JP3529402B2 - Ｃｐｕを内蔵した情報記録媒体の自己診断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＰＵを内蔵した情報
記録媒体の自己診断方法、特に、揮発性メモリについて
の自己診断を行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気カードに代わる新しい情報記録媒体
として、ＩＣカードが注目を集めている。特に、ＣＰＵ
を内蔵したＩＣカードは、高度なセキュリティを有する
ため、種々の分野での利用が期待されている。一般にＩ
Ｃカードは、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭといった３
種類のメモリを内蔵しており、いずれも内蔵ＣＰＵによ
ってアクセスされる。ＩＣカードに対するデータの授受
は、リーダライタ装置によって行われる。リーダライタ
装置からＩＣカードに対して所定の命令を与えると、こ
の命令はＩＣカード内のＣＰＵによって実行される。た
とえば、データの書込命令であれば、リーダライタ装置
からＩＣカードへ与えたデータがＩＣカード内のメモリ
に書き込まれ、データの読出命令であれば、ＩＣカード
内のメモリから読み出されたデータがリーダライタ装置
へ転送される。

【０００３】ＩＣカードのような携帯可能な情報記録媒
体は、通常、ポケットやハンドバッグの中に入れて持ち
運ばれ、物理的に過酷な条件で取り扱われることが多
い。このため、内蔵されたハードウエアは物理的な損傷
を受ける可能性が高い。このようなハードウエア上の損
傷の有無を定期的に確認するために、ＣＰＵを内蔵した
ＩＣカードでは、自己診断機能が付加されている。たと
えば、揮発性メモリであるＲＡＭに対する自己診断は、
通常、ＣＰＵによってＲＡＭの各アドレスに所定のデー
タを書き込み、続いて、このデータを読み出して、これ
が正しいデータであるか否かを判定することによって行
われる。このような書き込み／読み出しテストを行う
と、ＲＡＭにもともと記憶されていたデータが失われて
しまうことになる。そこで、このようなＲＡＭに対する
自己診断は、リセット時に行うのが一般的である。ＲＡ
ＭはＣＰＵのワークエリアとして用いられるメモリであ
るため、リセット時には記憶内容が失われても問題はな
い。

【０００４】ＩＣカードに対するアクセスを行う場合の
一般的な手順は、まず、ＩＣカードをリーダライタ装置
に挿入する操作から始まる。ＩＣカードをリーダライタ
装置に挿入すると、リーダライタ装置からＩＣカードに
対してリセット信号が与えられる。すなわち、ＩＣカー
ドに内蔵されたＣＰＵに対してリセットがかかることに
なる。ＣＰＵは所定のリセットルーチンを実行するが、
通常、このリセットルーチンの一部として、ＲＡＭに対
する自己診断が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したＲＡＭに対す
る書き込み／読み出しテストを行うには、レジスタを用
いる必要がある。ところが、このレジスタ自体に支障が
生じていると、ＲＡＭに対する正しいテストを行うこと
ができない。しかも、レジスタ自体の支障は、ＲＡＭの
特定アドレスの支障よりもむしろ重大な欠陥となる。ま
た、自己診断によって何らかの欠陥が発見されても、最
終的に外部（リーダライタ装置側）に対してその診断結
果の報告がなされなければ意味をなさない。従来の自己
診断方法は、レジスタ自体に欠陥が生じることを想定し
ていないため、レジスタ自体に欠陥が生じていた場合に
は正しい自己診断を行うことができず、これを外部に報
告することもできない。

【０００６】そこで本発明は、レジスタに欠陥が生じて
いた場合であっても、外部に対して正しい診断結果を報
告することのできるＣＰＵを内蔵した情報記録媒体の自
己診断方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】(1) 本願第１の発明
は、少なくとも揮発性メモリと、不揮発性メモリと、こ
れらのメモリをアクセスする機能をもったＣＰＵと、を
内蔵する情報記録媒体について、ＣＰＵによって不揮発
性メモリ内に用意された自己診断プログラムを実行する
ことにより、揮発性メモリの動作を診断する自己診断方
法において、自己診断プログラム内に、ＣＰＵのために
用意された複数のレジスタに対する診断および揮発性メ
モリに対する診断を実施するためのプログラムと、診断
結果をレジスタを用いて所定のＩ／Ｏラインを介して外
部に出力するプログラムと、診断結果をレジスタを用い
ずにＣＰＵによってＩ／Ｏラインの電位レベルを直接制
御することによって外部に出力するプログラムと、を用
意し、自己診断プログラムを実行することにより、複数
のレジスタの中から、正常に動作する１つのレジスタを
確認し、少なくとも１つの正常なレジスタが確認された
場合には、この正常なレジスタもしくは新たに確認され
た正常なレジスタを用いて、他のレジスタおよび揮発性
メモリについての診断を行い、この診断結果を正常なレ
ジスタを用いてＩ／Ｏラインを介して外部に伝達し、正
常なレジスタが１つも確認されなかった場合には、ＣＰ
ＵによってＩ／Ｏラインの電位レベルを直接制御するこ
とによって、診断結果を外部に伝達するようにしたもの
である。

【０００８】(2) 本願第２の発明は、上述の第１の発
明において、Ｉ／Ｏラインの電位レベルを直接制御する
のに、Ｉ／Ｏラインをハイレベルに保つ命令、ローレベ
ルに保つ命令、および待ち時間を設定する命令、を用い
るようにしたものである。

【０００９】

【作 用】本発明の診断方法では、まず、正常なレジス
タが少なくとも１つあることが確認される。正常なレジ
スタの存在が確認されたら、この正常なレジスタを用い
て他のレジスタあるいは揮発性メモリについての診断が
行われ、その結果が正常なレジスタを用いて外部に報告
される。一方、正常なレジスタが１つも存在しなかった
場合には、レジスタを用いた診断結果の報告を行うこと
ができないので、ＣＰＵによってＩ／Ｏラインの電位レ
ベルを直接制御することによって、診断結果を外部に報
告する。このような方法により、レジスタに欠陥が生じ
ていた場合であっても、外部に対して正しい診断結果を
報告することができるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。図１は一般的なＩＣカード１０をリーダライタ
装置２０に接続した状態を示すブロック図である。ＩＣ
カード１０内には、リーダライタ装置２０と接続するた
めのＩ／Ｏ装置１１と、ＣＰＵ１２と、ＲＡＭ１３と、
ＲＯＭ１４と、ＥＥＰＲＯＭ１５と、が内蔵されてい
る。Ｉ／Ｏ装置１１とリーダライタ装置２０とは、Ｉ／
Ｏライン３０によって接続されている。このＩ／Ｏライ
ン３０は、リーダライタ装置２０からＩＣカード１０へ
向かっての信号伝送路として利用されるとともに、その
逆方向、すなわちＩＣカード１０からリーダライタ装置
２０へ向かっての信号伝送路としても利用される。ＣＰ
Ｕ１２は、Ｉ／Ｏライン３０を介してリーダライタ装置
２０から与えられる命令を受け取り、これを実行する。
なお、リーダライタ装置２０とＩＣカード１０との間に
は、Ｉ／Ｏライン３０の他に、電源供給ライン、クロッ
ク供給ライン、リセットラインなどが接続されている
が、図１では図示を省略している。

【００１１】３種類のメモリのうち、ＲＡＭ１３は揮発
性のメモリであって、ＣＰＵ１２のワークエリアとして
利用される。ＲＯＭ１４およびＥＥＰＲＯＭ１５は、い
ずれも不揮発性のメモリであるが、ＲＯＭ１４は読出し
専用であるのに対し、ＥＥＰＲＯＭは随時書き換えを行
うことができる。このため、ＲＯＭ１４には、ＣＰＵ１
２に実行させるプログラムが用意され、ＥＥＰＲＯＭ１
５には、このＩＣカード１０を特定の用途に利用する場
合に必要な種々の情報（ファイルディレクトリ、ユーザ
データなど）が記録される。

【００１２】ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１３に対する自己診
断を行う機能を有する。この実施例では、ＣＰＵ１２
は、リーダライタ装置２０からＩ／Ｏライン３０を通じ
て自己診断命令が与えられるか、あるいは、リーダライ
タ装置２０からリセットライン（図示されていない）を
通じてリセット信号が与えられた場合に、ＲＯＭ１４内
に用意された自己診断プログラムに基づいて、ＲＡＭ１
３に対する自己診断処理を実施する。この自己診断処理
の特徴は、ＲＡＭ１３に対する書き込み／読み出しテス
トを行う前に、まず、レジスタについての診断を行う点
にある。図２に示すように、ＣＰＵ１２の主たる構成要
素は、中枢となる論理演算ユニットＡＬＵと複数のレジ
スタＡ〜Ｆである。本発明の自己診断処理では、まず、
このレジスタＡ〜Ｆについての診断をＲＡＭ１３の診断
に先立って行う。

【００１３】それでは、本発明による自己診断方法の手
順を、図３の流れ図に基づいて説明する。まず、ステッ
プＳ１０において、１つの正常なレジスタを確認する処
理を行う。これは、図２に示すレジスタＡ〜Ｆの中か
ら、どれでも１つだけ正常であると確認できれば、どの
ような方法を採ってもよい。ここでは、このステップＳ
１０を実施するための具体的な手順の一例を図４に示す
流れ図に基づいて説明する。まず、図４の流れ図のステ
ップＳ１１において、レジスタの番号を示すためのパラ
メータｉを初期値１に設定する。続いて、ステップＳ１
２において、ｉ番目のレジスタに実データＸをストアす
る。実データＸは、ＲＯＭ１４内のプログラム内に記述
されている所定のデータである。ｉ＝１であれば、レジ
スタＡに実データＸがストアされることになる。次にス
テップＳ１３において、ｉ番目のレジスタの内容と実デ
ータＸとが比較される。ここで、両者が一致していれ
ば、このｉ番目のレジスタは正常であると判断できる。
そこで、両者が一致していれば、ステップＳ１４からス
テップＳ１５へと分岐して、ｉ番目のレジスタを正常と
確認し、この手順を終了する。一方、両者が一致してい
ない場合は、このｉ番目のレジスタには何らかの支障が
生じていることになる。そこで、ステップＳ１４からス
テップＳ１６へと分岐し、パラメータｉを更新してから
ステップＳ１７を経てステップＳ１２へと戻る。こうし
て、次のレジスタについても、同様に正常か否かが判断
される。正常なレジスタが１つでも確認されれば、ステ
ップＳ１５を経て、この手順は終了する。Ｎ個のレジス
タすべてについて支障が生じていた場合には、ｉ＞Ｎに
なった時点で、ステップＳ１７からステップＳ１８へと
分岐して、正常なレジスタが確認できなかったとの判断
がなされる。もちろん、この図４の手順は、図３におけ
るステップＳ１０を行う手順の一例として示したもので
あり、要するに、１つの正常なレジスタを確認するため
の処理であれば、どのような処理を行ってもかまわな
い。

【００１４】さて、図３の流れ図において、ステップＳ
１０が完了すると、次のステップＳ２０において、１つ
の正常なレジスタが確認できたか否かが判断される。確
認できた場合には、ステップＳ３０において、この確認
できた正常なレジスタを用いて、残りの別なレジスタに
ついての診断を行う。このステップＳ３０を実施するた
めの具体的な手順の一例を図５に示す流れ図に基づいて
説明する。まず、図５の流れ図のステップＳ３１におい
て、残りのレジスタの番号を示すためのパラメータｊを
初期値ｉ＋１に設定する。これは、既にステップＳ１０
において、ｉ番目のレジスタまでについての診断が終わ
っているため、ここでは、ｉ＋１番目のレジスタからＮ
番目のレジスタについての診断を行うためである。たと
えば、図２に示すように６つのレジスタＡ〜Ｆが存在し
（Ｎ＝６）、ステップＳ１０の手順において、レジスタ
Ａ（ｉ＝１）が異常であるために、次のレジスタＢ（ｉ
＝２）が最初の正常なレジスタと確認された場合、ステ
ップＳ３０の手順では、残りのレジスタＣ（ｊ＝３）〜
レジスタＦ（ｊ＝６）までについて診断を行えばよい。

【００１５】まず、ステップＳ３２において、ｉ番目の
レジスタ（ステップＳ１０において正常と確認されたレ
ジスタ）の内容をｊ番目のレジスタに転送する処理が行
われる。上述の例では、正常と確認されたレジスタＢの
内容をレジスタＣに転送する処理が行われることにな
る。具体的には、レジスタＢには、実データＸが残って
いるため、この実データＸがレジスタＣに転送される。
次にステップＳ３３において、ｉ番目のレジスタの内容
とｊ番目のレジスタの内容とが比較される。ここで、両
者が一致していれば、このｊ番目のレジスタは正常であ
ると判断できる。そこで、両者が一致していれば、ステ
ップＳ３４からステップＳ３５へと分岐して、ｊ番目の
レジスタを正常と確認する。一方、両者が一致していな
い場合は、このｊ番目のレジスタには何らかの支障が生
じていることになる。そこで、ステップＳ３４からステ
ップＳ３６へと分岐して、ｊ番目のレジスタを異常と確
認する。次に、ステップＳ３７において、パラメータｊ
を更新してからステップＳ３８を経てステップＳ３２へ
と戻る。こうして、残りのレジスタについても、同様に
正常か否かが判断され、Ｎ個のレジスタすべてについて
の診断が完了したら、ステップＳ３８を経てこの手順を
完了する。もちろん、この図５の手順は、図３における
ステップＳ３０を行う手順の一例として示したものであ
り、要するに、ステップＳ１０で確認された正常なレジ
スタを用いて、別なレジスタを診断することができる処
理であれば、どのような処理を行ってもかまわない。た
とえば、レジスタＡが正常であることが確認されたので
あれば、レジスタＡ→レジスタＢと転送を行い、更に、
レジスタＢ→レジスタＣ、レジスタＣ→レジスタＤ、レ
ジスタＤ→レジスタＥ、レジスタＥ→レジスタＦ、とい
うような転送を次々と行ってゆき、最後に、レジスタＦ
の内容とレジスタＡの内容とが一致していた場合には、
すべてのレジスタが正常であると判断するような方法も
可能である。

【００１６】ところで、図４に示す手順も、図５に示す
手順も、いずれもレジスタが正常か否かを診断すること
を目的とする点では同じである。ただ、前者は診断対象
となるレジスタに実データＸをストアしてこれを確認す
るという手法を採るのに対し、後者は診断対象となるレ
ジスタに正常なレジスタの内容を転送してこれを確認す
るという手法を採っている。これは、レジスタにデータ
を書き込む場合、「別なレジスタの内容を転送する」と
いう方法の方が、「実データＸをストアする」という方
法に比べ、命令コードのバイト数が少なくなり、効率良
く実行できるためである。すなわち、正常なレジスタが
発見されないうちは、「実データＸをストアする」とい
う方法以外に選択の余地がないが、正常なレジスタが１
つ発見された後は、「この正常なレジスタの内容を転送
する」という効率的な方法を採った方が、実行時間の短
縮が図れるのである。

【００１７】こうして、図３の流れ図におけるステップ
Ｓ３０が完了し、すべてのレジスタの診断が完了した
ら、続くステップＳ４０において、正常なレジスタを用
いたＲＡＭの診断が行われる。このＲＡＭの書き込み／
読み出しテストは、従来から一般に行われている方法で
ある。すなわち、ＲＡＭ１３の各アドレスに、レジスタ
の内容を書き込み、これを読み出すテストを行ってゆ
く。読み出した内容がもともとのレジスタの内容と一致
していれば、そのアドレスは正常であると判断できる。
このＲＡＭの診断は、前段階のレジスタの診断によって
正常であることが確認されたレジスタを用いて行われる
ため、レジスタの支障による誤った診断が行われること
はない。

【００１８】ＲＡＭの診断が完了したら、最後のステッ
プＳ５０において、診断結果を外部に伝達する処理が行
われる。すなわち、ＣＰＵ１２は、Ｉ／Ｏ装置１１に対
して、診断結果を示すデータを外部へ出力するよう命令
する。Ｉ／Ｏ装置１１は、この命令を受けて、Ｉ／Ｏラ
イン３０上に診断結果を出力し、これはリーダライタ装
置２０に伝達される。もちろん、こうして報告される診
断結果には、ＲＡＭ１３についての診断結果だけでな
く、各レジスタについての診断結果も含まれている。な
お、ＣＰＵ１２は、正常と確認されたレジスタを用いて
診断結果の報告を行うので、レジスタの異常により、診
断結果の報告に支障が及ぶことはない。

【００１９】以上、正常なレジスタが少なくとも１つ存
在する場合の手順について説明したが、すべてのレジス
タに支障が生じることも起こり得る。このような場合、
Ｉ／Ｏライン３０を介する通常の方法による診断結果の
報告を行うことはできない。なぜなら、ＣＰＵ１２がそ
のような報告を行うためには、レジスタを用いる必要が
あるからである。レジスタを用いることができなけれ
ば、ＣＰＵ１２は、Ｉ／Ｏライン３０に診断結果を示す
データを送出することができない。従来は、このような
事態が生じると、ＩＣカード１０側からは何の応答もな
くなり、リーダライタ装置２０側では、何の情報も得ら
れないまま、このＩＣカード１０に対するアクセスを中
断せざるを得なかった。本発明では、このような事態が
生じると、図３の流れ図におけるステップＳ２０で否定
的な判断がなされ、ステップＳ６０へと分岐する。この
ステップＳ６０では、ＣＰＵ１２によって、Ｉ／Ｏライ
ン３０の電位レベルを直接制御して、診断結果を外部へ
伝達する処理が実施される。一般に、ＣＰＵ１２には、
Ｉ／Ｏライン３０の電位レベルを直接制御するための命
令が用意されている。そこで、ＲＯＭ１４内の自己診断
プログラムの一部に、このような電位レベルの直接制御
命令を組み合わせた診断結果の伝達ルーチンを用意して
おけば、レジスタを用いずに診断結果の報告が可能にな
る。

【００２０】このような伝達ルーチンの一例を図６に示
す。１行目の「SERIAL IN 」なる命令は、プログラムス
タート時に実行される命令であり、この命令の実行によ
り、Ｉ／Ｏライン３０は入力モード（リーダライタ装置
２０からＩＣカード１０の方向に情報を伝達するモー
ド）になる。この入力モードでは、Ｉ／Ｏライン３０の
電位は「Ｎ（Ｎｅｕｔｒａｌ）」となり、リーダライタ
装置２０からの信号伝達がなければ、Ｉ／Ｏライン３０
はハイインピーダンス状態になる。２行目〜６行目に記
述されたルーチンが診断結果の伝達ルーチンである。２
行目の「SERIAL HIGH OUT 」なる命令は、Ｉ／Ｏライン
３０の電位を「Ｈ（Ｈｉｇｈ）」に設定して出力モード
（ＩＣカード１０からリーダライタ装置２０の方向に情
報を伝達するモード）にする命令であり、４行目の「SE
RIAL LOW OUT」なる命令は、Ｉ／Ｏライン３０の電位を
「Ｌ（Ｌｏｗ）」に設定して出力モードにする命令であ
る。また、３行目および５行目の「DELAY #AA 」および
「DELAY #BB 」なる命令は、＃ＡＡおよび＃ＢＢに相当
する待ち時間をとる命令であり、６行目「SERIAL IN」
なる命令は、Ｉ／Ｏライン３０を再び入力モードにする
命令である。このような命令の組み合わせからなるルー
チンを実行すれば、Ｉ／Ｏライン３０上の信号は、図７
のようになる。この図７における〜は、図６に示す
ルーチンの〜に対応している。「すべてのレジスタ
が異常」という診断結果を、このような信号で示すこと
にしておけば、レジスタを用いずに、診断結果をリーダ
ライタ装置２０側へ伝達することができる。なお、図６
に示したルーチンの各命令は、説明の便宜上のものであ
り、各命令のコードは用いるＣＰＵによって固有のもの
である。

【００２１】以上、本発明を図示する実施例に基づいて
説明したが、本発明はこの実施例のみに限定されるもの
ではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。た
とえば、上述の実施例は、ＩＣカードに本発明を適用し
た例であるが、本発明は、ＣＰＵを内蔵した情報記録媒
体に広く適用可能である。また、上述の実施例では、Ｒ
ＡＭの自己診断について述べたが、本発明はレジスタを
含めた一般的な揮発性メモリの診断に広く適用可能であ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上のとおり本発明に係るＣＰＵを内蔵
した情報記録媒体の自己診断方法によれば、まず、レジ
スタについての診断を行い、正常なレジスタを用いて揮
発性メモリの診断を行うようにし、更に、すべてのレジ
スタが不良の場合には、直接Ｉ／Ｏラインを制御して診
断結果の報告を行うようにしたため、レジスタに欠陥が
生じていた場合であっても、外部に対して正しい診断結
果を報告することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なＩＣカード１０をリーダライタ装置２
０に接続した状態を示すブロック図である。

【図２】一般的なＣＰＵの概略構成を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明に係る自己診断方法の手順を示す流れ図
である。

【図４】図３に示す流れ図におけるステップＳ１０の詳
細な手順を示す流れ図である。

【図５】図３に示す流れ図におけるステップＳ３０の詳
細な手順を示す流れ図である。

【図６】図３に示す流れ図におけるステップＳ６０を行
うための具体的なプログラムルーチンの一例を示す図で
ある。

【図７】図６に示すルーチンによってＩ／Ｏライン３０
上に出力される信号を示す図である。

【符号の説明】

１０…ＩＣカード １１…Ｉ／Ｏ装置 １２…ＣＰＵ １３…ＲＡＭ １４…ＲＯＭ １５…ＥＥＰＲＯＭ ２０…リーダライタ装置 ３０…Ｉ／Ｏライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−180186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43791（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 19/00 - 19/18 G06F 11/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも揮発性メモリと、不揮発性メ
   モリと、これらのメモリをアクセスする機能をもったＣ
   ＰＵと、を内蔵する情報記録媒体について、前記ＣＰＵ
   によって前記不揮発性メモリ内に用意された自己診断プ
   ログラムを実行することにより、前記揮発性メモリの動
   作を診断する自己診断方法において、前記自己診断プログラム内に、前記ＣＰＵのために用意
   された複数のレジスタに対する診断および前記揮発性メ
   モリに対する診断を実施するためのプログラムと、診断
   結果を前記レジスタを用いて所定のＩ／Ｏラインを介し
   て外部に出力するプログラムと、診断結果を前記レジス
   タを用いずに前記ＣＰＵによって前記Ｉ／Ｏラインの電
   位レベルを直接制御することによって外部に出力するプ
   ログラムと、を用意し、 前記自己診断プログラムを実行することにより、 前記複数のレジスタ の中から、正常に動作する１つのレ
   ジスタを確認し、 少なくとも１つの正常なレジスタが確認された場合に
   は、この正常なレジスタもしくは新たに確認された正常
   なレジスタを用いて、他のレジスタおよび揮発性メモリ
   についての診断を行い、この診断結果を正常なレジスタ
   を用いて前記Ｉ／Ｏラインを介して外部に伝達し、 正常なレジスタが１つも確認されなかった場合には、前
   記ＣＰＵによって前記Ｉ／Ｏラインの電位レベルを直接
   制御することによって、診断結果を外部に伝達すること
   を特徴とするＣＰＵを内蔵した情報記録媒体の自己診断
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自己診断方法におい
   て、 Ｉ／Ｏラインの電位レベルを直接制御するのに、Ｉ／Ｏ
   ラインをハイレベルに保つ命令、ローレベルに保つ命
   令、および待ち時間を設定する命令、を用いることを特
   徴とするＣＰＵを内蔵した情報記録媒体の自己診断方
   法。