象の発生が通知されたとき前記実行アドレスレジスタの命令アドレス情報及び当該所定事象の発生要因に基づいて前記第1ルックアップテーブルから状態指定コードを取得すると共に取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出してインタフェース制御部に与え、
前記インタフェース制御部は、与えられた制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する、半導体装置。 A plurality of external terminals;
An interface unit connected to the external terminal;
An interface control unit for controlling the interface unit;
A data processing unit that performs processing of an input signal input from the interface control unit, generation of an output signal output from the interface unit, program processing for executing an instruction, and other data processing;
A non-volatile storage unit connected to the data processing unit,
The interface unit includes a tristate output buffer circuit having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and a predetermined external terminal connected to the interface unit. A terminal state setting circuit for selectively setting an external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state;
The nonvolatile storage unit sequentially stores instruction address information for capturing the current execution instruction address by the data processing unit, and for each program address range executed by the data processing unit, A first lookup table in which a state designation code of an external terminal is associated with an occurrence factor of a predetermined event assumed during execution of a program in the range, and a second lookup of control data using the state designation code as a search key A table, and when the occurrence of a predetermined event is notified from the data processing unit, from the first lookup table based on the instruction address information of the execution address register and the occurrence factor of the predetermined event Obtaining the state designation code and using the obtained state designation code, the second lookup table Given to the interface control unit reads the control data from the le,
The interface control unit determines the state of the predetermined external terminal by controlling the tri-state output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to given control data.
前記不揮発性メモリ部は、前記所定電圧以下への変化による割り込み要因の発生が前記データ処理部から通知されたとき、前記実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得すると共に、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを取得して前記インタフェース部に出力する、請求項7記載の半導体装置。 The occurrence factor of the predetermined event is a change of the power supply voltage detected by the power supply detector to a predetermined voltage or lower,
When the occurrence of an interrupt factor due to a change below the predetermined voltage is notified from the data processing unit, the nonvolatile memory unit receives the value of the execution address register and the state designation code corresponding to the factor. 8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor device is obtained from a lookup table, and control data is obtained from the second look-up table using the obtained state designation code and output to the interface unit.
前記不揮発性記憶部は、前記所定の割り込み要因又は例外要因の発生が前記データ処理部から通知されると、そのときの実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得すると共に、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出して前記インタフェース部に出力する、請求項7記載の半導体装置。 The occurrence factor of the predetermined event is a predetermined interrupt factor or an exception factor,
When the occurrence of the predetermined interrupt factor or exception factor is notified from the data processing unit, the nonvolatile storage unit first sets the state designation code corresponding to the value of the execution address register and the factor at that time The semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor device is obtained from a look-up table, and control data is read from the second look-up table using the obtained state designation code and output to the interface unit.
前記外部端子に接続されたインタフェース部と、
前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部と、
前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、及びその他のデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部と、を有し、
前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路とを有し、
前記不揮発性記憶部は前記外部端子の状態を指定するための状態指定コードを検索キーとする制御データのルックアップテーブルを格納する領域を有し、
前記データ処理部は、データ処理に従って予め前記状態指定コードを不揮発性記憶部に格納し、所定の事象の発生が通知されたとき、前記不揮発性記憶部に予め格納されている前記状態指定コードを用いて前記ルックアップテーブルから制御データを読み出し、
前記インタフェース制御部は前記読み出された前記制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する、半導体装置。 A plurality of external terminals;
An interface unit connected to the external terminal;
An interface control unit for controlling the interface unit;
A data processing unit that performs processing of an input signal input from the interface control unit, generation of an output signal output from the interface unit, and other data processing;
A non-volatile storage unit connected to the data processing unit,
The interface unit includes a tristate output buffer circuit having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and a predetermined external terminal connected to the interface unit. A terminal state setting circuit for selectively setting an external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state;
The non-volatile storage unit has an area for storing a lookup table of control data using a state designation code for designating a state of the external terminal as a search key,
The data processing unit stores the state designation code in the nonvolatile storage unit in advance according to data processing, and when the occurrence of a predetermined event is notified, the state designation code stored in the nonvolatile storage unit is stored in advance. Read out the control data from the lookup table,
The interface control unit controls the tristate output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to the read control data to determine the state of the predetermined external terminal.
前記データ処理部は所定事象の発生を検出したとき前記状態指定コードレジスタの状態指定コードを用いて前記ルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する、請求項12記載の半導体装置。 The nonvolatile storage unit has a nonvolatile state designation code register in which the state designation code can be written by the data processing unit,
13. The semiconductor device according to claim 12, wherein when the occurrence of a predetermined event is detected, the data processing unit outputs the control data retrieved from the lookup table using the state designation code of the state designation code register to the interface unit. .
前記データ処理部は電源検出器の出力により前記電源電圧の所定電圧以下への変化を判別したとき、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する、請求項14記載の半導体装置。 The predetermined event is a change of the power supply voltage detected by the power supply detector to a predetermined voltage or lower,
When the data processing unit determines the change of the power supply voltage to a predetermined voltage or less by the output of the power supply detector, the control data retrieved from the lookup table using the state designation code held by the state designation code register is obtained. The semiconductor device according to claim 14, wherein the semiconductor device outputs to the interface unit.
前記データ処理部は前記所定の割り込み要因による割り込み処理又は所定の例外要因による例外処理によって、前記状態指定コードレジスタが保有する状態指定コードを用いてルックアップテーブルから検索した前記制御データを前記インタフェース部に出力する、請求項14記載の半導体装置。 The predetermined event is a predetermined interrupt factor or exception factor,
The data processing unit is configured to retrieve the control data retrieved from a look-up table using a state designation code stored in the state designation code register by an interrupt process by the predetermined interrupt factor or an exception process by a predetermined exception factor. 15. The semiconductor device according to claim 14, wherein
前記外部端子に接続されたインタフェース部と、
前記インタフェース部を制御するインタフェース制御部と、
前記インタフェース制御部から入力した入力信号の処理、前記インタフェース部から出力する出力信号の生成、命令を実行するプログラム処理及びその他のデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部に接続された不揮発性記憶部と、を有し、
前記インタフェース部は、所定の前記外部端子に出力端子が接続されたトライステート出力バッファ回路と、所定の前記外部端子に入力端子が接続された入力バッファ回路と、所定の前記外部端子に接続され当該外部端子を選択的にプルアップ、プルダウン、オープン又は前値保持の状態に設定する端子状態設定回路とを有し、
前記不揮発性記憶部は、前記データ処理部による現在の実行命令アドレスを捕捉するための命令アドレス情報を逐次保持する不揮発性の実行アドレスレジスタと、前記データ処理部が実行するプログラムアドレス範囲毎に、その範囲のプログラムの実行中に想定される所定事象の発生要因に外部端子の状態指定コードを対応付けた第1ルックアップテーブルと、前記状態指定コードを検索キーとする制御データの第2ルックアップテーブルと、を格納する領域を有し、
前記データ処理部は、所定の事象が発生したとき前記実行アドレスレジスタの命令アドレス情報及び当該所定事象の発生要因に基づいて前記第1ルックアップテーブルから状態指定コードを取得すると共に取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出し、
前記インタフェース制御部は、読み出された制御データに従って前記トライステート出力バッファ回路及び前記端子状態設定回路を制御して前記所定の外部端子の状態を決定する、半導体装置。 A plurality of external terminals;
An interface unit connected to the external terminal;
An interface control unit for controlling the interface unit;
A data processing unit that performs processing of an input signal input from the interface control unit, generation of an output signal output from the interface unit, program processing for executing an instruction, and other data processing;
A non-volatile storage unit connected to the data processing unit,
The interface unit includes a tristate output buffer circuit having an output terminal connected to the predetermined external terminal, an input buffer circuit having an input terminal connected to the predetermined external terminal, and a predetermined external terminal connected to the interface unit. A terminal state setting circuit for selectively setting an external terminal to a pull-up, pull-down, open, or previous value holding state;
The nonvolatile storage unit sequentially stores instruction address information for capturing the current execution instruction address by the data processing unit, and for each program address range executed by the data processing unit, A first lookup table in which a state designation code of an external terminal is associated with an occurrence factor of a predetermined event assumed during execution of a program in the range, and a second lookup of control data using the state designation code as a search key A table and an area for storing
The data processing unit acquires a state designation code from the first lookup table based on instruction address information of the execution address register and a cause of occurrence of the predetermined event when a predetermined event occurs, and the obtained state designation code Read control data from the second look-up table using
The interface control unit determines the state of the predetermined external terminal by controlling the tristate output buffer circuit and the terminal state setting circuit according to the read control data.
前記データ処理部は前記所定電圧以下への変化を要因とする割り込み処理によって、そのときの実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得すると共に、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを読み出して前記インタフェース部に出力する、請求項18記載の半導体装置。 The occurrence factor of the predetermined event is a change of the power supply voltage detected by the power supply detector to a predetermined voltage or lower,
The data processing unit obtains the value of the execution address register at that time and the state designation code corresponding to the factor from the first look-up table by an interrupt process caused by a change to the predetermined voltage or less, The semiconductor device according to claim 18, wherein control data is read from the second look-up table using the acquired state designation code and output to the interface unit.
前記データ処理部は前記所定の割り込み要因による割り込み処理又は所定の例外要因による例外処理によって、そのときの実行アドレスレジスタの値と前記要因とに対応する前記状態指定コードを第1ルックアップテーブルから取得すると共に、取得した状態指定コードを用いて前記第2のルックアップテーブルから制御データを取得して前記インタフェース部に出力する、請求項18記載の半導体装置。 The occurrence factor of the predetermined event is a predetermined interrupt factor or an exception factor,
The data processing unit acquires the value of the execution address register at that time and the state designation code corresponding to the factor from the first look-up table by the interrupt processing by the predetermined interrupt factor or the exception processing by the predetermined exception factor. The semiconductor device according to claim 18, wherein control data is acquired from the second look-up table using the acquired state designation code and output to the interface unit.
前記第1半導体装置は、異常が発生したときに所定の入出力端子の端子状態を前記データ処理の処理毎の状態に応じて制御するための制御データを予め不揮発性メモリ部に保存し、データ処理の処理毎に不揮発性メモリ部に前記制御データを特定する検索キーを逐次設定し、前記異常が発生したときは、当該検索キーに基づいて参照した制御データに従って、所定の入出力端子の状態をプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に設定し、
前記第2半導体装置は、前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定し、前記第1半導体装置は、前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定する、データ処理システム。 A data processing system comprising: a first semiconductor device that performs data processing; and a second semiconductor device that is connected to and controlled by the first semiconductor device,
The first semiconductor device stores in advance a control data for controlling a terminal state of a predetermined input / output terminal in accordance with a state for each processing of the data processing when an abnormality occurs in the nonvolatile memory unit, A search key for specifying the control data is sequentially set in the nonvolatile memory unit for each processing, and when the abnormality occurs, the state of a predetermined input / output terminal according to the control data referred to based on the search key Set to pull-up, pull-down, high impedance or hold previous value,
The second semiconductor device receives a state of a required terminal among the predetermined input / output terminals by an input circuit to determine an internal state, and the first semiconductor device includes a required terminal among the predetermined input / output terminals. A data processing system that determines the internal state by receiving the state of the input at the input circuit.
前記第1半導体装置は、異常が発生したときに所定の入出力端子の端子状態を前記データ処理のプログラム範囲及びその範囲のプログラムの実行中に想定される所定事象の発生要因に応じて制御するための制御データを予め不揮発性メモリ部に保存し、データ処理の進行に伴って不揮発性メモリ部に前記制御データを特定する検索キーを逐次設定し、前記異常が発生したときは、当該検索キーに基づいて参照した制御データに従って、所定の入出力端子の状態をプルアップ、プルダウン、ハイインピーダンス又は前値保持の状態に設定し、
前記第2半導体装置は前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定し、前記第1半導体装置は前記所定の入出力端子の内の所要端子の状態を入力回路で受けて内部状態を決定する、データ処理システム。 A data processing system comprising: a first semiconductor device that performs data processing; and a second semiconductor device that is connected to and controlled by the first semiconductor device,
When an abnormality occurs, the first semiconductor device controls a terminal state of a predetermined input / output terminal according to a program range of the data processing and a generation factor of a predetermined event assumed during execution of the program in the range. Control data for storing the control data in advance in the nonvolatile memory unit, and sequentially setting a search key for specifying the control data in the nonvolatile memory unit as the data processing proceeds. In accordance with the control data referred to based on, the state of the predetermined input / output terminal is set to a pull-up, pull-down, high impedance or previous value holding state,
The second semiconductor device receives a state of a required terminal among the predetermined input / output terminals by an input circuit to determine an internal state, and the first semiconductor device is a state of the required terminal among the predetermined input / output terminals. A data processing system that receives an input circuit to determine the internal state.
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