JP2871429B2 - 暴走監視機能を有するプロセッサ - Google Patents

暴走監視機能を有するプロセッサ

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JP2871429B2
JP2871429B2 JP5293952A JP29395293A JP2871429B2 JP 2871429 B2 JP2871429 B2 JP 2871429B2 JP 5293952 A JP5293952 A JP 5293952A JP 29395293 A JP29395293 A JP 29395293A JP 2871429 B2 JP2871429 B2 JP 2871429B2
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忠 鎌田
彰宏 中本
裕志 藤井
秀治 我妻
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的な雑音源を持つ
装置の制御(例えば、自動車のエンジン制御)において
特に有効であり、プログラムされた言語に従って実行す
る暴走監視機能を有したプロセッサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プログラムされた言語に従って処
理を実行するマイクロプロセッサ、CPU等のプロセッ
サにおける暴走を監視するために、ウォッチドクタイマ
方式が採用されている。このウォッチドクタイマ方式
は、タイマをソフトウエアによる命令語によって周期的
に初期値にセットする方式である。プログラムが指令さ
れた順序で実行されている場合には、タイマは周期的に
初期値にセットされる。しかしながら、プロセッサが指
令された順序でプログラムを実行していない場合には、
上記のソフトウエアによるセット命令語が実行されず、
タイマがタイムアップする。よって、このタイマのタイ
ムアップ信号を暴走検出信号として、この検出信号によ
て、プロセッサにリセットをかける。このような方式に
よりプログラムの暴走を検出するのがウォッチドクタイ
マ方式である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
タイマもソフトウエアによる命令語によって初期値にセ
ットされている。よって、暴走時に、タイマが完全に初
期値にセットされないとことを補償することはできな
い。暴走時にインストラクションデコーダに読み込まれ
たデータの中には、たまたま、タイマをセットする命令
語と同一コードのデータが含まれている可能性がある。
【0004】よって、上記のウォッチドクタイマ方式で
は、完全な暴走検出が行われないという問題がある。本
発明は上記の課題を解決するために成されたものであ
り、その目的は、暴走時において、インストラクション
デコーダに読み込まれたデータの中にタイマをセットす
る命令語と同一コードのデータが、例え、含まれていて
も、タイマをセットさせないようにすることで、より暴
走検出の精度を向上させることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、時を計測するタイマと、正常動作時に
はタイムアップ前にタイマに初期値を設定する設定手段
と、タイマがタイムアップした場合には暴走と判定する
判定手段と、オペレ−ションシステムの動作する特権状
態とすることを指令する特権状態指令手段とを有したプ
ロセッサにおいて、タイマへの書込を可能とする書込予
備状態を指令するプリフィクス命令語、タイマへ初期値
を設定するタイマセット命令語とを設け、特権状態とな
っている場合に、プリフィクス命令語が解読されたこと
を示すデコード信号に応じて書込予備状態を設定する書
込予備状態設定手段と、書込予備状態設定手段により書
込予備状態が設定されている状態で、タイマセット命令
語が解読されたことを示すデコード信号を入力した場合
には、タイマに初期値を設定するタイマ初期設定手段
と、プリフィクス命令語の次の次の命令語の解読時に
は、書込予備状態を解除するリセット手段とを設けたこ
とである。
【0006】
【作用】上記の構成により、タイマに初期値がセットさ
れる条件は、次の3つの条件が成立した時である。 (1)オペレ−ションシステムが動作している特権状態
となっていること。 (2)プリフィクス命令語があること。 (3)プリフィクス命令語の次の命令語がタイマセット
命令語であること。 この条件が成立する場合には、オペレ−ションシステム
の動作する特権状態であり、先ず、プリフィクス命令語
が解読された時に、書込予備状態設定手段により書込予
備状態が設定される。次の命令語がタイマセット命令語
であれば、プリフィクス命令語の次の命令語に対して
は、書込予備状態は解除されていないので、タイマセッ
ト命令語の解読に応じてタイマが初期値に設定される。
尚、プリフィクス命令語の次の命令語がタイマセット命
令語でなければ、タイマの初期値のセットは行われな
い。さらに、プリフィクス命令語の次の次の命令語の解
読時にリセット手段により、プリフィクス命令語によっ
て設定された書込予備状態は解除される。即ち、書込予
備状態はプリフィクス命令語の次の命令語の実行サイク
ルの間だけ有効となる。
【0007】
【発明の効果】このように、特権状態であって、プリフ
ィクス命令語とタイマセット命令語が連続している場合
に初めて、タイマの初期値のセットが実行される。よっ
て、上記のように構成したことから、暴走時にタイマが
セットされる確率が極めて小さくなり、暴走検出の精度
や検出のレスポンスが向上する。
【0008】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は、マイクロプロセッサの構成を示したブ
ロック図である。20はインストラクションカウンタで
あり、実行すべき命令語の記憶されているアドレスを保
持している。インストラクションカウンタ20は、命令
語の実行毎にその命令語の語長に応じて順次更新され
る。又、分岐命令語の場合には分岐命令語で指令された
アドレスがインストラクションカウンタ20に設定され
る。
【0009】インストラクションカウンタ20の値は、
スイッチ回路23を介してアドレスカウンタ22に出力
される。アドレスカウンタ22の値はアドレスバス2に
出力され、その値に応じて、そのアドレスバス2に接続
されているRAM/ROM21に記憶されている命令語
がデータバス1に出力される。この読み出された命令語
はインストラクションデコーダ3に入力され、命令語が
解読される。アドレスカウンタ22はインストラクショ
ンデコーダ3からの出力信号に応じて切り換え制御され
るスイッチ回路23により、インストラクションカウン
タ20以外の回路の出力を保持することができる。そし
て、アドレスカウンタ22に設定された値はアドレスバ
ス2に出力され、指定のアドレスをアクセスすることが
可能となる。
【0010】インストラクションデコーダ3からは、命
令語をフェッチした時に、その事を示すFC信号が出力さ
れる。又、インストラクションデコーダ3からは、プリ
フィックス命令語、タイマセット命令語を解読した時に
は、それぞれ、WDTFC 信号とWR信号とが出力される。
又、オペレ−ションシステム(以下、「O/S」とい
う)が動作する特権状態となると、レジスタ12に特権
状態であることを示すフラグが設定される。
【0011】WDTFC 信号は、書込予備状態設定手段を構
成するフリップフロップ回路(以下、「FF回路」とい
う)4のセット端子Sに入力しており、FF回路4のQ
端子はAND ゲート5に接続されている。そのAND ゲート
5にはFC信号とレジスタ12の出力信号が入力してい
る。又、AND ゲート5の出力はFF回路6のセット端子
Sに入力しており、そのFF回路6のQ端子はAND ゲー
ト7とAND ゲート9に接続されている。又、AND ゲート
7の他方の入力端子にはFC信号が入力し、AND ゲート9
の他の入力端子にはWR信号とアドレスデコーダ8の出力
信号が入力している。尚、FF回路6、AND ゲート9、
アドレスデコーダ8とでタイマ初期値設定手段が構成さ
れる。
【0012】又、リセット手段を構成するAND ゲート7
の出力信号はFF回路4とFF回路6のリセット端子R
に入力しており、その出力信号がHレベルの時に、それ
ぞれの回路4、6はリセットされる。又、AND ゲート9
の出力信号はアナログスイッチ9の制御端子に入力して
おり、アナログスイッチ9の入力端子はデータバス1に
出力端子はタイマ11接続されている。タイマ11はハ
ードウエアにより設定された値を減算する回路であり、
設定値が0以下となると(アンダーフローすると)、暴
走検出信号S1が出力される。このタイマ11は時を計
測するタイマとタイムアップを判定する判定手段とを構
成している。
【0013】正常時の動作 本実施例では、一定時間間隔(タイマに設定される初期
値より短い)のタイマ割込により(特権状態指令手
段)、O/Sが駆動される特権状態となる。尚、特権状
態とするには、プログラムからの命令語によって行うこ
ともできる。この特権状態となった時には、レジスタ1
2にフラグが立てられる。正常動作時には、所定時間間
隔で実行されるO/Sプログラムの中で、プリフィック
ス命令語とタイマセット命令語が連続して実行される。
プリフィックス命令語がRAM/ROM21からインス
トラクションデコーダ3に入力されると、FC信号とし
て、短い時間Hレベルとなるパルス信号が出力され、WD
TFC 信号がHレベルとなる。これにより、FF回路4は
セットされ、そのQ端子出力はHレベルとなる。この状
態が書込予備状態の設定である。
【0014】続いて、タイマセット命令語がRAM/R
OM21からインストラクションデコーダ3に入力され
ると、FC信号として、短い時間Hレベルとなるパルス信
号が出力され、WR信号がHレベルとなる。特権状態であ
るのでレジスタ12の出力はHレベルであるので、AND
ゲート5の3つの入力は全てHレベルとなり、その出力
はHレベルとなる。これにより、FF回路6がセットさ
れ、そのQ端子出力はHレベルとなる。
【0015】一方、このタイマセット命令語のオペラン
ドに指定されたアドレスデータ( タイマのアドレス) が
スイッチ回路23を介してアドレスカウンタ22に設定
され、タイマのアドレスがアドレスバス2に出力され
る。この時、アドレスデコーダ8の出力はタイマがアク
セスされたことを示すHレベルの信号をAND ゲート9に
出力する。よって、タイマセット命令語の解読が完了す
ると、AND ゲート9の出力はHレベルとなり、アナログ
ゲート10は通過状態となり、データバス1に出力され
たタイマセット命令語のオペランドに指定されたデータ
(タイマセットの初期値)がデータバス1を介してタイ
マ11に設定される。即ち、タイマ11は初期値にセッ
トされることになる。以後、このタイマ11はハードウ
エアにより値を減算し、値が0となった時に、暴走検出
信号S1が出力される。
【0016】次の命令語、即ち、プリフィックス命令語
の次の次の命令語がインストラクションデコーダ3に読
み込まれると、FC信号として、短い時間Hレベルとなる
パルス信号が出力される。これにより、AND ゲート7の
出力は短い時間Hレベルとなるパルス信号を出力し、F
F回路4及び6はリセットされる。従って、書込予備状
態が解除されて、FF回路6の出力はLレベルとなるの
で、AND ゲート9はインストラクションデコーダ3から
WR信号が出力され、アドレスデコーダ8からアクセス信
号が出力されても、AND ゲート9はHレベルにはならな
い。よって、タイマセット命令語は無効となる。即ち、
タイマセット命令語はプリフィックス命令語の次に位置
する場合にのみタイマを有効的に初期値にセットするこ
とが可能となる。
【0017】暴走時の作動 暴走時に、タイマ11に初期値が設定されるためには、
先ず、特権状態、即ち、レジスタ12にフラグが設定さ
れていて、且つ、インストラクションデコーダ3に読み
込まれる連続する2つのデータが、プリフィックス命令
語とタイマセット命令語を表すコードと同一となること
である。このような条件が、偶然に満たされる確率は極
めて低い。よって、タイマが初期値にセットされる確率
は極めて小さくなる。
【0018】次に、上記実施例における暴走検出の失敗
の確率を、一例として、命令語が10ビットで構成され
ている場合について次に示す。 (1)O/Sの動作している特権状態である確率を10
-1とする。即ち、全時間の1割程度はO/Sの動作して
いる特権状態であるとする。 (2)プリフィックス命令語が偶然得られる確率は10
-3である。即ち、10ビットの命令語であれば、102
8種類のビットパターンが存在し、プリフィックス命令
語はそのうちの1つであるので、偶然にプリフィックス
命令語と誤解釈される確率は上記のようになる。 (3)タイマセット命令語が得られる確率を10-3であ
る。(2)と同様である。
【0019】とすると、従来の方式では、1つの命令語
(タイマセット命令語)だけで、タイマの初期値を設定
しているので、暴走時には、タイマセット命令語が偶然
現れる確率10-3程度で、タイマに初期値が設定され得
る。よって、暴走の誤検出の確率は10-3となる。
【0020】しかし、本発明では、上記の3つの条件が
成立して、初めて、タイマの初期値設定が行われる。従
って、暴走時に暴走が検出されない確率は10-7とな
る。即ち、従来よりも、104 倍だけ暴走検出の精度が
向上したことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例装置の構成を示したブロック
図。
【符号の説明】
3…インストラクションデコーダ 4…フリップフロップ回路(書込予備状態設定手段) 6…フリップフロップ回路(タイマ初期値設定手段) 8…アドレスデコーダ(タイマ初期値設定手段) 9…AND ゲート(タイマ初期値設定手段) 10…アナログゲート(タイマ初期値設定手段) 7…AND ゲート(リッセト手段) 11…タイマ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 我妻 秀治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 湯野沢 義則 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−193060(JP,A) 特開 平4−241642(JP,A) 特開 昭61−105648(JP,A) 特開 昭63−298453(JP,A) 特開 平1−149150(JP,A) 特開 平5−257751(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 11/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】時を計測するタイマと、正常動作時にはタ
    イムアップ前に前記タイマに初期値を設定する設定手段
    と、前記タイマがタイムアップした場合には暴走と判定
    する判定手段と、オペレ−ションシステムの動作する特
    権状態とすることを指令する特権状態指令手段とを有し
    たプロセッサにおいて、 前記タイマへの書込を可能とする書込予備状態を指令す
    るプリフィクス命令語、前記タイマへ初期値を設定する
    タイマセット命令語とを設け、 前記特権状態となっている場合に、前記プリフィクス命
    令語が解読されたことを示すデコード信号に応じて書込
    予備状態を設定する書込予備状態設定手段と、 前記書込予備状態設定手段により書込予備状態が設定さ
    れている状態で、前記タイマセット命令語が解読された
    ことを示すデコード信号を入力した場合には、前記タイ
    マに初期値を設定するタイマ初期設定手段と、 前記プリフィクス命令語の次の次の命令語の解読時に
    は、前記書込予備状態を解除するリセット手段とを備え
    る暴走監視機能を有するプロセッサ。
JP5293952A 1993-10-29 1993-10-29 暴走監視機能を有するプロセッサ Expired - Lifetime JP2871429B2 (ja)

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JP2006338605A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Denso Corp プログラム異常監視方法及びプログラム異常監視装置

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