JP2014119779A - Semiconductor device and debugging control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びそのデバッグ制御方法に関し、例えば、オンチップデバッグ機能を有する半導体装置及びそのデバッグ制御方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a debug control method thereof, for example, a semiconductor device having an on-chip debug function and a debug control method thereof.
近年、半導体装置の一種であるマイクロコンピュータの機能の複雑化や性能の向上により、マイクロコンピュータ内にデバッグ用の機能を内蔵しているオンチップデバッグ機能を有するものが増加している。そのため、規模が小さくピンが少ないマイクロコンピュータにもデバッグ用の機能を内蔵したものが多く採用されている。例えば、1線式デバッグ方式のプロトコルが採用されるマイクロコンピュータがある。特に、マイクロコンピュータをシステム上に実装した後、システムのメンテナンスやフィールドテスト等のためにデバッグ装置(エミュレータ等)を接続して、前記デバッグやテストを行うケースも増えている。 2. Description of the Related Art In recent years, microcomputers that are a type of semiconductor device have an on-chip debug function that has a built-in debug function in the microcomputer due to the complexity of functions and improvement in performance. For this reason, many microcomputers having a built-in debugging function are also used in microcomputers having a small scale and few pins. For example, there is a microcomputer that employs a one-wire debugging protocol. In particular, after a microcomputer is mounted on a system, a debugging apparatus (such as an emulator) is connected for system maintenance, field test, etc., and the debugging and testing are increasing.
ここで、車載機器においては、狭い空間に設置されるECU(Electronic Control Unit)に搭載した状態で評価及び調整することとなる。そのため、少ないインターフェース信号数でマイクロコンピュータと接続できる要求が高まっている。また、顧客設計の回路や機能を実装するに当たり、CPUとは切り離して動作するものもある。そのため、デバッグ後にデバッグ装置を外した時に電源投入後の動作を実現することが求められている。 Here, in-vehicle devices are evaluated and adjusted in a state of being mounted on an ECU (Electronic Control Unit) installed in a narrow space. Therefore, there is an increasing demand for connection to a microcomputer with a small number of interface signals. In addition, some of the circuits and functions designed by customers operate separately from the CPU. Therefore, it is required to realize the operation after power-on when the debugging device is removed after debugging.
特許文献1には、パワーオンリセットを利用してデバッグモードを決定するためのデバッグモード決定方法に関する技術が開示されている。デバッグモードとしては、MCUのデバッグを許可するデバッグ有効モードと、デバッグを許可しないデバッグ無効モードが用いられる。特許文献1にかかるMCU内のパワーオンリセット回路は、電源投入時及び/又は電源電圧が許容値より低下したことを検出した時に、リセット信号(以下、「パワーオンリセット信号」という。)を出力する。そして、特許文献1にかかるMCUは、パワーオンリセット信号が発生している期間のデバッグ端子の入力信号レベルをラッチし、ラッチした信号レベルにより選択されるモードを判定する。モードが決まった後、デバッグ無効モードではMCUのリセット解除後にユーザプログラムを実行する。一方、デバッグ有効モードではMCUのリセット解除後にデバッグ専用プログラム(又は、モニタプログラム)を実行する。
しかしながら、特許文献1にかかる技術において、デバッグ装置を取り外すだけでデバッグ終了後にデバッグ無効モードに復帰させることが困難であるという問題点がある。その理由は、特許文献1にかかる技術では、電源投入時における外部デバッグ装置の接続状態を判定できるが、デバッグ終了後には外部デバッグ装置を取り外されたとしても、デバッグ端子がロウレベル又はハイインピーダンス(断線状態)になり、未接続であることを検出できないからである。
However, the technique according to
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態によれば、半導体装置は、デバッグ端子と接続される外部のデバッグ装置によるデバッグ実行中に、当該デバッグ端子における信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、デバッグを実行するための第1モードから通常動作を行うための第2モードへ遷移させるものである。 According to one embodiment, a semiconductor device is configured to execute debugging when there is no change in signal level at the debug terminal during a debug execution by an external debug device connected to the debug terminal. A transition is made from the first mode to the second mode for normal operation.
前記一実施の形態によれば、オンチップデバッグ機能を有する半導体装置において、簡易な操作でデバッグを実現できる。 According to the embodiment, in a semiconductor device having an on-chip debugging function, debugging can be realized with a simple operation.
以下では、上述した課題を解決するための手段を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。 Hereinafter, specific embodiments to which means for solving the above-described problems are applied will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as necessary for the sake of clarity.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. Are partly or entirely modified, application examples, detailed explanations, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(動作ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等(個数、数値、量、範囲等を含む)についても同様である。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including operation steps and the like) are not necessarily essential except when clearly indicated and clearly considered essential in principle. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numbers and the like (including the number, numerical value, quantity, range, etc.).
<実施の形態1>
まず、上述した問題点について詳述する。特許文献1にかかるデバッグモード決定方法では、MCU電源投入直後の外部デバッグ装置の接続状態を判断して、デバッグモードを決定している。そして、デバッグ中、デバッグ環境へ影響を与えないようにCPUへのリセットがマスクされている。また、特許文献1におけるソフトウェアリセットは端子リセットができない。そのため、デバッグ無効モードへの復帰には、別途、端子リセットが必要となる。もし、このようにリセット状態にしてデバッグ有効モードを解除しなければ、CPUが暴走してしまうおそれがある。また、車載機器等では、デバッグ専用リセット端子を設けることについては、ノイズ源になる可能性があるために推奨されないことが多い。よって、このような環境では、電源OFF/ONによるパワーオンリセットをせざるを得ない。
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First, the above-described problems will be described in detail. In the debug mode determination method according to
そこで、車載機器等に搭載されたMCUについて、デバッグを行い、その後デバッグ無効モードへ復帰させるには、特許文献1においては以下の操作が必要となる。まず、MCUが電源OFFの状態で、MCUに外部デバッグ装置を接続する。次に、MCUの電源を投入する。この時点で外部デバッグ装置が接続されているため、MCUはデバッグ有効モードへ遷移する。引き続き、MCU上で外部デバッグ装置によりデバッグが実行される。
Therefore, in order to debug an MCU mounted on an in-vehicle device or the like and then return to the debug invalid mode, the following operation is required in
そして、デバッグの実行が終了した後、外部デバッグ装置を取り外す。但し、この時点では、MCUは、外部デバッグ装置の接続有無について判別ができない。その理由は、MCUと外部デバッグ装置が1線で接続(1線式デバッグ方式のプロトコル)されているため、デバッグ端子がロウレベル又はハイインピーダンス(断線状態)になり、未接続であることを検出できないからである。そのため、MCUのバッテリを外す等により電源のOFF/ONを行う。これにより、その後MCUが起動した際に、外部デバッグ装置が接続されていないと判断され、デバッグ無効モードへ遷移することができる。 Then, after the execution of debugging is finished, the external debugging device is removed. However, at this time, the MCU cannot determine whether or not the external debug device is connected. The reason is that the MCU and the external debugging device are connected by one line (one-wire debugging protocol), so the debugging terminal becomes low level or high impedance (disconnected state), and it cannot be detected that it is not connected. Because. Therefore, the power is turned OFF / ON by removing the MCU battery. As a result, when the MCU is subsequently activated, it is determined that the external debug device is not connected, and a transition to the debug invalid mode can be made.
ここで、車載機器のようなECUに搭載されたMCUは、バッテリを外す等の操作が容易にはできない。そのため、MCUの検査等のために外部デバッグ装置を接続し、デバッグ後に取り外すことによりデバッグ無効モードへ遷移させる、といった簡便なデバッグを行うことができない。そのため、電源のOF/ONが容易に行えない環境には、デバッグ専用のリセット端子を持たないようなMCUを適用することが困難である。 Here, an MCU mounted on an ECU such as an in-vehicle device cannot easily perform an operation such as removing a battery. For this reason, it is not possible to perform simple debugging such as connecting an external debugging device for MCU inspection or the like and switching to the debug invalid mode by removing it after debugging. For this reason, it is difficult to apply an MCU that does not have a debug-dedicated reset terminal in an environment where power supply OF / ON cannot be easily performed.
そこで、本実施の形態1にかかる半導体装置は、外部のデバッグ装置と接続されるデバッグ端子と、前記デバッグ装置によるデバッグ実行中に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化を監視する端子モニタ部と、を備えるものである。そして、当該半導体装置は、前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、デバッグを実行するための第1モードから通常動作を行うための第2モードへ遷移させるものである。このように、デバッグ端子における信号レベルの変化が所定時間以上ないことは、デバッグが実行されていないこと又はデバッグ装置が未接続であることを意味する。そのため、デバッグ装置が取り外されたことを検出でき、オンチップデバッグ機能を有する半導体装置において、簡易な操作でデバッグを実現できる。 Therefore, the semiconductor device according to the first embodiment includes a debug terminal connected to an external debug device, a terminal monitor unit that monitors a change in signal level at the debug terminal during debug execution by the debug device, Is provided. The semiconductor device transitions from the first mode for executing debugging to the second mode for performing normal operation when the signal level does not change for a predetermined time or more. Thus, the absence of a change in the signal level at the debug terminal for a predetermined time or more means that debugging is not being executed or the debug device is not connected. Therefore, it can be detected that the debugging device has been removed, and debugging can be realized with a simple operation in a semiconductor device having an on-chip debugging function.
また、前記デバッグ端子は、少なくとも1本以上の信号群により前記デバッグ装置と接続されることが望ましい。この場合、前記端子モニタ部は、前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが特定のレベルで維持されている時間である信号維持時間を計測し、前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定する。そして、当該半導体装置は、当該信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合に、前記信号レベルの変化が所定時間以上ないものとする。このように、デバッグ装置との間の信号レベルの維持時間を計測することで、アクセス時間相当を計測でき、より確実にデバッグ装置の取り外しを検出できる。 The debug terminal is preferably connected to the debug device by at least one signal group. In this case, the terminal monitor unit measures a signal maintenance time which is a time during which at least a part of the signal level in the signal group is maintained at a specific level, and whether or not the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time. Determine whether. Then, when it is determined that the signal maintenance time is equal to or longer than the predetermined time, the semiconductor device does not change the signal level for the predetermined time or longer. In this way, by measuring the signal level maintaining time with the debug device, it is possible to measure the equivalent of the access time, and more reliably detect the removal of the debug device.
さらに、前記半導体装置は、前記第2モードにおいて前記デバッグ端子における信号レベルが前記特定のレベルから当該特定のレベル以外に変化した場合に、前記第1モードに遷移させ、外部から入力されるリセット信号をマスクする。そして、前記端子モニタ部は、前記デバッグ装置によるデバッグ実行の開始後に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化の監視を開始する。その後、当該半導体装置は、前記端子モニタ部において、前記信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、前記リセット信号のマスクを解除して前記第2モードへ遷移させる。これにより、リセットタイミングを柔軟に制御できる。 Further, the semiconductor device causes a transition to the first mode when the signal level at the debug terminal changes from the specific level to a level other than the specific level in the second mode, and a reset signal input from the outside Mask. The terminal monitor unit starts monitoring a change in signal level at the debug terminal after the debug execution by the debug device is started. Thereafter, when the terminal monitoring unit determines that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the semiconductor device cancels the masking of the reset signal and makes a transition to the second mode. Thereby, the reset timing can be controlled flexibly.
また、前記端子モニタ部は、前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが前記特定のレベルであることを検出するレベル検出回路と、前記信号維持時間を計測し、前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定するタイマ部とを備えることが望ましい。この場合、前記タイマ部は、前記所定時間を設定する設定手段と、前記レベル検出回路により検出された信号レベルの維持時間を計測する計測器と、前記計測された維持時間と前記設定された所定時間とを比較し、比較結果を出力する比較器と、を有する。これにより、アクセス状態の監視をより適切に行うことができる。 In addition, the terminal monitor unit measures a level detection circuit that detects that at least a part of signal levels in the signal group is the specific level, and measures the signal maintenance time, and the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time. It is desirable to provide a timer unit for determining whether or not. In this case, the timer unit includes setting means for setting the predetermined time, a measuring instrument for measuring a maintenance time of the signal level detected by the level detection circuit, the measured maintenance time, and the set predetermined time. A comparator that compares the time and outputs a comparison result. Thereby, it is possible to more appropriately monitor the access state.
また、前記半導体装置は、前記デバッグ装置が接続された場合に前記第1モードに遷移させ、外部から入力されるリセット信号をマスクし、前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、前記リセット信号のマスクを解除して前記第2モードへ遷移させるものということができる。これにより、リセットタイミングを柔軟に制御できる。 Further, the semiconductor device shifts to the first mode when the debug device is connected, masks a reset signal input from the outside, and resets the signal when the signal level does not change for a predetermined time or more. It can be said that the signal mask is canceled and the mode is changed to the second mode. Thereby, the reset timing can be controlled flexibly.
ここで、本実施の形態1にかかる半導体装置は、次のように表現することもできる。すなわち、本実施の形態1にかかる半導体装置は、外部のデバッグ装置と接続されるデバッグ端子と、前記デバッグ装置によるデバッグ実行中に、前記デバッグ端子における特定の信号レベルが維持されている時間である信号維持時間を計測する端子モニタ部と、前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に、デバッグを実行するための第1モードから通常動作を行うための第2モードへ遷移させるモード制御部と、を備えるものである。このように、信号維持時間が所定時間以上維持されていることは、デバッグが実行されていないこと又はデバッグ装置が未接続であることを意味する。そのため、デバッグ装置が取り外されたことを検出でき、オンチップデバッグ機能を有する半導体装置において、簡易な操作でデバッグを実現できる。 Here, the semiconductor device according to the first embodiment can also be expressed as follows. That is, the semiconductor device according to the first embodiment is a debug terminal connected to an external debug device, and a time during which a specific signal level at the debug terminal is maintained during debug execution by the debug device. A terminal monitor unit for measuring a signal maintenance time, and a mode control for transitioning from a first mode for executing debugging to a second mode for performing normal operation when the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more. A section. Thus, maintaining the signal maintenance time for a predetermined time or more means that debugging is not being executed or the debugging device is not connected. Therefore, it can be detected that the debugging device has been removed, and debugging can be realized with a simple operation in a semiconductor device having an on-chip debugging function.
また、前記モード制御部は、前記第1モードである場合に、外部から入力されるリセット信号をマスクし、前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に、前記リセット信号のマスクを解除することが望ましい。これにより、デバッグ中に外部からのリセット要求を排除し、安定的にデバッグを実行できる。 The mode control unit masks a reset signal input from the outside in the first mode, and cancels the masking of the reset signal when the signal maintaining time is maintained for a predetermined time or more. It is desirable to do. This eliminates an external reset request during debugging and enables stable debugging.
さらに、前記モード制御部は、前記第1モードである場合に前記リセット信号をマスクするためのリセットマスク信号を有効にし、前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に当該リセットマスク信号を無効にするリセットマスク制御部と、前記リセット信号と前記リセットマスク信号とを入力し、マスク後のリセット信号を出力するリセット制御部と、を有するとよい。これにより、リセットマスク信号により外部のリセット信号を容易に制御できる。 Further, the mode control unit enables a reset mask signal for masking the reset signal in the first mode, and outputs the reset mask signal when the signal maintaining time is maintained for a predetermined time or more. A reset mask control unit to be invalidated, and a reset control unit that inputs the reset signal and the reset mask signal and outputs a reset signal after masking may be provided. Thereby, the external reset signal can be easily controlled by the reset mask signal.
さらにまた、前記端子モニタ部は、前記信号維持時間が所定時間以上維持されているか否かを判定し、前記判定結果に応じて端子モニタ信号を前記リセットマスク制御部へ出力するとよい。そして、前記リセットマスク制御部は、前記端子モニタ信号が、前記信号維持時間が所定時間以上維持されていることを示す場合に、前記リセットマスク信号を無効にするとよい。このように、端子モニタ信号によりリセットマスク信号をより適切に制御できる。 Furthermore, the terminal monitor unit may determine whether or not the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more, and output a terminal monitor signal to the reset mask control unit according to the determination result. The reset mask control unit may invalidate the reset mask signal when the terminal monitor signal indicates that the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more. Thus, the reset mask signal can be controlled more appropriately by the terminal monitor signal.
さらに、前記リセットマスク制御部は、前記デバッグ端子からの信号及びパワーオンリセット信号を入力し、当該デバッグ端子からの信号がデバッグ実行後に変化した場合にハイレベルの信号を出力するラッチ回路と、前記端子モニタ信号と、前記ラッチ回路からの出力信号との論理積の結果を前記リセットマスク信号として前記リセット制御部へ出力する論理積回路と、を有するとよい。これにより、リセットマスク信号の制御をより適切に行うことができる。 Further, the reset mask control unit inputs a signal from the debug terminal and a power-on reset signal, and outputs a high level signal when the signal from the debug terminal changes after debug execution, And a logical product circuit that outputs a logical product of the terminal monitor signal and the output signal from the latch circuit as the reset mask signal to the reset control unit. As a result, the reset mask signal can be controlled more appropriately.
また、前記デバッグ端子は、少なくとも1本以上の信号群により前記デバッグ装置と接続され、前記端子モニタ部は、前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが特定のレベルで維持されている時間である信号維持時間を計測し、前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定し、前記判定結果に応じて端子モニタ信号を前記モード制御部へ出力することが望ましい。このように、デバッグ装置との間の信号レベルの維持時間を計測することで、アクセス時間相当を計測でき、より確実にデバッグ装置の取り外しを検出できる。 In addition, the debug terminal is connected to the debug device by at least one signal group, and the terminal monitor unit is a time during which at least a part of the signal level in the signal group is maintained at a specific level. It is desirable to measure a signal maintenance time, determine whether the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, and output a terminal monitor signal to the mode control unit according to the determination result. In this way, by measuring the signal level maintaining time with the debug device, it is possible to measure the equivalent of the access time, and more reliably detect the removal of the debug device.
また、本実施の形態1にかかる半導体装置のデバッグ制御方法は、次のように表現することができる。すなわち、外部のデバッグ装置と接続されるデバッグ端子を備える半導体装置のデバッグ制御方法である。このとき、前記半導体装置が、前記デバッグ装置によるデバッグ実行中に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化を監視し、前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、デバッグを実行するための第1モードから通常動作を行うための第2モードへ遷移させる。このように、デバッグ端子における信号レベルの変化が所定時間以上ないことは、デバッグが実行されていないこと又はデバッグ装置が未接続であることを意味する。そのため、デバッグ装置が取り外されたことを検出でき、オンチップデバッグ機能を有する半導体装置において、簡易な操作でデバッグを実現できる。 The semiconductor device debug control method according to the first embodiment can be expressed as follows. That is, this is a debug control method for a semiconductor device having a debug terminal connected to an external debug device. At this time, the semiconductor device monitors a change in the signal level at the debug terminal during debugging by the debug device, and executes a debug when the change in the signal level does not exceed a predetermined time. Transition from the mode to the second mode for normal operation is performed. Thus, the absence of a change in the signal level at the debug terminal for a predetermined time or more means that debugging is not being executed or the debug device is not connected. Therefore, it can be detected that the debugging device has been removed, and debugging can be realized with a simple operation in a semiconductor device having an on-chip debugging function.
また、前記デバッグ端子は、少なくとも1本以上の信号群により前記デバッグ装置と接続され、前記半導体装置が、前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが特定のレベルで維持されている時間である信号維持時間を計測し、前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定し、当該信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合に、前記信号レベルの変化が所定時間以上ないものとすることが望ましい。このように、デバッグ装置との間の信号レベルの維持時間を計測することで、アクセス時間相当を計測でき、より確実にデバッグ装置の取り外しを検出できる。 The debug terminal is connected to the debug device by at least one signal group, and the semiconductor device is a signal at which at least a part of the signal level in the signal group is maintained at a specific level. When the maintenance time is measured, it is determined whether or not the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, and when it is determined that the signal maintenance time is equal to or longer than the predetermined time, the change in the signal level does not exceed the predetermined time Is desirable. In this way, by measuring the signal level maintaining time with the debug device, it is possible to measure the equivalent of the access time, and more reliably detect the removal of the debug device.
さらに、前記半導体装置が、前記第2モードにおいて前記デバッグ端子における信号レベルが前記特定のレベルから当該特定のレベル以外に変化した場合に、前記第1モードに遷移させ、外部から入力されるリセット信号をマスクし、前記デバッグ装置によるデバッグ実行の開始後に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化の監視を開始し、前記信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、前記リセット信号のマスクを解除して前記第2モードへ遷移させるとよい。これにより、リセットタイミングを柔軟に制御できる。 Furthermore, when the signal level at the debug terminal changes from the specific level to a level other than the specific level in the second mode, the semiconductor device makes a transition to the first mode and is input from the outside. After the start of debug execution by the debug device, the monitoring of the signal level change at the debug terminal is started, and when the signal maintenance time is determined to be a predetermined time or more, the reset signal mask is released. And it is good to make a transition to the second mode. Thereby, the reset timing can be controlled flexibly.
以下では、本実施の形態1にかかる半導体装置の一実施例であるオンチップデバッグ機能付きマイクロコンピュータ(MCU)について説明する。図1は、本実施の形態1にかかるMCU100の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, a microcomputer (MCU) with an on-chip debug function which is an example of the semiconductor device according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the
まず、前提として、本実施の形態で対象とするシングルチップMCU用のデバッグシステムは、MCU100と、外部デバッグ装置300と、ホストコンピュータ(不図示)上で動作するデバッガソフトウェア(不図示)とで構成されるものとする。MCU100は、半導体集積回路の基板上に実装される。また、システムの構成により、基板上に外部リセット制御回路200が実装される。そして、MCU100は、リセット端子101を介して外部リセット制御回路200と接続される。また、MCU100は、デバッグ端子102を介して外部デバッグ装置300と接続される。そのため、MCU100は、外部デバッグ装置300を介してホストコンピュータに接続されることとなる。
First, as a premise, a debugging system for a single-chip MCU targeted in the present embodiment includes an
外部デバッグ装置300は、前記基板上に実装されたMCU100のデバッグ端子102にプルアップ回路301を接続する。外部デバッグ装置300は、MCU100の外部で、デバッグプログラムの実行等により、MCU100に対する各種デバッグ処理を行う。外部リセット制御回路200は、前記基板上に実装されたMCU100のリセット端子101に接続する。外部リセット制御回路200は、例えば、MCU100の外部のリセットICや他のECUに相当するものです。
The
MCU100は、リセット端子101と、デバッグ端子102と、端子モニタ部110と、モード制御部120と、CPU130と、パワーオンリセット部140と、Nチャネルオープンドレインバッファ150とを備える。リセット端子101は、外部リセット制御回路200と接続される。デバッグ端子102は、外部デバッグ装置300と接続される。デバッグ端子102は、少なくとも1本以上の信号群により前記デバッグ装置と接続される。
The
端子モニタ部110は、デバッグ端子102経由で外部デバッグ装置300からのデバッグ信号205を入力し、デバッグ制御部122に端子モニタ信号206を出力する。また、端子モニタ部110は、デバッグ端子102を監視する。具体的には、端子モニタ部110は、外部デバッグ装置300によるデバッグ実行中に、デバッグ端子102における信号レベルの変化を監視する。より詳細には、端子モニタ部110は、外部デバッグ装置300によるデバッグ実行中に、デバッグ端子102における特定の信号レベルが維持されている時間である信号維持時間を計測する。そして、端子モニタ部110は、信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定する。つまり、端子モニタ部110は、信号レベルの変化が所定時間以上ないことを検出する。または、端子モニタ部110は、信号維持時間が所定時間以上であることを検出する。ここで、端子モニタ部110が、当該信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合は、信号レベルの変化が所定時間以上ないこととを示すものといえる。端子モニタ部110は、判定結果に応じて端子モニタ信号206を後述するリセットマスク制御部123へ出力する。
The
また、端子モニタ部110は、少なくともタイマ部111を有する。タイマ部111は、デバッグ端子102のハイレベル期間を計測する。すなわち、タイマ部111は、特定の信号レベルが維持されている時間である信号維持時間を計測し、前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定する。
Further, the
ここで、モード制御部120のデバッグモード制御機能は、MCU1のデバッグを許可するモード(デバッグ有効モード)又はデバッグを許可しないモード(デバッグ無効モード)を決定し、決定したモードへMCU100を遷移させる。ここで、デバッグ有効モードは、デバッグを実行するための第1モードの一例であり、デバッグ無効モードは、通常動作を行うための第2モードの一例である。
Here, the debug mode control function of the
モード制御部120は、信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、MCU100のモードを、第1モードから第2モードへ遷移させる。すなわち、モード制御部120は、信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に、MCU100のモードを、第1モードから第2モードへ遷移させる。
The
モード制御部120は、少なくともリセットマスク回路121と、デバッグ制御部122とを有する。デバッグ制御部122は、第1モードである場合にリセット信号201をマスクするためのリセットマスク信号202を有効にし、信号維持時間が所定時間以上維持されている場合にリセットマスク信号202を無効にする。リセットマスク回路121は、リセット信号201とリセットマスク信号202とを入力し、リセットマスク後のリセット信号203を出力するリセット制御部の一例である。リセットマスク回路121は、例えば、論理和回路で実現可能である。
The
ここで、デバッグ制御部122は、デバッグ中にCPU130の各種動作及び状態の監視及び制御を行う。デバッグ制御部122は、Nチャネルオープンドレインバッファ150を介してデバッグ端子102と接続されている。デバッグ制御部122は、少なくともリセットマスク制御部123を有する。リセットマスク制御部123は、端子モニタ部110からの端子モニタ信号206を入力し、端子モニタ信号206に基づいてリセットマスク信号202をリセットマスク回路121に出力する。具体的には、リセットマスク制御部123は、端子モニタ信号206が、信号維持時間が所定時間以上維持されていることを示す場合に、リセットマスク信号202を無効にする。
Here, the
また、リセットマスク回路121は、デバッグ中にリセット信号201をマスクする。すなわち、リセットマスク回路121は、リセット端子101からのリセット信号201と、デバッグ制御部122からのリセットマスク信号202とを受け付け、論理和の結果をリセットマスク後のリセット信号203として出力する。
The
CPU130は、MCU100を制御する。CPU130は、パワーオンリセット部140からのパワーオンリセット信号204と、リセットマスク回路121からのリセットマスク後のリセット信号203とをそれぞれ入力する。パワーオンリセット部140は、MCU100の電源投入又は源電圧が許容値より低下したときに前記状態を検出して、MCU100をリセットする。パワーオンリセット部140は、電源電圧VDDを入力し、CPU130及びデバッグ制御部122にパワーオンリセット信号204を出力する。
The
Nチャネルオープンドレインバッファ150は、デバッグ制御部122からハイレベルが出力された時、デバッグ端子102をハイ・インピーダンスにする。Nチャネルオープンドレインバッファ150は、デバッグ制御部122からハイレベル又はロウレベルのデバッグ信号207を入力し、デバッグ端子102をハイ・インピーダンスにするか、ロウレベルのデバッグ信号205を外部デバッグ装置300に出力する。また、Nチャネルオープンドレインバッファ150は、デバッグ端子102からハイ・インピーダンスかロウレベルのデバッグ信号205を入力し、デバッグ制御部122へデバッグ信号207を出力する。
The N-channel
モード制御部120は、第2モードにおいてデバッグ端子102における信号レベルがハイレベルからロウレベルに変化した場合に、第1モードに遷移させ、外部から入力されるリセット信号201をマスクする。そして、端子モニタ部110は、外部リセット制御回路200によるデバッグ実行の開始後に、デバッグ端子102における信号レベルの変化の監視を開始する。その後、モード制御部120は、端子モニタ部110において信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、リセット信号201のマスクを解除して第2モードへ遷移させる。
When the signal level at the
または、モード制御部120は、外部デバッグ装置300が接続された場合に第1モードに遷移させ、外部から入力されるリセット信号201をマスクし、信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、リセット信号201のマスクを解除して第2モードへ遷移させるものということができる。
Alternatively, the
図2は、本実施の形態1にかかる端子モニタ部110の構成を示すブロック図である。端子モニタ部110は、レベル検出回路112と、タイマ部111とを備える。レベル検出回路112は、信号群における少なくとも一部の信号レベルが特定のレベルであることを検出する。すなわち、レベル検出回路112は、デバッグ端子102からデバッグ信号205を入力し、信号レベルを検出して、デバッグ端子102のハイレベル期間を計測する計測器114へ出力する。タイマ部111は、信号維持時間を計測し、信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定する。タイマ部111は、レジスタ113と、計測器114と、比較器115とを備える。ここで、タイマ部111は、計測される信号維持時間の閾値である所定時間をレジスタ113に設定する設定手段の機能を含むといえる。よって、レジスタ113には、リセットマスク信号202の任意の解除時間が設定される。計測器114は、レベル検出回路112により検出された信号レベルの信号維持時間を計測する。すなわち、計測器114は、レベル検出回路112からレベル検出信号を入力し、計測結果を比較器115へ出力する。比較器115は、計測された維持時間と設定された所定時間とを比較し、比較結果を端子モニタ信号206として出力する。すなわち、比較器115は、レジスタ113からリセットマスク信号202の解除時間と、計測器114で計測した時間とをそれぞれ入力し、比較結果をリセットマスク制御部123へ出力する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the
図3は、本実施の形態1にかかるリセットマスク制御部123の構成を示すブロック図である。リセットマスク制御部123は、ラッチ回路124と、論理積回路125とを備える。ラッチ回路124は、デバッグ端子102からのデバッグ信号207及びパワーオンリセット信号204を入力し、デバッグ端子102からのデバッグ信号207がデバッグ実行後に変化した場合にハイレベルの信号を出力する。ここで、ラッチ回路124は、デバッグの開始後に、デバッグ信号207が一度でもロウレベルに変化した場合、パワーオンリセット信号204がオンになるまでの間、ハイレベルの信号を出力する。論理積回路125は、端子モニタ信号206と、ラッチ回路124からの出力信号との論理積の結果をリセットマスク信号202としてリセット制御部であるリセットマスク回路121へ出力する。ここで、端子モニタ信号206は、信号維持時間が所定時間以上維持されている場合にロウレベルとなる。そして、リセットマスク信号202は、ハイレベルのときにリセット信号201のマスクを有効にし、ロウレベルのときにリセット信号201のマスクを解除するものとする。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the reset
図4は、本実施の形態1にかかるMCU100の動作の流れを示すフローチャートである。まず、MCU100を含むデバッグ対象となるシステムの電源が投入される(ステップS101)。次に、MCU100は、電源投入後にリセット端子101がロウレベルになる(ステップS102)。これにより、MCU100がリセット状態となる。続いて、MCU100は、リセット端子101がハイレベルになる(ステップS103)。これにより、MCU100は、リセットが解除されてデバッグ無効モードへ遷移する。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation flow of the
ここで、MCU100は、外部デバッグ装置300が接続されているか否かを判定する(ステップS104)。このとき、端子モニタ部110は、デバッグ端子102からのデバッグ信号205のレベルにより、外部デバッグ装置300が接続されているか否かを判定するようにしてもよい。外部デバッグ装置300が接続されている場合、ステップS105へ進み、外部デバッグ装置300が接続されていない場合、ステップS107へ進む。
Here, the
ステップS104において、外部デバッグ装置300が未接続の場合は、デバッグ信号205がハイレベルである(ステップS107)。このとき、MCU100は、デバッグ無効モードを継続する。そして、CPU130は、デバッグ無効モードにおいて、ユーザプログラムを実行する(ステップS108)。その後、CPU130は、リセットマスク後のリセット信号203によるリセットが発生したか否かを判定する(ステップS109)。リセットが発生した場合、ステップS104へ進む。
In step S104, when the
ステップS104において、外部デバッグ装置300が接続されている場合は、デバッグ信号205がロウレベルである(ステップS105)。このとき、MCU100は、デバッグ有効モードへ遷移する。そして、MCU100は、デバッグ制御処理を実行する(ステップS106)。
In step S104, when the
図5は、本実施の形態1にかかるデバッグ制御の流れを示すフローチャートである。まず、端子モニタ部110は、レジスタ113にリセットマスク信号解除時間TW2を設定する(ステップS201)。リセットマスク信号解除時間TW2は、外部デバッグ装置300との通信が終了したと判断するための閾値であり任意の時間である。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of debug control according to the first embodiment. First, the
次に、MCU100は、デバッグ有効モード中のリセット端子101への入力であるリセット信号201をマスクする。つまり、デバッグ制御部122は、リセットマスク信号202を設定する、つまり有効にする(ステップS202)。そして、CPU130は、デバッグ有効モードにおいてデバッグ制御部122内で実行するデバッグ専用プログラム(モニタプログラム)を実行する(ステップS203)。
Next, the
ここで、タイマ部111は、タイマを開始する(ステップS204)。そして、端子モニタ部110は、デバッグ端子102を監視する(ステップS205)。つまり、レベル検出回路112は、デバッグ端子102からのデバッグ信号205の信号レベルがハイレベルであるか否かを示す信号を、計測器114へ出力する。計測器114は、デバッグ信号205の信号レベルがハイレベルである間、信号維持時間TW1を計測する。計測器114は、デバッグ信号205のレベルがハイレベルからロウレベルに変化した場合に、信号維持時間TW1の計測を終了する。そして、比較器115は、計測された信号維持時間TW1がレジスタ113に設定されたリセットマスク信号解除時間TW2以上であるか否かを判定する(ステップS206)。つまり、デバッグ信号205がハイレベルに変化してからロウレベルに変化するまでに経過した時間である信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2以上であるか否かを判定する。
Here, the
ここで、上記タイマは、開始時刻からリセットマスク信号解除時間TW2まで経過した場合に、計測器114による計測を停止し、比較器115による比較を行わせる。そのため、信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2以上であれば、計測器114が信号維持時間TW1の計測を終了する前に、比較器115により信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2以上であると判定される。すなわち、端子モニタ部110は、外部デバッグ装置300からMCU100に対して、リセットマスク信号解除時間TW2だけハイレベル信号が継続した場合に、外部デバッグ装置300との通信が終了したと判断する(ステップS206でYES)。
Here, when the timer has elapsed from the start time to the reset mask signal release time TW2, the timer stops measurement by the measuring
言い換えると、端子モニタ部110は、デバッグ端子102のハイレベル期間である信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2の経過する以前にロウレベルを検出したか否かを判定する。そして、信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2以上であると判定した場合(TW1>=TW2)、ステップS208へ進む。一方、信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2未満であると判定した場合(TW1<TW2)、ステップS207へ進む。
In other words, the
ここで、信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2未満であると判定した場合(TW1<TW2)、端子モニタ部110は、デバッグ実行中と判断し、信号維持時間TW1及び上記タイマをクリアする(ステップS207)。そして、ステップS204へ進む。
Here, if it is determined that the signal maintenance time TW1 is less than the reset mask signal release time TW2 (TW1 <TW2), the
また、デバッグ端子102は、Nチャネルオープンドレインバッファ150とプルアップ回路301を接続して使用するため、外部デバッグ装置300との通信が終了した時にハイレベル状態を継続する。この場合、信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2以上であると判定する(TW1>=TW2)。そして、タイマ部111は、タイマを停止する(ステップS208)。続いて、デバッグ制御部122は、端子モニタ信号206に基づいてリセットマスク信号211を解除し(ステップS209)、リセット端子101からのリセット信号201をそのままCPU130へのリセット信号として出力する。すなわち、以後、外部リセット制御回路200から有効なリセット信号201が入力された場合、MCU100は、内部をリセット可能になる。
Since the
その後、CPU130は、リセットマスク後のリセット信号203によるリセットが発生したか否かを判定する(ステップS109)。リセットが発生した場合、ステップS104へ進む。
Thereafter, the
図6は、本実施の形態1にかかるデバッグ制御におけるタイミングチャートである。時刻T0において、MCU100の電源が投入される(ステップS101)。時刻T0〜T1の区間では、MCU100のリセット端子101の入力がロウレベルであり、MCU100はリセット状態である(ステップS102)。時刻T1において、MCU100のリセット端子101への入力がロウレベルからハイレベルに変化する(ステップS103)。これに伴い、リセットが解除され、MCU100はデバッグ無効モードへ遷移する。そして、時刻T1〜T2の区間は、MCU100がデバッグ無効モードを継続する。
FIG. 6 is a timing chart in debug control according to the first embodiment. At time T0, the
時刻T2において、外部デバッグ装置300がデバッグ端子102に接続されたものとする。このとき、デバッグ端子102がロウレベルとなり(ステップS105)、MCU100がデバッグ有効モードへ遷移する。尚、外部デバッグ装置300が未接続の場合には、デバッグ端子102はハイレベルであるため、MCU100のデバッグ無効モードが継続することとなる。
It is assumed that the
時刻T2〜T5の区間は、MCU100がデバッグ有効モードを継続する。また、時刻T2〜T3の区間は、端子モニタ部110がリセットマスク信号解除時間TW2をレジスタ113に設定する(ステップS201)。そして、リセットマスク制御部123は、リセットマスク信号202をロウレベルからハイレベルにする(ステップS202)。これに伴い、リセット端子101からのリセット信号201がマスクされたリセットマスク後のリセット信号203が出力され、以後のCPU130へのリセットがマスクされる。つまり、リセットマスク信号202がハイレベルのため、リセット端子101にロウレベルが入力されても、リセットマスク回路121は常にリセットマスク後のリセット信号203をハイレベルとして出力し、MCU100は、リセット状態にならない。
In the section from time T2 to T5, the
ここで、CPU130は、デバッグ専用プログラムを実行する(ステップS203)。その後、デバッグ専用プログラムによるMCU100へのアクセス等によりデバッグ端子102がロウレベルとハイレベルとの変化を繰り返す。その間、タイマの開始(ステップS204)、デバッグ端子102のモニタ(ステップS205)、信号維持時間TW1とリセットマスク信号解除時間TW2の大小判定(ステップS206)が行われる。
Here, the
つまり、端子モニタ部110は、デバッグ端子102のハイレベル又はロウレベルへの変化をモニタする。そして端子モニタ部110は、デバッグ端子102がロウレベルからハイレベルになると、デバッグ端子102のハイレベル期間である信号維持時間TW1について、計測器114による計測を開始する(ステップS205)。端子モニタ部110は、デバッグ端子102の信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2未満であると判定した場合(TW1<TW2)に、MCU100がデバッグ中と判断する(ステップS206でNO)。図6では、信号維持時間TW1a、TW1b、TW1c及びTW1dがリセットマスク信号解除時間TW2より小さいため、都度、タイマがクリアされ(ステップS207)、ステップS204からS207が繰り返される。
That is, the
その後、時刻T3において、端子モニタ部110が、デバッグ端子102の信号維持時間TW1eをタイマ部111の計測器114で計測を開始する。(ステップS204及びS205)。
Thereafter, at time T <b> 3, the
時刻T4において、外部デバッグ装置300がデバッグ端子102から取り外されたものとする。このとき、デバッグ端子102がハイインピーダンス(断線状態)になるため、時刻T3から信号レベルがハイレベルのまま維持される。そして、端子モニタ部110は、信号維持時間TW1eを計測し続ける。
It is assumed that the
時刻T5において、タイマ部111のタイマによりリセットマスク信号解除時間TW2が経過したものとする。よって、比較器115は、この時点での信号維持時間TW1eとリセットマスク信号解除時間TW2との比較を行う。そして、ここでは、TW1eとTW2とが等しいと判定され(ステップS206でYES)、タイマが停止され(ステップS208)、リセットマスク信号202が解除、つまりロウレベルへ変化する(ステップS209)。
It is assumed that the reset mask signal release time TW2 has elapsed by the timer of the
そのため、時刻T6において、リセット端子101がハイレベルからロウレベルに変化したことにより、リセットマスク回路121は、リセットマスク後のリセット信号203をロウレベルにしてCPU130へ出力する。これにより、CPU130がリセット状態になる。
Therefore, at time T6, when the
このように、本実施の形態1では、MCU100のパワーオンリセットの制御ではなく、リセット端子101の制御で、デバッグ有効モードからデバッグ無効モードへの遷移を可能とするものである。そのため、デバッグ後に外部デバッグ装置300をデバッグ端子102と未接続にしても、デバッグ有効モードからデバッグ無効モードへ復帰することができる効果がある。また、デバッグが終了したこと又は外部デバッグ装置300が取り外されたことをデバッグ端子102の信号レベルの信号維持時間TW1がリセットマスク信号解除時間TW2以上であることを検出することで、外部デバッグ装置300の取り外し以外に別途バッテリの取り外し操作等を行うことなく、デバッグ後のMCU100をユーザプログラムの実行可能な状態へ遷移させることができる。
As described above, in the first embodiment, the transition from the debug valid mode to the debug invalid mode is enabled by the control of the
<実施の形態2>
本実施の形態2は、上述した実施の形態1の変形例である。本実施の形態2にかかる半導体装置は、端子モニタ部において、前記信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、前記半導体装置の内部をリセットした後に、前記第2モードへ遷移させるものである。または、本実施の形態2にかかる半導体装置は、デバッグ装置が接続された場合に前記第1モードに遷移させ、前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、前記半導体装置の内部をリセットした後に、前記第2モードへ遷移させるということもできる。さらには、前記半導体装置が、前記信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、前記半導体装置の内部をリセットした後に、前記第2モードへ遷移させるということもできる。このように、強制的に第2モードへ遷移させるため、デバッグの実行終了後に即時にユーザプログラムの実行開始が可能となる。
<Embodiment 2>
The second embodiment is a modification of the first embodiment described above. In the semiconductor device according to the second embodiment, when the terminal monitoring unit determines that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the semiconductor device is shifted to the second mode after resetting the inside of the semiconductor device. is there. Alternatively, the semiconductor device according to the second embodiment makes a transition to the first mode when a debug device is connected, and resets the inside of the semiconductor device when the signal level has not changed for a predetermined time or more. It can also be said that the mode is changed to the second mode later. Furthermore, when the semiconductor device determines that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the semiconductor device can be shifted to the second mode after resetting the inside of the semiconductor device. Thus, since the mode is forcibly shifted to the second mode, the execution of the user program can be started immediately after the end of the execution of debugging.
また、本実施の形態2にかかるモード制御部は、前記第1モードに遷移した場合に前記リセット信号を無効にし、前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に前記リセット信号を有効にして出力するリセット制御部と、を有するものである。つまり、信号維持時間の監視によりデバッグの実行終了又はデバッグ装置の取り外しを検出した場合に、半導体装置をリセットするためのリセット信号を直接出力する。これにより、デバッグ終了に伴い、第2モードでのユーザプログラムの実行開始が可能となる。 In addition, the mode control unit according to the second embodiment disables the reset signal when transitioning to the first mode, and enables the reset signal when the signal maintaining time is maintained for a predetermined time or more. And a reset control unit for outputting. That is, when the execution of debugging or the removal of the debugging device is detected by monitoring the signal maintaining time, a reset signal for resetting the semiconductor device is directly output. Thereby, the execution of the user program in the second mode can be started with the end of debugging.
さらに、前記端子モニタ部は、前記信号維持時間が所定時間以上維持されているか否かを判定し、前記判定結果に応じて端子モニタ信号を前記リセット制御部へ出力し、前記リセット制御部は、前記端子モニタ信号が、前記信号維持時間が所定時間以上維持されていることを示す場合に、前記リセット信号を有効にして出力することが望ましい。このように、端子モニタ信号によりリセット信号をより適切に制御できる。 Further, the terminal monitor unit determines whether or not the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more, and outputs a terminal monitor signal to the reset control unit according to the determination result, the reset control unit, In the case where the terminal monitor signal indicates that the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more, it is desirable that the reset signal is enabled and output. Thus, the reset signal can be controlled more appropriately by the terminal monitor signal.
図7は、本実施の形態2にかかるMCU100aの構成を示すブロック図である。MCU100aは、上述した図1のMCU100との違いとして、モード制御部120がモード制御部120aに置き換わったものである。そして、モード制御部120aから出力されるリセット信号208がCPUだけでなく、MCU100a内の各種構成要素に対するリセット信号となる。そのため、図7ではCPUを省略している。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the
モード制御部120aは、リセット制御回路121aと、デバッグ制御部122aとを備える。デバッグ制御部122aは、リセットマスク制御部123aを備える。デバッグ制御部122aは、端子モニタ部110からの端子モニタ信号206aを受け付けず、リセットマスク信号202aを出力する。
The
図8は、本実施の形態2にかかるリセットマスク制御部123aの構成を示すブロック図である。リセットマスク制御部123aは、図3のリセットマスク制御部123から論理積回路125を除いたものである。リセットマスク制御部123aのラッチ回路124は、デバッグの開始後に、デバッグ信号207が一度でもロウレベルに変化した場合、パワーオンリセット信号204がオンになるまでの間、ハイレベルの信号を出力する。そして、リセットマスク制御部123aは、ラッチ回路124からの出力信号をリセットマスク信号202aとして、リセット制御回路121aへ出力する。リセットマスク信号202aは、ハイレベルのときにリセット信号201のマスクを有効にし、ロウレベルのときにリセット信号201のマスクを解除するものとする。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the reset
図7に戻り説明する。リセット制御回路121aは、外部リセット制御回路200からリセット端子101を介してリセット信号201を受け付ける。また、リセット制御回路121aは、端子モニタ部110から端子モニタ信号206a、リセットマスク制御部123aからリセットマスク信号202a及びパワーオンリセット部140からパワーオンリセット信号204を受け付ける。リセット制御回路121aは、上述した各要因に基づき入力される信号に基づいてどのドメイン又はMCU100a内の構成要素に対してリセット信号を発行するかを制御する。このとき、リセット制御回路121aは、リセット端子101からのリセット信号201と同レベルのリセット信号を発行する。リセット制御回路121aが発行するリセット信号としては、例えば、デバッグ制御部122a自体のリセットやIO部のリセットも含まれる。
Returning to FIG. The reset control circuit 121 a receives the reset signal 201 from the external
このように、本実施の形態2では、上述した実施の形態1と同様に端子モニタ部110において、デバッグ端子102における信号レベルの変化が所定時間以上ないことを検出する。この場合、端子モニタ部110は、その旨を端子モニタ信号206aとしてリセット制御回路121aへ出力する。そして、リセット制御回路121aは、端子モニタ信号206aに基づきリセットを有効にするリセット信号208を出力する。これにより、デバッグの実行の終了又は外部デバッグ装置300の取り外しを検出したことに伴い、MCU100aのリセットを行うことができる。そのため、外部デバッグ装置300の取り外し後に、別途、外部からリセットを発行せずとも即時にユーザプログラム等の実行が可能となる。
As described above, in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the
<その他の実施の形態>
尚、上述した本実施の形態1及び2は、オンチップデバッグ機能付きマイクロコンピュータ及びその制御方法に関するものであり、特に、デバッグ装置とインターフェース信号線が少なくデバッグ専用のリセット端子を持たないマイクロコンピュータに適用が可能である。
<Other embodiments>
The first and second embodiments described above relate to a microcomputer with an on-chip debug function and a control method therefor, and particularly to a microcomputer that has few interface signal lines and a debug-dedicated reset terminal. Applicable.
また、本実施の形態1は、次のように表現することもできる。すなわち、半導体集積回路内にプログラムデバッグのための制御を行うデバッグ制御部を具備する半導体集積回路であり、例えば、オンチップデバッグ機能付きマイクロコンピュータである。当該半導体集積回路は、外部に接続された任意のデバッグ装置との1本以上の信号群で接続され、前記信号群の信号レベルまたは物理的に切り離す場合において、半導体集積回路外部から特定の端子経由で入力される信号の信号レベルを任意の時間測定できる端子モニタ部と、当該デバッグ制御部において前記端子モニタ部から出力されるモニタ信号により半導体集積回路から入力されるリセット信号をデバッグ中にマスクするリセットマスク制御部とを有する。そして、端子モニタ部は、当該デバッグ装置との接続状況を監視し、デバッグ装置からのアクセスが任意に設定した期間以上ない場合に、デバッグ制御部は、前記リセットマスク制御部のマスク状態を解除してデバッグ制御状態から半導体集積回路をリセットして半導体集積回路がデバッグ可能状態(デバッグ有効モード)から通常のプログラム実行状態(ユーザモード)に遷移するものである。これにより、車載ECU等のシステムでバッテリを外すことなく電源OFFによるパワーオンリセットをすることができる効果がある。 The first embodiment can also be expressed as follows. That is, a semiconductor integrated circuit including a debug control unit that performs control for program debugging in the semiconductor integrated circuit, for example, a microcomputer with an on-chip debug function. The semiconductor integrated circuit is connected by one or more signal groups to an arbitrary debug device connected to the outside, and when the signal level of the signal group or is physically separated, the semiconductor integrated circuit passes through a specific terminal from the outside of the semiconductor integrated circuit. The terminal monitor unit that can measure the signal level of the signal input at any time, and the reset signal input from the semiconductor integrated circuit is masked during debugging by the monitor signal output from the terminal monitor unit in the debug control unit A reset mask controller. Then, the terminal monitor unit monitors the connection status with the debug device, and the debug control unit cancels the mask state of the reset mask control unit when there is no access from the debug device for an arbitrarily set period or longer. Then, the semiconductor integrated circuit is reset from the debug control state, and the semiconductor integrated circuit transits from the debug enabled state (debug effective mode) to the normal program execution state (user mode). Thereby, there exists an effect which can perform the power-on reset by power supply OFF, without removing a battery with systems, such as vehicle-mounted ECU.
さらに、上記端子モニタ部において、任意のリセットマスク信号解除時間を設定する手段と、前記デバッグ装置と接続された1本以上の信号群を任意の端子経由で入力して前記信号のレベルを検出するレベル検出回路と、前記検出した結果で出力されるレベル検出信号を比較器へ出力する計測器と、前記計測した結果と任意に設定したリセットマスク信号解除時間を比較器で比較し、前記比較結果をデバッグ制御部へ一定の時間毎に出力するタイマ部を有するとよい。 Further, in the terminal monitor unit, a means for setting an arbitrary reset mask signal release time and one or more signal groups connected to the debug device are input via an arbitrary terminal to detect the level of the signal. A level detection circuit, a measuring device for outputting a level detection signal output as a result of the detection to a comparator, a comparator for comparing the measured result with an arbitrarily set reset mask signal release time, and the comparison result It is good to have a timer part which outputs to a debugging control part for every fixed time.
または、半導体集積回路内にプログラムデバッグのための制御を行うデバッグ制御部を具備する半導体集積回路の制御方法であり、例えば、オンチップデバッグ機能付きマイクロコンピュータの制御方法である。当該制御方法は、外部に接続された任意のデバッグ装置との1本以上の信号群で接続され、前記信号群の信号レベルまたは物理的に切り離す場合において、デバッグ装置が接続中でありデバッグ有効モードの時に任意のリセットマスク信号解除時間を設定して前記設定した時間内に任意の信号レベルが継続するかを判断するステップと、リセット端子をマスクするためにリセット信号をリセットマスク信号とリセットマスク回路でマスクしリセットマスク後のリセット信号によりCPU部をリセットするステップと、前記デバッグ装置と接続される任意の端子状態をレベル検出回路と計測器で信号レベルを計測して端子状態を監視するステップと、前記計測した結果と任意に設定したリセットマスク信号解除時間とを比較してリセットマスク信号解除時間より小さい場合には時間計測用の計測器を初期化して再度端子状態の監視を繰り返し、同じか大きい場合には信号レベルの計測を停止してリセット端子のリセットマスク信号を端子モニタ信号で解除してリセット端子からCPU部へのリセット信号を有効にするステップとを有する。 Alternatively, a semiconductor integrated circuit control method including a debug control unit that performs control for program debugging in the semiconductor integrated circuit, for example, a microcomputer control method with an on-chip debug function. In this control method, when one or more signal groups are connected to an arbitrary debug device connected to the outside, and the signal level of the signal group or physically separated, the debug device is connected and the debug valid mode A step of setting an arbitrary reset mask signal release time at the time and determining whether an arbitrary signal level continues within the set time; and a reset signal for reset mask signal and reset mask circuit to mask the reset terminal A step of resetting the CPU unit by a reset signal after masking with a reset mask and a step of monitoring a terminal state by measuring a signal level with a level detection circuit and a measuring instrument with respect to an arbitrary terminal state connected to the debugging device; The reset mask is compared with the measured result and the reset mask signal release time set arbitrarily. If it is less than the signal release time, initialize the time measurement instrument and repeat the monitoring of the terminal status again.If it is the same or larger, stop measuring the signal level and send the reset mask signal of the reset terminal to the terminal monitor signal. And enabling the reset signal from the reset terminal to the CPU unit.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態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の変更が可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
100 MCU
100a MCU
101 リセット端子
102 デバッグ端子
110 端子モニタ部
111 タイマ部
112 レベル検出回路
113 レジスタ
114 計測器
115 比較器
120 モード制御部
120a モード制御部
121 リセットマスク回路
121a リセット制御回路
122 デバッグ制御部
122a デバッグ制御部
123 リセットマスク制御部
123a リセットマスク制御部
124 ラッチ回路
125 論理積回路
130 CPU
140 パワーオンリセット部
150 Nチャネルオープンドレインバッファ
200 外部リセット制御回路
201 リセット信号
202 リセットマスク信号
202a リセットマスク信号
203 リセットマスク後のリセット信号
204 パワーオンリセット信号
205 デバッグ信号
206 端子モニタ信号
206a 端子モニタ信号
207 デバッグ信号
208 リセット信号
300 外部デバッグ装置
301 プルアップ回路
VDD 電源電圧
T0 時刻
T1 時刻
T2 時刻
T3 時刻
T4 時刻
T5 時刻
T6 時刻
TW1 信号維持時間
TW1a 信号維持時間
TW1b 信号維持時間
TW1c 信号維持時間
TW1d 信号維持時間
TW2 リセットマスク信号解除時間
100 MCU
100a MCU
DESCRIPTION OF
140 Power-on reset unit 150 N-channel
Claims (19)
前記デバッグ装置によるデバッグ実行中に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化を監視する端子モニタ部と、を備え、
前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、デバッグを実行するための第1モードから通常動作を行うための第2モードへ遷移させる
半導体装置。 A debug terminal connected to an external debug device;
A terminal monitor unit that monitors a change in signal level at the debug terminal during debugging by the debug device, and
A semiconductor device that transitions from a first mode for performing debugging to a second mode for performing normal operation when the signal level does not change for a predetermined time or more.
前記端子モニタ部は、
前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが特定のレベルで維持されている時間である信号維持時間を計測し、
前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定し、
当該信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合に、前記信号レベルの変化が所定時間以上ないものとする、
請求項1に記載の半導体装置。 The debug terminal is connected to the debug device by at least one signal group,
The terminal monitor unit is
Measuring a signal maintenance time, which is a time during which at least a part of the signal level in the signal group is maintained at a specific level;
Determining whether the signal maintenance time is a predetermined time or more;
When it is determined that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the change in the signal level is not longer than the predetermined time.
The semiconductor device according to claim 1.
前記端子モニタ部は、前記デバッグ装置によるデバッグ実行の開始後に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化の監視を開始し、
前記端子モニタ部において、前記信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、前記リセット信号のマスクを解除して前記第2モードへ遷移させる
請求項2に記載の半導体装置。 In the second mode, when the signal level at the debug terminal changes from the specific level to a level other than the specific level, the mode is changed to the first mode, and a reset signal input from the outside is masked.
The terminal monitor unit starts monitoring a change in signal level at the debug terminal after the start of debug execution by the debug device;
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein when the terminal monitoring unit determines that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the mask of the reset signal is canceled and the mode is changed to the second mode.
請求項3に記載の半導体装置。 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the terminal monitor unit makes a transition to the second mode after resetting the inside of the semiconductor device when it is determined that the signal maintenance time is a predetermined time or more. 5.
前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが前記特定のレベルであることを検出するレベル検出回路と、
前記信号維持時間を計測し、前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定するタイマ部とを備え、
前記タイマ部は、
前記所定時間を設定する設定手段と、
前記レベル検出回路により検出された信号レベルの維持時間を計測する計測器と、
前記計測された維持時間と前記設定された所定時間とを比較し、比較結果を出力する比較器と、
を有する
請求項3又は4に記載の半導体装置。 The terminal monitor unit is
A level detection circuit for detecting that at least a part of signal levels in the signal group is the specific level;
A timer unit for measuring the signal maintenance time and determining whether the signal maintenance time is a predetermined time or more,
The timer unit is
Setting means for setting the predetermined time;
A measuring instrument for measuring the maintenance time of the signal level detected by the level detection circuit;
A comparator that compares the measured maintenance time with the set predetermined time and outputs a comparison result;
The semiconductor device according to claim 3 or 4.
前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、前記リセット信号のマスクを解除して前記第2モードへ遷移させる
請求項1に記載の半導体装置。 Transition to the first mode when the debug device is connected, masking a reset signal input from the outside,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein when the change in the signal level does not exceed a predetermined time, the mask of the reset signal is released and the mode is changed to the second mode.
前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、前記半導体装置の内部をリセットした後に、前記第2モードへ遷移させる
請求項1に記載の半導体装置。 Transition to the first mode when the debug device is connected;
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein when the signal level does not change for a predetermined time or more, the semiconductor device is reset to the second mode after the inside of the semiconductor device is reset.
前記デバッグ装置によるデバッグ実行中に、前記デバッグ端子における特定の信号レベルが維持されている時間である信号維持時間を計測する端子モニタ部と、
前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に、デバッグを実行するための第1モードから通常動作を行うための第2モードへ遷移させるモード制御部と、
を備える半導体装置。 A debug terminal connected to an external debug device;
A terminal monitor unit for measuring a signal maintenance time, which is a time during which a specific signal level at the debug terminal is maintained during debugging by the debugging device;
A mode control unit that transitions from a first mode for performing debugging to a second mode for performing normal operation when the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more;
A semiconductor device comprising:
前記第1モードである場合に、外部から入力されるリセット信号をマスクし、
前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に、前記リセット信号のマスクを解除する
請求項8に記載の半導体装置。 The mode control unit
When in the first mode, mask the reset signal input from the outside,
The semiconductor device according to claim 8, wherein when the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more, the mask of the reset signal is released.
前記第1モードである場合に前記リセット信号をマスクするためのリセットマスク信号を有効にし、前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に当該リセットマスク信号を無効にするリセットマスク制御部と、
前記リセット信号と前記リセットマスク信号とを入力し、マスク後のリセット信号を出力するリセット制御部と、を有する
請求項9に記載の半導体装置。 The mode control unit
A reset mask control unit that enables a reset mask signal for masking the reset signal in the first mode, and disables the reset mask signal when the signal maintaining time is maintained for a predetermined time or more; ,
The semiconductor device according to claim 9, further comprising: a reset control unit that inputs the reset signal and the reset mask signal and outputs a reset signal after masking.
前記信号維持時間が所定時間以上維持されているか否かを判定し、
前記判定結果に応じて端子モニタ信号を前記リセットマスク制御部へ出力し、
前記リセットマスク制御部は、
前記端子モニタ信号が、前記信号維持時間が所定時間以上維持されていることを示す場合に、前記リセットマスク信号を無効にする
請求項10に記載の半導体装置。 The terminal monitor unit is
Determining whether the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more;
According to the determination result, a terminal monitor signal is output to the reset mask control unit,
The reset mask controller is
The semiconductor device according to claim 10, wherein the reset mask signal is invalidated when the terminal monitor signal indicates that the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more.
前記デバッグ端子からの信号及びパワーオンリセット信号を入力し、当該デバッグ端子からの信号がデバッグ実行後に変化した場合にハイレベルの信号を出力するラッチ回路と、
前記端子モニタ信号と、前記ラッチ回路からの出力信号との論理積の結果を前記リセットマスク信号として前記リセット制御部へ出力する論理積回路と、
を有する請求項11に記載の半導体装置。 The reset mask controller is
A latch circuit that inputs a signal from the debug terminal and a power-on reset signal, and outputs a high-level signal when the signal from the debug terminal changes after debug execution;
A logical product circuit that outputs a logical product of the terminal monitor signal and an output signal from the latch circuit to the reset control unit as the reset mask signal;
The semiconductor device according to claim 11, comprising:
前記第1モードに遷移した場合に前記リセット信号を無効にし、前記信号維持時間が所定時間以上維持されている場合に前記リセット信号を有効にして出力するリセット制御部と、を有する
請求項9に記載の半導体装置。 The mode control unit
A reset control unit that disables the reset signal when transitioning to the first mode, and enables and outputs the reset signal when the signal maintaining time is maintained for a predetermined time or longer. The semiconductor device described.
前記信号維持時間が所定時間以上維持されているか否かを判定し、
前記判定結果に応じて端子モニタ信号を前記リセット制御部へ出力し、
前記リセット制御部は、
前記端子モニタ信号が、前記信号維持時間が所定時間以上維持されていることを示す場合に、前記リセット信号を有効にして出力する
請求項13に記載の半導体装置。 The terminal monitor unit is
Determining whether the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more;
According to the determination result, a terminal monitor signal is output to the reset control unit,
The reset control unit
The semiconductor device according to claim 13, wherein the reset signal is validated and output when the terminal monitor signal indicates that the signal maintenance time is maintained for a predetermined time or more.
前記端子モニタ部は、
前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが特定のレベルで維持されている時間である信号維持時間を計測し、
前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定し、
前記判定結果に応じて端子モニタ信号を前記モード制御部へ出力する
請求項8に記載の半導体装置。 The debug terminal is connected to the debug device by at least one signal group,
The terminal monitor unit is
Measuring a signal maintenance time, which is a time during which at least a part of the signal level in the signal group is maintained at a specific level;
Determining whether the signal maintenance time is a predetermined time or more;
The semiconductor device according to claim 8, wherein a terminal monitor signal is output to the mode control unit according to the determination result.
前記半導体装置が、
前記デバッグ装置によるデバッグ実行中に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化を監視し、
前記信号レベルの変化が所定時間以上ない場合に、デバッグを実行するための第1モードから通常動作を行うための第2モードへ遷移させる
半導体装置のデバッグ制御方法。 A debug control method for a semiconductor device having a debug terminal connected to an external debug device,
The semiconductor device is
During debug execution by the debug device, the signal level change at the debug terminal is monitored,
A method for controlling the debugging of a semiconductor device, wherein a transition from a first mode for performing debugging to a second mode for performing normal operation is performed when the signal level does not change for a predetermined time or more.
前記半導体装置が、
前記信号群における少なくとも一部の信号レベルが特定のレベルで維持されている時間である信号維持時間を計測し、
前記信号維持時間が所定時間以上であるか否かを判定し、
当該信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合に、前記信号レベルの変化が所定時間以上ないものとする、
請求項16に記載のデバッグ制御方法。 The debug terminal is connected to the debug device by at least one signal group,
The semiconductor device is
Measuring a signal maintenance time, which is a time during which at least a part of the signal level in the signal group is maintained at a specific level;
Determining whether the signal maintenance time is a predetermined time or more;
When it is determined that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the change in the signal level is not longer than the predetermined time.
The debug control method according to claim 16.
前記第2モードにおいて前記デバッグ端子における信号レベルが前記特定のレベルから当該特定のレベル以外に変化した場合に、前記第1モードに遷移させ、外部から入力されるリセット信号をマスクし、
前記デバッグ装置によるデバッグ実行の開始後に、前記デバッグ端子における信号レベルの変化の監視を開始し、
前記信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、前記リセット信号のマスクを解除して前記第2モードへ遷移させる
請求項17に記載のデバッグ制御方法。 The semiconductor device is
In the second mode, when the signal level at the debug terminal changes from the specific level to a level other than the specific level, the mode is changed to the first mode, and a reset signal input from the outside is masked.
After starting debug execution by the debug device, start monitoring signal level change at the debug terminal,
The debug control method according to claim 17, wherein when it is determined that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the mask of the reset signal is canceled and the mode is changed to the second mode.
前記信号維持時間が所定時間以上であると判定した場合、前記半導体装置の内部をリセットした後に、前記第2モードへ遷移させる
請求項18に記載のデバッグ制御方法。 The semiconductor device is
The debug control method according to claim 18, wherein when it is determined that the signal maintenance time is equal to or longer than a predetermined time, the semiconductor device is reset to the second mode after being reset.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2020116285A1 (en) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 富士電機株式会社 | Drink supply device |
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-
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- 2012-12-13 JP JP2012272136A patent/JP2014119779A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020116285A1 (en) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 富士電機株式会社 | Drink supply device |
CN112839550A (en) * | 2018-12-04 | 2021-05-25 | 富士电机株式会社 | Beverage supply device |
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