JP4162846B2 - マイクロコンピュータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、デバッグ用の試験ポートを備え、デバッグ終了後にこの試験ポートによるアクセスを禁止するためのセキュリティビットを有するマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」という)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図2は、従来のセキュリティビットを有するマイコンの構成図である。
このマイコンは、デバッグ時にデバッグ装置等を接続するためのインタフェースであるJTAG(Joint Test Action Group)ポート11を有している。JTAGポート11は、試験用のクロック信号TCK、入力データTDI、モード選択信号TMS、リセット信号TRST、及び出力データTDO等の信号やシリアルデータを入出力するものである。
【0003】
JTAGポート11は、スイッチ部12を介してTAP(Test Access Port)13,14に接続されている。スイッチ部12は、制御端子に後述するセキュリティ信号SEQが与えられていないときにはオン状態となってJTAGポート11とTAP13,14の間を接続し、セキュリティ信号SEQが与えられたときにはオフ状態となってJTAGポート11とTAP13,14の間を切り離すものである。
【0004】
TAP13は、制御線15を介して中央処理装置(以下、「CPU」という)16に接続され、TAP14は、制御線17を介してフラッシュROM(書き換え可能な不揮発性メモリ)18に接続されている。TAP13は、デバッグ時にデバッグ装置からJTAGポート11を介して与えられる試験信号を解読してCPU16を制御すると共に、このCPU16の状態等をデバッグ装置側へ出力するものである。また、TAP14は、試験信号を解読してフラッシュROM18のデータを読み書きするものである。
【0005】
CPU16とフラッシュROM18は、アドレスバス19、制御バス20及びデータバス21で接続されている。フラッシュROM18は、セキュリティビットと呼ばれる書き換え可能な不揮発性の独立したレジスタを有しており、このレジスタがセットされたときに、前記セキュリティ信号SEQがスイッチ部12の制御端子に与えられるようになっている。
【0006】
このようなマイコンでは、フラッシュROM18にデータが書き込まれていないときには、セキュリティビットはリセット状態となっており、セキュリティ信号SEQは出力されていない。従って、JTAGポート11は、スイッチ部12を介してTAP13,14に接続されている。
【0007】
この状態で、JTAGポート11にデバッグ装置を接続し、フラッシュROM18にデータやプログラムを書き込むと共に、CPU16の動作チェック及びプログラム・デバッグ等を行う。そして、デバッグが完了した時点で、デバッグ装置からのコマンドによって、セキュリティビットをセットする。
【0008】
セキュリティビットがセットされると、フラッシュROM18からセキュリティ信号SEQが出力され、スイッチ部12がオフ状態となる。これにより、JTAGポート11がTAP13,14から切り離され、外部からこのJTAGポート11を介してCPU16やフラッシュROM18にアクセスすることができなくなる。このようにして、マイコンのCPU16やフラッシュROM18内のデータ等のセキュリティが保護されるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマイコンでは、次のような課題があった。
例えば、完成したプログラムをフラッシュROM18に書き込んで製品として出荷した後に、プログラムのバグが発見されたり、仕様変更によって固定データを変更する必要が生じることがある。このような場合、JTAGポート11が使用できないので、このマイコンを廃棄しなければならない。また、場合によっては、このマイコンを組み込んだ装置全体を取り替える必要が生じることもある。
【0010】
本発明は、前記従来技術が持っていた課題を解決し、セキュリティビットをセットした後でも、特定の操作によりJTAGポート11が使用できるマイコンを提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、制御処理用のプログラム及びデータを記憶する記憶装置と、前記プログラムに従って所定の制御処理を行うCPUと、試験信号の入出力を行う試験ポートと、不揮発性のレジスタに設定されたセキュリティビットに従って前記試験ポートと記憶装置及び/またはCPUとの間をオン/オフ制御するスイッチとを有するマイコンにおいて、前記試験ポートから入力されるタイミング信号をカウントする第1のカウンタと、前記試験ポートから与えられる制御コマンドに従って、前記CPUから出力されるアドレス信号または前記第1のカウンタのカウント値を選択して前記記憶装置に対するアドレス信号として出力するセレクタと、前記タイミング信号に従って前記試験ポートから順次入力されるデータを保持するデータレジスタと、前記アドレス信号に従って前記記憶装置から読み出されたデータと前記データレジスタに保持されたデータを比較する比較器と、前記比較器の比較結果が一致した回数をカウントしてそのカウント値が所定の値に達したときに解除信号を出力する第2のカウンタと、前記解除信号が与えられたときに前記セキュリティビットの状態に拘らず前記スイッチをオン状態に設定する論理ゲートを設けている。
【0015】
本発明によれば、以上のようにマイコンを構成したので、次のような作用が行われる。
【0016】
試験ポートからタイミング信号に従って記憶装置の記憶内容と同一のデータが順番に入力されると、第1のカウンタによってこのタイミング信号がカウントされてアドレス信号が生成され、このアドレス信号に従って記憶装置からその記憶内容が読み出される。一方、データレジスタには、前記タイミング信号に従って入力されるデータが順次保持される。記憶装置から読み出されたデータと、データレジスタに保持されたデータは、比較器に与えられて一致しているか否かが判定される。比較器で一致していると判定された比較結果の回数が、第2のカウンタでカウントされ、そのカウント値が所定の値に達したときに解除信号が出力される。解除信号が出力されると、セキュリティビットの状態に拘らず、論理ゲートによってスイッチがオン状態に設定される。これにより、試験ポートとCPUや記憶装置との間が接続され、試験信号の入出力が可能になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態を示すマイコンの構成図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
このマイコンは、デバッグ時にデバッグ装置等を接続するためのインタフェースであるJTAGポート11を有している。JTAGポート11は、試験用のクロック信号TCK、入力データTDI、モード選択信号TMS、リセット信号TRST、及び出力データTDO等の信号やシリアルデータを入出力するものである。
【0020】
JTAGポート11は、スイッチ部12を介してTAP13,14に接続されている。スイッチ部12は、例えば制御端子がレベル“L”のときはオン状態となってJTAGポート11とTAP13,14の間を接続し、レベル“H”のときにはオフ状態となってJTAGポート11とTAP13,14の間を切り離すものである。
【0021】
TAP13は、制御線15を介してCPU16に接続され、TAP14は、制御線17を介してフラッシュROM18に接続されている。TAP13は、デバッグ時に、デバッグ装置からJTAGポート11を介して与えられる試験信号を解読してCPU16を制御すると共に、このCPU16の状態等をデバッグ装置側へ出力するものである。また、TAP14は、デバッグ時に試験信号を解読して、フラッシュROM18のデータを読み書きするものである。
【0022】
CPU16とフラッシュROM18は、制御バス20及びデータバス21で接続され、このCPU16から出力されるアドレス信号AD1は、アドレスバス19からセレクタ(SEL)22を介してフラッシュROM18に与えられるようになっている。また、フラッシュROM18は、セキュリティビットと呼ばれる書き換え可能な不揮発性の独立したレジスタを有しており、このレジスタの出力信号が、AND(論理積ゲート)23を介してスイッチ部12の制御端子に与えられるようになっている。
【0023】
更に、このマイコンは、JTAGポート11にスイッチを介さずに接続されたTAP24を有している。TAP24は、JTAGポート11から与えられたクロック信号TCKと入力データTDIに従って、シリアルデータSDを出力するものである。また、TAP24は、スイッチ部12とJTAGポート11との間の出力データTDOを中継する機能を有している。
【0024】
TAP24から出力されるシリアルデータSDは、データ用のシフトレジスタ25に入力され、更にこのシフトレジスタ25の直列出力側が、アドレス用のシフトレジスタ26に与えられるようになっている。シフトレジスタ25,26は、直列に入力されたデータを順次シフトして保持し、並列データとして出力するものである。
【0025】
シフトレジスタ25,26の並列出力側は、それぞれ比較器(CMP)27及びセレクタ22の第2の入力側に接続されている。比較器27の第1の入力側は、データバス21に接続されている。比較器27は、第1及び第2の入力側に与えられるデータを比較し、一致した時に“H”の出力信号を出力するものであり、この比較器27の出力側が、インバータ28を介してAND23の第2の入力側に接続されている。
【0026】
次に、動作を説明する。
図1のマイコンにおいて、フラッシュROM18のセキュリティビットがセットされていないときの動作は、図2のマイコンと同様である。即ち、フラッシュROM18から出力されるセキュリティ信号SEQは“L”であり、スイッチ部12はオン状態となり、JTAGポート11は、このスイッチ部12を介してTAP13,14に接続される。また、セレクタ22は、図示しない制御信号によって第1の入力側が選択され、CPU16のアドレス信号AD1がフラッシュROM18に与えられる。
【0027】
この状態で、JTAGポート11にデバッグ装置を接続し、フラッシュROM18にデータやプログラムを書き込むと共に、CPU16の動作チェック及びプログラム・デバッグ等を行う。そして、デバッグが完了した時点で、デバッグ装置からのコマンドによって、セキュリティビットをセットする。
【0028】
セキュリティビットがセットされると、フラッシュROM18から出力されるセキュリティ信号SEQが“H”となる。また、比較器27の出力信号は通常“L”であるので、AND23の出力信号は“H”となり、スイッチ部12がオフ状態となる。これにより、JTAGポート11がTAP13,14から切り離され、外部からこのJTAGポート11を介してCPU16やフラッシュROM18へのアクセスが禁止され、マイコンのセキュリティが保護される。一方、CPU16は、アドレスバス19、制御バス20及びデータバス21を介してフラッシュROM18と接続され、このフラッシュROM18に書き込まれたプログラムに基づいて所定の制御処理が行われる。
【0029】
ここで、例えば、マイコンの誤動作を解析するためのデバッグや、フラッシュROM18中のプログラム等を修正するために、セキュリティビットを解除する場合の動作について説明する。
【0030】
まず、デバッグ装置をJTAGポート11に接続し、セレクタ22が第2の入力側を選択するようなコマンドを入力する。これにより、アドレスバス19が切り離され、シフトレジスタ26の並列出力側がセレクタ22を介してフラッシュROM18のアドレス端子に接続される。
【0031】
次に、フラッシュROM18の記憶内容は、デバッグする人にとっては既知であるので、任意のアドレスAD2とそのアドレスAD2に対応するデータDT2を、連続してデバッグ装置からJTAGポート11に与える。アドレスAD2とデータDT2は順次TAP24に送られ、このTAP24から直列データSDとしてシフトレジスタ25,26に出力される。直列データSDは、シフトレジスタ25,26によって順次シフトして保持される。これにより、シフトレジスタ26,25には、それぞれアドレスAD2及びデータDT2が保持される。
【0032】
シフトレジスタ26に保持されたアドレスAD2は、セレクタ22を介してフラッシュROM18のアドレス端子に与えられ、このフラッシュROM18のアドレスAD2の内容、即ちデータDT1がデータバス21に出力される。また、シフトレジスタ25に保持されたデータDT2は、比較器27の第2の入力側に与えられる。そして、比較器27において、フラッシュROM18から読み出されたデータDT1とデバッグ装置から与えられたデータDT2が比較される。データDT1,DT2は当然等しいので、比較器27の出力信号は“H”となり、AND23の出力信号は“L”となって、スイッチ部12はオン状態となる。
【0033】
これにより、JTAGポート11はTAP13,14に接続され、デバッグ装置からCPU16及びフラッシュROM18にアクセスすることができるようになる。ここで、デバッグ装置からフラッシュROM18のセキュリティビットをリセットすれば、セキュリティ信号SEQが“L”となり、マイコンはデバッグ可能な状態に戻される。
【0034】
以上のように、この第1の実施形態のマイコンは、JTAGポート11に直接接続されるTAP24と、このTAP24を介して与えられたアドレスAD2とデータDT2をシフトして保持するシフトレジスタ26,25と、このシフトレジスタ25の保持内容によってフラッシュROM18をアクセスし、読み出したデータDT1とシフトレジスタ26のデータDT2が一致しているか否かを比較する比較器27を有している。これにより、フラッシュROM18の記憶データを知っている人のみが、セキュリティビットを解除することができるという利点がある。
【0035】
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態を示すマイコンの構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【0036】
このマイコンは、図1中のシフトレジスタ26に代えて、TAP24から与えられるクロック信号CKをカウントするカウンタ29を設けると共に、比較器27の比較結果をカウントするカウンタ30を設けている。カウンタ29の出力信号は、アドレスAD2としてセレクタ22を介してフラッシュROM18に与えられるようになっている。また、カウンタ30は、カウント値が一定値を超えた時に、オーバーフロー信号OVFを“H”にして出力するものであり、このオーバーフロー信号OVFがインバータ28を介してAND23の第2の入力側に与えられるようになっている。その他の構成は、図1と同様である。
【0037】
このようなマイコンにおいて、一旦セットしたセキュリティビットの解除は、次のように行われる。
【0038】
まず、デバッグ装置をJTAGポート11に接続し、セレクタ22が第2の入力側を選択するようなコマンドを入力する。これにより、アドレスバス19が切り離され、カウンタ29の出力側がセレクタ22を介してフラッシュROM18のアドレス端子に接続される。また、カウンタ29,30の値を0にクリアするコマンドを入力する。
【0039】
次に、デバッグ装置からJTAGポート11に、フラッシュROM18の0番地のデータDT2を与える。データDT2は、JTAGポート11からTAP24を介してシフトレジスタ25に与えられて保持される。シフトレジスタ25に保持されたデータDT2は、比較器27の第2の入力側に与えられる。一方、カウンタ29の値は0であるので、フラッシュROM18から0番地の内容が読み出され、データDT1として比較器27の第1の入力側に与えられる。データDT1,DT2は当然等しいので、比較器27の出力信号は“H”となり、カウンタ30の値は増加して1となる。
【0040】
引き続いて、デバッグ装置からJTAGポート11に、フラッシュROM18の1番地のデータDT2を与えると共に、クロック信号CKによってカウンタ29の値を1だけ増加させる。これにより、デバッグ装置から与えられたデータDT2と、フラッシュROM18の1番地から読み出されたデータDT1が比較される。当然両者は等しいので、カウンタ30の値は増加して2となる。
【0041】
同様に、フラッシュROM18の全番地のデータを順次入力し、すべてのデータが一致していれば、カウンタ30からオーバーフロー信号OVFが出力される。これにより、AND23の出力信号は“L”となって、スイッチ部12はオン状態となる。以降の動作は、第1の実施形態と同様である。
【0042】
以上のように、この第2の実施形態のマイコンは、JTAGポート11に直接接続されるTAP24と、このTAP24を介して与えられたデータDT2を保持するシフトレジスタ25と、アドレス信号AD2を順次カウントアップしてフラッシュROM18へ与えるカウンタ29と、このフラッシュROM18から読み出されたデータDT1とデバッグ装置から与えられたデータDT2を比較して一致回数をカウントするカウンタ30を有している。これにより、フラッシュROM18の全記憶データを知っている人のみが、セキュリティビットを解除することが可能であり、第1の実施形態よりも更に厳密なセキュリティ管理が可能になる。
【0043】
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態を示すマイコンの構成図であり、図3中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【0044】
このマイコンは、図3中のカウンタ29に代えて、初期値設定機能付きのカウンタ29Aを設けると共に、このカウンタ29Aの初期値入力側に、図1と同様のシフトレジスタ26を接続している。その他の構成は、図3と同様である。
【0045】
このようなマイコンにおいて、一旦セットしたセキュリティビットの解除は、次のように行われる。
【0046】
まず、デバッグ装置をJTAGポート11に接続し、セレクタ22が第2の入力側を選択するようなコマンドを入力する。これにより、カウンタ29Aの出力側が、セレクタ22を介してフラッシュROM18のアドレス端子に接続される。また、カウンタ30の値を0にクリアするコマンドを入力する。
【0047】
次に、デバッグ装置からJTAGポート11に、任意のアドレスAD2(ここではn番地とする)と、フラッシュROM18のn番地のデータDT2を与える。アドレスAD2とデータDT2は、JTAGポート11からTAP24を介して、シフトレジスタ26,25にそれぞれ保持される。
【0048】
更に、デバッグ装置から、シフトレジスタ26の保持内容をカウンタ29Aに初期値として設定するためのコマンドを入力する。これにより、カウンタ29Aの値がnに設定され、フラッシュROM18からn番地の内容が読み出され、データDT1として比較器27の第1の入力側に与えられる。一方、比較器27の第2の入力側には、シフトレジスタ25に保持されたデータDT2が与えられる。データDT1,DT2は当然等しいので、比較器27の出力信号は“H”となり、カウンタ30の値は増加して1となる。
【0049】
引き続いて、デバッグ装置からJTAGポート11に、フラッシュROM18のn+1番地のデータDT2を与えると共に、クロック信号CKによってカウンタ29Aの値を1だけ増加させる。これにより、デバッグ装置から与えられたデータDT2と、フラッシュROM18のn+1番地から読み出されたデータDT1が比較される。当然両者は等しいので、カウンタ30の値は増加して2となる。以降の動作は、第2の実施形態と同様である。
【0050】
以上のように、この第3の実施形態のマイコンは、JTAGポート11に直接接続されるTAP24と、このTAP24を介して与えられたデータDT2を保持するシフトレジスタ25と、比較対象の開始アドレスを保持するシフトレジスタ26と、アドレス信号AD2を順次カウントアップしてフラッシュROM18へ与えるカウンタ29Aと、このフラッシュROM18から読み出されたデータDT1とデバッグ装置から与えられたデータDT2を比較して一致回数をカウントするカウンタ30を有している。これにより、フラッシュROM18の任意の番地以降の記憶データを知っている人のみが、セキュリティビットを解除することが可能であり、第1の実施形態よりも厳密なセキュリティ管理が可能になる。また、フラッシュROM18の一部の記憶データをチェックするようにしているので、第2の実施形態よりも短時間でセキュリティビットを解除することができる。
【0051】
(第4の実施形態)
図5は、本発明の第4の実施形態を示すマイコンの構成図であり、図4中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【0052】
このマイコンは、図4中のフラッシュROM18に代えて、マスクROM(書き換え不可能な読出専用メモリ)31を設けている。これに伴い、TAP14とAND23を削除し、インバータ28の出力側をスイッチ部12の制御端子に接続している。その他の構成は、図4と同様である。
【0053】
このようなマスクROM31を使用した製品の場合、セキュリティの関係から常にCPU16のデバッグは禁止状態であることが望ましい。しかし、第1〜第3の実施形態と同様に、テストの問題からCPU16のデバッグを可能にする機能が必要である。本実施形態では、CPU16に対応するTAP13の機能を、図4と同様にカウンタ30のオーバーフロー信号OVFに基づいて可能にするように構成している。
【0054】
従って、このマイコンにおいてセキュリティ機能を解除するための動作は、第3の実施形態と同様であり、同様の利点がある。
【0055】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次の(a),(b)のようなものがある。
【0056】
(a) JTAGポート11の入出力信号は一例であり、どのようなインタフェースに対しても同様に適用可能である。
【0057】
(b) セキュリティ信号SEQやスイッチ部12に対する制御信号は正論理で説明したが、論理レベルは任意である。
【0058】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、試験ポートに順次入力されるタイミング信号とデータに従って記憶装置に対するアドレス信号を生成する第1のカウンタと、比較用のデータを保持するデータレジスタを有すると共に、記憶装置から読み出されたデータとデータレジスタに保持されたデータの一致回数をカウントしてそのカウント値が所定の値に達したときに解除信号を出力する第2のカウンタを設けている。これにより、セキュリティビットがセットされていても、記憶装置の内容を知っていれば試験ポートを介してCPUや記憶装置にアクセスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示すマイコンの構成図である。
【図2】従来のセキュリティビットを有するマイコンの構成図である。
【図3】本発明の第2の実施形態を示すマイコンの構成図である。
【図4】本発明の第3の実施形態を示すマイコンの構成図である。
【図5】本発明の第4の実施形態を示すマイコンの構成図である。
【符号の説明】
11 JTAGポート
12 スイッチ部
13,14,24 TAP
16 CPU
18 フラッシュROM
25,26 シフトレジスタ
27 比較器
29,29A,30 カウンタ
31 マスクROM
Claims (2)
- 制御処理用のプログラム及びデータを記憶する記憶装置と、前記プログラムに従って所定の制御処理を行う中央処理装置と、試験信号の入出力を行う試験ポートと、不揮発性のレジスタに設定されたセキュリティビットに従って前記試験ポートと記憶装置及び/または中央処理装置との間をオン/オフ制御するスイッチとを有するマイクロコンピュータにおいて、
前記試験ポートから入力されるタイミング信号をカウントする第1のカウンタと、
前記試験ポートから与えられる制御コマンドに従って、前記中央処理装置から出力されるアドレス信号または前記第1のカウンタのカウント値を選択して前記記憶装置に対するアドレス信号として出力するセレクタと、
前記タイミング信号に従って前記試験ポートから順次入力されるデータを保持するデータレジスタと、
前記アドレス信号に従って前記記憶装置から読み出されたデータと前記データレジスタに保持されたデータを比較する比較器と、
前記比較器の比較結果が一致した回数をカウントしてそのカウント値が所定の値に達したときに解除信号を出力する第2のカウンタと、
前記解除信号が与えられたときに前記セキュリティビットの状態に拘らず前記スイッチをオン状態に設定する論理ゲートとを、
設けたことを特徴とするマイクロコンピュータ。 - 前記試験ポートから前記データに先立って与えられるアドレス情報を保持して前記第1のカウンタの初期値を設定するアドレスレジスタを設けたことを特徴とする請求項1記載のマイクロコンピュータ。
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