JP2018107679A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ウォッチドッグタイマを備える半導体装置において、前記ウォッチドッグタイマは、カウンタと、前記カウンタのカウント値のリフレッシュ期間に、前記カウント値を所望の値へ変更するカウンタ制御回路と、故障診断モジュールと、を備える。前記故障診断モジュールは、前記リフレッシュ期間に、ウォッチドッグタイマの外部へのリセット信号の発生を抑制させる回路、および前記リセット信号を保持する保持回路と、を有する。
【選択図】図2
Description
図1は、実施例に係る半導体装置を説明するためのブロック図である。図1には、ウォッチドッグタイマ(WDT)10を搭載する半導体装置1のブロック図が例示される。半導体装置1は車載制御用のマイクロコンピュータであり、1つの半導体チップに形成される。
図2は、実施例に係るウォッチドッグタイマの構成を示す図である。ウォッチドッグタイマ(WDT)10は、ウォッチドッグタイマ回路部(ウォッチドッグタイマモジュール)20と故障診断回路部(故障診断モジュール)40とを有する。
図3は、実施例に係るウォッチドッグタイマの通常動作時とリセット出力故障時の動作フローを説明するための図である。図3において、各信号は図2の信号に対応している。また、ステータスSTはウォッチドッグタイマモジュール20と故障診断モジュール40の状態を示す。カウンタ値26はカウンタ21がカウントアップされている様子を模式的に表したものである。OVFVは、カウント値のオーバーフロー値を示す。図3において、実線が通常動作時を示しており、太い点線がリセット出力故障時を示している。
時刻t1において、ウォッチドッグタイマ10の実動作中に、CPU2のプログラム実行によりトリガレジスタ24への所望の固定値の書き込みが行われる。この書込みがトリガとなり、リフレッシュ動作が開始される。先ず、カウンタ制御回路25により、オーバーフロー直前の値の書き込み信号(第1書込み信号)31がアサートされ、カウンタ21にオーバーフロー直前の値(BOVF)が書きこまれる。併せて、オーバーフロー直前の値の書き込みステータス信号(第1書込み状態信号)32がハイレベルとしてアサートされる。これにより、リセット出力正常信号34が故障診断回路44によりロウレベルへクリアされる。
時刻t1で、カウンタ21にオーバーフロー直前の値(BOVF)が書きこまれる。併せて、オーバーフロー直前の値の書き込みステータス信号(第1書込み状態信号)32がハイレベルとしてアサートされる。これにより、リセット出力正常信号34が故障診断回路44によりロウレベルへクリアされる。
図4は、実施例に係るウォッチドッグタイマのオーバーフロー時の動作フローを説明するための図である。図4には、図3との比較のため、オーバーフロー直前の値(BOVF)の書込みのタイミングを点線で例示的に示した。
図5は、変形例1に係るウォッチドッグタイマの構成を示す図である。図5に示されるウォッチドッグタイマ10Aは、図2に示されるウォッチドッグタイマ10の変形例である。
図6は、変形例1に係るウォッチドッグタイマの通常動作時とリセット故障及び割り込み故障時における動作フローを説明するための図である。図6の動作フローの前提は、割り込みイネーブルレジスタ50のレジスタ値がデータ“1”に設定されて、ウォッチドッグタイマ10から割り込み信号61およびリセット信号60を発生させる動作とされ、かつ、内部割り込み信号29の発生の前に、リフレッシュ動作1が行われる場合である。
最初に、ステータスSTについて説明する。ステータスSTに示されるように、時刻t0から時刻t1の期間はウォッチドッグタイマモジュール20のカウントアップ動作の期間であり、時刻t1から時刻t4の期間はウォッチドッグタイマモジュール20の第1リフレッシュ動作(リフレッシュ動作1と示す)の期間および故障診断モジュール40の割り込みに関する故障診断の動作の期間である。時刻t4から時刻t7は、期間はウォッチドッグタイマモジュール20の第2リフレッシュ動作(リフレッシュ動作2と示す)の期間および故障診断モジュール40のリセットに関する故障診断の動作の期間である。時刻t7以降は、ウォッチドッグタイマモジュール20のカウントアップ動作の期間である。ウォッチドッグタイマ10の実動作中のカウントアップ動作の期間において、カウンタ21はカウントアップ動作を行っているものとする。
割り込み故障時、時刻t1で、カウンタ21に割り込み直前の値(BINT)が書きこまれる。併せて、割り込み直前の値の書き込みステータス信号(第2書込み状態信号)52がハイレベルとしてアサートされる。これにより、割り込み出力正常信号54が故障診断回路44によりロウレベルへクリアされる。
そのため、故障診断回路44は割り込み信号発生経路の回路の故障と診断し、割り込み出力正常信号54をロウレベルのままとし、故障検知信号62をハイレベルとしてアサートし、システム制御回路8に警告する。なお、上記ではカウンタ21の故障の例を説明したが、割り込み信号が発生しない故障としては、割り込み出力制御回路23や割り込みフラグ回路46の故障も考えられる。
CPU2はプログラムの暴走などによりトリガレジスタ24へ所定の第2固定値の書込みを行うことが出来ず、リフレッシュ動作1に入る前に、カウンタ21のカウント値がオーバーフローした場合、割り込み直前の値の書き込みステータス信号(第2書込み状態信号)52およびオーバーフロー直前の値の書き込みステータス信号(第1書込み状態信号)32はネゲートされたままである。そのため、AND回路45およびAND回路41は、割り込み出力制御回路23から発生される内部割り込み信号29およびリセット出力制御回路22から発生される内部リセット信号27のそれぞれをマスクしないので、割り込み信号61およびリセット信号60がシステム制御回路8へ通知される。システム制御回路8は、例えば、割り込み信号61を受けて、所定の準備処理(退避処理等)を実施し、リセット信号60を受けて、システムリセット信号を発生する。
図7は、変形例1に係るウォッチドッグタイマの通常動作時とリセット故障及び割り込み故障時における他の動作フローを説明するための図である。図7の動作フローの前提は、割り込みイネーブルレジスタ50のレジスタ値がデータ“1”に設定されて、ウォッチドッグタイマ10から割り込み信号61およびリセット信号60を発生させる動作とされ、かつ、内部割り込み信号29の発生の後に、リフレッシュ動作2が行われる場合である。すなわち、図6のリフレッシュ動作1が行われない場合の動作フローである。
時刻t1において、カウンタ21のカウント値26が割り込み発行の値(INTV)に到達する。割り込み出力制御回路23は、これを検知し、内部割り込み信号29を発行する。これにより、割り込みフラグ回路46がセットされ、割り込みフラグ信号47が発生される。割り込み直前の値の書き込みステータス信号(第2書込み状態信号)52はネゲートされているため、AND回路(第2AND回路)45は、割り込み出力制御回路23から発生される内部割り込み信号29をマスクしないので、割り込み信号61がシステム制御回路8へ通知される。システム制御回路8は、割り込み信号61の受信により、CPU2に割り込み信号61に従う割り込み処理を指示する。この割り込み処理は、例えば、トリガレジスタ24への所定の第1値(所定の第1固定値)の書き込みの処理である。
時刻t2−時刻t5の期間、すなわち、リフレッシュ動作2の期間は、故障診断モジュール40の故障診断の動作の期間である。この期間において、リセットフラグ回路42及び/または割り込みフラグ回路46がハイレベルにセットされていない場合(太い点線)、障診断回路44はリセット故障および/または割り込み故障と診断し、故障検知信号62をアサートし、システム制御回路8へ警告する。これにより、リセット信号の発生経路の回路の故障検出や割り込み信号経路の回路の故障検出が行われる。
図8は、変形例2に係るカウンタ制御回路を説明するための図である。図8に記載のカウンタ制御回路25は、図2の実施例および図5の変形例1に記載のカウンタ制御回路25の変形例であり、実施例および変形例1の構成も併せて記載される。
Claims (19)
- ウォッチドッグタイマを備える半導体装置であって、
前記ウォッチドッグタイマは、
カウンタと、
前記カウンタのカウント値のリフレッシュ期間に、前記カウント値を所望の値へ変更するカウンタ制御回路と、
故障診断モジュールと、を備え、
前記故障診断モジュールは、
前記リフレッシュ期間に、前記ウォッチドッグタイマの外部へのリセット信号の発生を抑制させる回路と、
前記リセット信号を保持する第1保持回路と、
を備える半導体装置。 - 請求項1の半導体装置において、
前記所望の値は、前記カウント値のオーバーフローの直前の値である、半導体装置。 - 請求項2の半導体装置において、
前記故障診断モジュールは、さらに、故障診断回路を有し、
前記故障診断回路は、前記リフレッシュ期間において、前記第1保持回路に前記リセット信号が保持されないとき、故障検知信号を発生する、半導体装置。 - 請求項2の半導体装置において、さらに、
CPUと、
内部バスと、を有し
前記ウォッチドッグタイマは、
トリガレジスタ、を有し、
前記トリガレジスタは、前記内部バスを介して前記CPUから所定値が書き込まれた場合、前記カウンタ制御回路へトリガ信号を発生し、
前記カウンタ制御回路は、前記トリガ信号に従って、前記カウンタのカウント値を前記リフレッシュ期間に、前記所望の値へ変更する、半導体装置。 - 請求項4の半導体装置において、
前記第1保持回路は、前記CPUからの選択信号により、前記内部バスに結合される、半導体装置。 - 請求項1の半導体装置において、
前記故障診断モジュールは、さらに、
前記リフレッシュ期間に、前記ウォッチドッグタイマの外部への割り込み信号の発生を抑制させる回路と、
前記割り込み信号を保持する第2保持回路と、を備える半導体装置。 - 請求項6の半導体装置において、
前記故障診断モジュールは、さらに、
故障診断回路、を有し、
前記故障診断回路は、前記リフレッシュ期間において、前記2保持回路に前記割り込み信号が保持されないとき、故障検知信号を発生する、半導体装置。 - 請求項1の半導体装置において、
前記カウンタは、前記カウント値を出力する出力回路を、有し
前記カウンタ制御回路は、前記リフレッシュ期間において、前記出力回路の値を変更可能なビット制御回路を有する、半導体装置。 - ウォッチドッグタイマを備える半導体装置であって、
前記ウォッチドッグタイマは、
カウンタと、
前記カウンタのカウント値のリフレッシュ期間に、前記カウント値を所望の値へ変更するカウンタ制御回路と、
故障診断モジュールと、を備え、
前記故障診断モジュールは、
前記リフレッシュ期間に、前記ウォッチドッグタイマの外部への割り込み信号の発生を抑制させる回路と、
前記割り込み信号を保持する第1保持回路と、
を備える半導体装置。 - 請求項9の半導体装置において、
前記所望の値は、前記割り込み信号の発生を規定する前記カウント値の直前の値である、半導体装置。 - 請求項9の半導体装置において、
前記故障診断モジュールは、さらに、故障診断回路を有し、
前記故障診断回路は、前記リフレッシュ期間において、前記第1保持回路に前記割り込み信号が保持されないとき、故障検知信号を発生する、半導体装置。 - 請求項9の半導体装置において、さらに、
CPUと、
内部バスと、を有し
前記ウォッチドッグタイマは、
トリガレジスタ、を有し、
前記トリガレジスタは、前記内部バスを介して前記CPUから所定値が書き込まれた場合、前記カウンタ制御回路へトリガ信号を発生し、
前記カウンタ制御回路は、前記トリガ信号に従って、前記カウンタのカウント値を前記リフレッシュ期間に、前記所望の値へ変更する、半導体装置。 - 請求項12の半導体装置において、
前記第1保持回路は、前記CPUからの選択信号により、前記内部バスに結合される、半導体装置。 - 請求項9の半導体装置において、
前記故障診断モジュールは、さらに、
前記リフレッシュ期間に、前記ウォッチドッグタイマの外部へのリセット信号の発生を抑制させる回路と、
前記リセット信号を保持する第2保持回路と、を備える半導体装置。 - 請求項14の半導体装置において、
前記故障診断モジュールは、さらに、
故障診断回路、を有し、
前記故障診断回路は、前記リフレッシュ期間において、前記2保持回路に前記リセット信号が保持されないとき、故障検知信号を発生する、半導体装置。 - 中央処理装置と、
内部バスと、
ウォッチドッグタイマと、を具備し、
前記ウォッチドッグタイマは、
前記中央処理装置が前記内部バスを介して所定値を書き込み可能とされたトリガレジスタと、
カウンタと、
前記トリガレジスタへの前記所定値に書き込みにより、前記ウォッチドッグタイマがリフレッシュ期間とされた場合、前記リフレッシュ期間において、前記カウンタのカウント値を所望の値へ変更可能なカウンタ制御回路と、
故障診断モジュールと、を備え、
前記故障診断モジュールは、
前記リフレッシュ期間に、前記ウォッチドッグタイマの外部へのリセット信号の発生を抑制させる第1AND回路と、
前記リセット信号を保持するリセットフラグ回路と、
前記リフレッシュ期間に、前記ウォッチドッグタイマの外部への割り込み信号の発生を抑制させる第2AND回路と、
前記割り込み信号を保持する割り込みフラグ回路と、
故障診断回路と、を備え、
前記カウンタ制御回路は、前記割り込み信号の発生を制御する制御レジスタを有する、
半導体装置。 - 請求項16の半導体装置において、
前記故障診断回路は、前記リフレッシュ期間に、前記リセットフラグ回路または割り込みフラグ回路の保持する値に基づいて、故障検知信号を発生する、半導体装置。 - 請求項16の半導体装置において、
前記リセットフラグ回路および前記割り込みフラグ回路は、前記中央処理装置からの選択信号により、前記内部バスに結合される、半導体装置。 - 請求項16の半導体装置において、
前記カウンタは、前記カウント値を出力する出力回路を、有し
前記カウンタ制御回路は、前記リフレッシュ期間において、前記出力回路の値を変更可能なビット制御回路を有する、半導体装置。
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