JPH02230444A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- JPH02230444A JPH02230444A JP1052231A JP5223189A JPH02230444A JP H02230444 A JPH02230444 A JP H02230444A JP 1052231 A JP1052231 A JP 1052231A JP 5223189 A JP5223189 A JP 5223189A JP H02230444 A JPH02230444 A JP H02230444A
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- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/10—Programming or data input circuits
-
- G—PHYSICS
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
(以下、マイコンと称す)等の主記憶として用いられる
電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを備えた半導体
集積回路に関するものである。
クアップが不要でかつ電気的に書き換え可能な, E
E P R O M (EIect.rjcally
Erasable andProgrammable
Read Only Memory)に代表される不揮
発性メモリが主記憶の一部として使われるようになって
きている。
あり、1はクロック源1aを有するCPU(中央処理装
置)、2は書き換え不能なマスクROM又は電気的には
書き換え不能なE I) R OM等から成る不揮発性
ブロクラムメモリ、;3は書き換え可能なスタチックエ
くΔM等から成る揮発性データメモリ、4は電気的に書
き換え可能なT=: ト:FROM等から成る不揮発性
データメモリ、5は入出力ポート、6はタイマや通侶イ
ンタフェース等のその他の周辺回路、7は」一記各部を
接続するハスである。
路等の周辺回路を1チップ−1−に搭載した半導体集積
回路の従来例を示すブロック図である。
記憶できるメモリセル4− 1 aの矢合体から成るE
E P R O Mで、数Kパイ1〜の容量を有する。
レ4Jaのアドレスを指定する外部読み書き器又はC
I) U ]からのアドレス人力、43はこのアドレス
人力/12をデコーj〜′して一つのメモリセル4−
1. aを選択するアドレスデコーダ、/l/IはEE
PROM/]1と外部読み書き器又はC II) U
Jとの間で読み書きデータを入出力するデータ人出力、
/]5ぱデータ人出力44とEET’ROM/11間に
設けられ,EEPROM/1.1からの読み出しデータ
の出力状1ルを制御できる3ステ−1へバノファへ9゜
の入出力ハソファ、4(5はデータの読み出し,11:
き込めのための外部読み書き器又はC P t.J 1
からのリードライI一制御信号人力、47ばリードライ
I・制御信号人力46に基づき,人出力ハソファ45を
制御する読み出し信号48又はE E I)RO M
/l Iの書き込み線を制御する書き込み{6号49を
出力するりードライ1一制御回路である。
所定のプログラムを読み出して実行し、必要に応して揮
発性データメモリ;3及び不揮発性データメモリ4のデ
ータの読み出し,書き込みを行うとともに、人出力ボー
1ヘ5を介して制御テータ等の人出力を行なう。 一般
に、F+/発ナノ1:データメモリ3は電源断により記
憶データが消えてしまうのでC P U1の作業用領域
として用いられ、不揮発性データメモリ4は電源断によ
っても記憶データが消えないので要保護データやユーザ
の暗号コード等の機密データが記憶される。−1一記不
揮発性データメモリ4は外部読み書き器及びC I)
U 1により読み出し及び書き込みが可能であり、この
動作を第8図を用いて説明する。
に対してデータ人出力44より人出力バッファ45を介
して外部読み書き器又はC P U 1からの書き込み
データが与えられる。また、外部読み書き器又はCPU
Iから与えられたアドレス人力42はア1くレスデコー
ダ43によってデコードされ、特定の列のメモリセル4
]− aが選択される。更に、外部読み書き器又はC
I) U ]からのリードライト制御信号人力46に
より、リーIくライ1〜制御同路47は、選択されたメ
モリセル4 1 aの列に対するデータの書き込み信号
49を発生し、二九によりデータが対応するメモリセル
4 ]. aに書き込まれる。
P tJ 1−からのアドレス人力42により、アドレ
スデコーダ43て選択された列のメモリセル/J. 1
aに記憶さわたデータが読み出され、入出力バッファ
45を介して外部読み書き器又はC P tJ1に出力
される。このとき、リーI一ライ1・制御信号人力46
によるり−1くライ1・制御回路47からの読み出し信
号48によって人出力八ツファ45の出力状態が制御さ
れる。
書き込み及び読み出しが行なオ〕れる。
されているが、不揮発性データメモリ4は外部読み書き
器及びCPUIにより白山に読み書きが可能であるので
、外部読み書き器によって暗号コード等の機密データも
読み出すことができ、第3者に対する機密データのぬ)
出を防止するのが困難となり、また、外乱やプログラム
不具合によるC P U 1の暴走により要保護データ
の書き換えを許してしまうという問題点があった。更に
、ブロクラムメモリ2はマスクROMやPROMで構成
されているので、ブログラl1を書き換える必要が生じ
た場合にも容易に書き換えることができなかった、.こ
れを解消するために、プログラムメモリも書き換え幅能
な不揮発性メモリで構成することが考えられるが、そう
すると、白1.+ Lこ書き換えかできる反面、−1−
記要保護データと同様にC P U暴走でプログラl1
が書き換えられてしまうという新たな問題点が生ずる。
されたもので、プログラムメモリ及びデータメモリを共
に書き換え可能な不揮発性メモリで構成しても、C P
U暴走によるプログラムや要保護データの誤書き換えを
防止でき、かつ第3者による機密テータの読み出しを防
止できる半導体集積回路を得ることを1−1的とする。
能な不揮発性メモリと、外部読み書き器又はC P U
からのア1くレスをデコードして−1二記不揮発性メモ
リのメモリセルを指定するアドレスデコーダと、読み書
きデータを入出力する入出力バッファと、外部読み書き
器又はCPUからのリードライ1〜制御信号に基づき書
き込み信号,読み出し信号を出力するリードライト制御
回路と、外部読み書き器の読み書きデータ及びアドレス
等を人出力する入出力ポー1〜と、−]ユ記不揮発性メ
モリの書き込み禁止領域のアIくレスが設定され,当該
アドレスとCPUからのア1くレスを比較して一致した
場合に当該領域への書き込みを禁止するとともに、」一
記不揮発性メモリの読み出し禁I1一領域のアドレスが
設定され,当該アI・レスと外部読み書き器からのアド
!ノスを比11ウして−・致した場合に当該領域の読み
出しを禁止する禁止手段とを備えたものである。
域のアドレスを書き込み禁止領域として禁止手段に設定
することにより、通常のC P Uからのプログラムや
要保護データの読み出し及び外部読み書き器からの読み
書きは可能としたままCPUによる書き換えのみが禁止
されるので、CPU暴走による誤書き換えを未然に防止
でき、また、機密データ領域のアドレスを読み出し禁止
領域として禁止手段に設定することにより、通常のCP
Uによる読み書きや外部読み書き器による書き込みはi
+J能としたまま外部読み書き器による読出しのみが禁
止されるので、機密データの第3者への漏出を未然に防
止できる。
第7図及び第8図と同一又は相当部分には同一符号を用
いてその説明は省略する。
前記第7図に示したクロック源1 8 H周辺回路6等
は図示を省略している。図において、5aは外部C P
U 1のアドレスバス,データパス及びリードライ1
・制御信号線等が接続される第1の入出力ポート、51
)は外部読み書き器のアドレスバス,データパス及びリ
ードライ1〜制御信号線等が接続される第2の入出力ポ
ー1〜、50は上記第1の人出力ポー1〜5aを介して
人力される外部C P U 1からのアドレス人力/1
2a又は第2の入出力ボー1− 5 1)を介して入力
される外部読み書き器からのアドレス人力421)をア
l〜レスデコーダ43にアドレス人力42として供給す
るセレクタである。なお、外部C P U 1及び外部
読み書き器からのリードライI一制御信号入力46a,
4 6 bは負論理のリード信号R II) ,ライ1
・仁号WR及びチップ選択イ言号CSから成り、共にり
ードライ1〜制御回路47に人力されており、また、デ
ータ入出力44a,44bは共に入出力バッファ45に
接続されている。一方、51は予め設定されたEEPR
OM41における書き込み禁止領域のアドレスの」二位
任意ビッI−分と外部C P t.J1からのアドレス
入力4 2 aの上位任意ビッ1〜分を比較して一致し
た場合に書き込み禁市出力51aをN I−T I+レ
ベルとする書き込み禁止回路、52は上記書き込み禁止
出力5]aとリードライ1〜制御回路47からの書き込
み信号49とを人力とする負論理のAND回路、53は
このAND回路52からEl’:FROM4]の書き込
み線に出力される書き込み信号、55は予め設定された
E EPROM./1.1における読み出し禁止領域の
アドレスの」二位任意ビット分と外部読み書き器からの
アドレス入力42bの」一位任意ビッ1へ分を比較して
一致した場合に読み出し禁止出力55aを/l H I
+レベルとする読み出し禁止回路、56はと記読み出し
禁止出力55aとリードライ1〜制御回路47からの読
み出し信号48とを人力とする負論理のAND回路、5
7はこのAND回路56から人出カバッファ45に出力
される読み出し信号であり、−1〕記書き込み禁止回路
51と読み出し禁止回路55及び各AND回路52.5
6により本願の禁止手段58が構成されており、上記第
1,第2の入出力ポート5a,5b及び従来よりも大容
量のE E }) R O M 4 1〜禁止手段58
が1チップ上に搭載されて半導体集積回路Aを成してい
る。なお、上記各禁止回路51.55には、アドレス入
力42a,4,2bの上位任意ビッ1〜の他に、禁止領
域データ設定のため,アドレスデコーダ43からの選択
線とデータ入出力44からの設定データ入力及び上記A
ND回路52からの書き込み信号53が入力されている
。
び読み出し禁止回路55を実現するための内部構成を示
す回路図であり、各禁止回路5],55は、アドレスデ
コーダ43からの選択線と書き込み信号533とデータ
人出力44からの設定データ入力が供給される任意ビッ
1〜のラッチ型レジスタ5lb,55bと、C P U
1又は外部読み書き器からのアドレス人力42a,4
2bの上位任意ビッ1−と」−記ラソチ型レジスタ5]
.b,55}+の各出力を比較して一致した場合に各禁
止出力5].a,55aをN I−I I+レベルとす
る一致検出回路51c,55cとから成り、各一致検出
回路51c,55cはアドレス入力42a,4−2bと
ラッチ型レジスタ5lb,55bの対応するビット値を
入力とするビッ1〜数分のエクスクルーシブOR回路5
].d,55dと、各エクスタルーシブOR回路51d
,55dの出力を入力とし各禁止出力51a,55aを
出力するNOR回路とがら構成されている。
ミングチャー1へで、同図(a)は書き込み時,(b)
は読出し時を示す。
R OM41のプログラム領域より所定のプログラム
を読み出して実行する。このとき、予め当該プログラム
の先頭に所望の書き込み禁止領域及び読み出し禁止領域
を設定する命令を書き込んでおくことにより、プログラ
ム実行とともに書き込み禁止回路51及び読み出し禁止
回路55の各ラッチ型レジスタ5lb,55bに各禁止
領域のアドレスの上位任意ビッ1〜を設定することがで
きる。以下、書き込み時と読出し時の動作について第3
図のタイミングチャー1〜を参照して説明する。
らの書き込みデータが第1,第2の入出力ポーh5a,
5b、データ入出力44a,4/lb及び人出力バッフ
ァ45を介してEEPROM4.1に与えられる。また
、外部読み書き器又はC P tJ 1から第1,第2
の人出力ポー1− 5 a ,5b介して入力されたア
ドレス人力42a,4.2bはセレクタ50からアドレ
スデコーダ43に与えられ、デコードされて特定の列の
メモリセル4 1 aが選択される。更に、外部読み書
き器又はCPUIから同様に入力されるリードライト制
御信号入力4−6a,4−6bにより、リードライ1〜
制御回路47は、選択されたメモリセル4 1. aの
列に対するデータの書き込み信号49を発生する。
路51のラッチ型レジスタ5lbに書き込み禁止領域を
示すデータが設定されていれば、CPUIからのアドレ
ス人力42aにより当該禁止領域内のメモリセル4 1
aの列が選択されると、そのアドレス入力42aのう
ち」二位任意ビットが書き込み禁止回路51に入力され
てラッチ型レジスタ5lbの設定データと一致がとられ
るので、書き込み禁止出力5 1 aがN I{ I+
レベルとなり、リードライ1〜制御回路47からの書き
込み信号49はAND回路52で阻止されてEEPRO
M4.1への書き込み括号53は有意とならす、データ
は書き込まれない。従って、プログラム領域や要保護デ
ータ領域を書き込み禁止領域として設定しておくことに
より、C I) U 1の暴走による誤書き換えを未然
に防ぐことができる。なお、CPUIによる他の領域へ
の書き込み及び外部読み書き器による全ての領域への書
き込みは通常通り行なうことができる。
P U 1から上記と同様にして入力されるアドレス入
力4 2a,42bにより、セレクタ50を介してアド
レスデコーダ43で選択された列のメモリセル/l.
]− aに記憶されたデータが読み出され、人出力八ノ
ファ45に人力される。また、同様に人力されるリード
ライ1・制御信号入力46a,4. 6 bの読み出し
タイミングによりリードライト制御回路47から読み出
し伯号48が生成される。
禁止回路55のラッチ型レジスタ55bに読み出し禁止
領域を示すテータが設定されていれば、外部読み書き器
からのアドレス人力4 2 bにより当該禁止領域内の
メモリセル4 1− aの列が選択されると、そのアド
レス入力42bのうち1−位任意ビッ1へが読み出し禁
止回路55に入力されてラッチ型レジスタ5 5 bの
設定データと一致がとられるので、読み出し禁止出力5
5E1がrr JI uレベルとなり、リードライ1〜
制御回路/17からの読み出し信号48はAND回路5
6で阻止されて入出力バッファ45への読み出し信号5
7は有意とならず、データは外部読み書き器に出力され
ない。
しておくことにより、外部読み書き器による当該領域の
読み出しを禁止でき、第3者による機密データの読み出
しを未然に防止できる。なお、外部読み書き器による他
の領域からの読み出し及びCPUIによる全ての領域か
らの読み出しは通常通り行なうことができる。
いて説明する。同図は、1’:EPROM41(l6) を64kバイ1・(アドレス” o o o o ”〜
“FFF F ” )の容量とした例であり、4 1.
bは読み書き可能領域で、C I) U 1の作業領
域や通常のデータ領域として用いられ、4− 1 cは
書き込み禁止領域で、プログラム領域やプログラム実行
の際に必要となる要保護データ領域として用いられる。
ータ領域に含まれる41clは読み出し禁止領域で、要
保護データのうち,例えば暗号コードや個別登録番号等
の機密データが格納される。上記書き込み禁止領域4
1 cとしては、アドレス”cooO”〜“F F F
F ”の範囲が割り当てられており、アドレスの上位
2ビットが全て“11″となるので、書き込み禁止回路
51のラッチ型レジスタ5lbには禁止領域データとし
て“11”が設定され、CPU1からのアドレス入力4
. 2 aの」二位2ビッ1〜が人力されて一致検出さ
れるよう構成される。また、上記読み出し禁止領域4.
1 dとしては、71−レス“c o o o ”〜
” C F F F ”の範囲が割り当てられており、
アドレスの上位4ビットが全て” 1 1 0 0 ”
となるので、読み出し禁市回路55のラッチ型レジスタ
55bには禁止領域データとして” 」− 1 0 0
”が設定され、外部読み書き器からのアドレス入力42
bの−L位4ビッ1一が入力されて一致検出されるよう
構成される。−1−記設定データの書き込みは、C P
U 1又は外部読み書き器からのアドレス入力42a
,4.2bによりアドレスデコーダ43を介してラッチ
型レジスタ5lb,55bの選択線を指定し、CPUI
又は外部書き込み器からのデータ入出力44a,44b
により上記設定データを入力するとともに、り−1くラ
イ1一制御信号人力46a,46bによりリードライト
制御回路4.7,ANDゲー1〜52を介して書き込み
信号53を与えることにより可能であり、通常は前述し
たように電源投入後のプログラム実行開始時に自動的に
行なわれる。
第4図に示した書き込み禁止領域4 ]− aの例えば
“DFFE”, “D F F F”に割り当ててお
くことにより、設定データを書き込んだ直後からC I
) U ]による書き込みが禁止され、万一CPUIの
暴走によりラッチ型レジスタ51b,55bのア1ヘレ
スが指定された場合でも設定データが書き換えられる恐
れは無くなる。逆に、各ラッチ型レジスタ5lb,55
bのアドレスを読み書き可能領域4. 1 b内に割り
当てておくことにより、設定データを意識的に書き換え
てプログラムや要保舐データを必要に応じて書き換える
ことも可能である。
Iを内蔵してプログラムメモリ及びデータメモリともE
E I) R O M 4. 1から成る1チップマ
イコンを実現した半導体集積回路Bを示している。なお
、第1図の実施例同様,CPUIのクロック源1 aや
タイマ,通信インタフェース等の周辺回路6は図示を省
略している。同図に示すように、前記第1の実施例で外
部CPU]を接続するために設けられていた第1の人出
力ボーh5aが無くなり、外部読み書き器用の入出力ボ
ー1−5のみとなり、内部C P U 1のアドレス入
力42aやデータ人出力44J〕が外部に取り出されな
くなるので、機密テータの読み出し禁止の効果をより高
めることができる。また、本実施例は、C I) U
1及び周辺回路をCM O S (Complcmcn
レIryMetal Oxjde Semicondu
ctor)構造で構成し、EE P R O M 4.
1−をM N O S (Metal Njt.rj
dc (lxidcSemiconductor)構造
で構成し、それらを同−・シリコンチップ上に搭載する
ことにより実現でき、これにより歩留まり向−1二等が
図れる。
路47からの書き込みイ6号49,読み出し信号48を
書き込み禁止回路5]−,読み出し禁止回路55からの
各禁止出力5 .1. 8 H 5 5 aで制御する
ことにより、E F. I) ROM4 1の書き込み
線及び入出力バッファ45を制御するようにしたが、各
禁止出力5 1 8 H 5 5 a及び書き込み信号
49と読み出し信号lU− 8でアドレスデコーダ43
の出力を制御しても同様な効果が1!ナられる。すなわ
ち、第6図に示すように、アドレスデコーダ43をデコ
ード回路4− 3 aとデコード出力禁止回路4;3b
とから構成し、このデコード出力禁止回路4 3 bを
書き込み禁止出力5 1. aと書き込み信号49を入
力とする負論理のN O R回路43(二と、読み出し
禁止出力55冫1と読み出し信号48を人力とする負論
理のN O RM路4 3 dと、」一記各N O R
回路/1,3c,4.3dの出力を人力とするOR回路
4 3 eと、テコ−1く回路4. 3 aの各出力と
」―記OR回路4 3 eの出力を人力とするデコード
出力数分のA. N 1)回路43fとから構成し、各
AND回路4− 3 fの出力を対応ずるメモリセル4
1F」の選択線に入力することにより実現される。この
場合、書き込み禁止回路51及び読み出し禁止回路55
と」一記デコード出力禁止回路43bにより本願の禁止
手段58が構成されている。
可能な不揮発性メモリと、外部読み書き器又は(1:
i) tJからのアドIノスをデコードして上記不揮発
性メモリのメモリセルを指定するアドレスデコーダと、
:’+’;lみどきデータを人出力する入出力バッファ
と、外部読み書き器又はC P tJからのリードライ
1・制御イ一号に基づき書き込み信号,読み出し信号を
出力するリードライ1〜制御回路と、外部読み書き器の
読み書きデータ及びアドレス等を人出力する入出力ポー
1〜と、上記不揮発性メモリの書き込み禁止領域のアI
くレスが設定され,当該アドレスと(1; P tJか
らのアトレスを比較して−致した場合に当該領域への書
き込みを禁止するとともに、−}二記不揮発性メモリの
読み出し禁止領域のアドレスが設定され,当該アドレス
と外部読み書き器からのア1くレスを比較して一致した
場合に当該領域の読み出しを禁止する禁止手段とを備え
たので、C P U暴走によるプログラムや要保護デー
タの誤書き換えを防止できるとともに第3者による機密
データの読み出しを防止でき、これによりプログラムメ
モリ及びデータメモリが共に書き換え町能な不揮発性メ
モリからなる極めて使いやすく,かつ信頼性及び守秘性
の向1−シたマイコンが実現できる効果がある。
2図(n), +blは実施例の書き込み禁止回路と読
み出し禁止回路の内部構成を示す回路図、第3図(a)
, +1))は実施例の書き込み時と読出し時の動作
を示すタイミングチャー1へ、第4図は禁止領域設定の
−・実施例を示す図、第5 1)’i+はこの発明の第
2の実施例を示すブロック図、第6図はこの発明の他の
実施例を示す要部描成図、第7図及び第8図は従来例を
示すブロック図である。 ]はC P U、5 r l) a g 5 bは入出
力ポー1〜、/IIはEEPROM(不揮発性メモリ)
、/l1aはメモリセル、’I. 1 bは読み書き可
能領域、41−Cは書き込み禁止領域、4in clは
読み出し禁II二領域、/3 2 . 4 2 a ,
4 2 +)は71〜レス入力、43はア1くレスデ
゛コーダ、43E1はテコ−1く回路、43bはデコー
ド出力禁止回路、4−4.44a,/3. 4 bはデ
ータ人出力、45は人出力バッファ、46.46a,4
6bはり−1くライI〜制御信号人力、47はり−1く
ライ1・制御回路、48.57は読み出し信狡、’19
.53は書き迷み信号、50はセレクタ、5]は書き込
み禁止回路、5 1 i1は書き込み禁11一出力、5
5は読み出し禁止回路、55aは読み出し禁止出力、5
1.1),55+)はラッチ型レジスタ、51c,55
cは一致検出回路、52.56はA N I)回路、5
8ば禁止手段。 な才9,図中、回・’t?+号ば同−、又は相当部分を
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電気的に書き換え可能な不揮発性メモリと、外部読み書
き器又はCPUからのアドレスをデコードして上記不揮
発性メモリのメモリセルを指定するアドレスデコーダと
、読み書きデータを入出力する入出力バッファと、外部
読み書き器又はCPUからのリードライト制御信号に基
づき書き込み信号、読み出し信号を出力するリードライ
ト制御回路と、外部読み書き器の読み書きデータ及びア
ドレス等を入出力する入出力ポートと、上記不揮発性メ
モリの書き込み禁止領域のアドレスが設定され、当該ア
ドレスとCPUからのアドレスを比較して一致した場合
に当該領域への書き込みを禁止するとともに、上記不揮
発性メモリの読み出し禁止領域のアドレスが設定され、
当該アドレスと外部読み書き器からのアドレスを比較し
て一致した場合に当該領域の読み出しを禁止する禁止手
段(1) とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
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