JPH03252886A

JPH03252886A - シングルチップマイクロコンピュータ

Info

Publication number: JPH03252886A
Application number: JP2050889A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Tamura; 田村　俊則
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1991-11-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はシングルチップマイコンに関し、特にタイマ／
カウンタを内蔵したシングルチップマイコンに間する。

〔従来の技術〕

近年、シングルチップマイクロコンピュータ（以下シン
グルチップマイコンと称す）を内蔵したシステム装置が
高機能化するとともに、高信頼性が必要とされてきてい
る。そこで、何等の理由でマイコンが暴走したり、制御
不能になってもシステム装置全体の暴走を防ぎ、システ
ム装置への影響を最小限にくい止める工夫がなされてい
る。

このようにマイコンが暴走しても暴走をいち早く、検出
して、システム装置全体の制御不能状態を最小限にくい
止めるハードウェアの一つとしてウォッチドッグタイマ
がある。

ウォッチドッグタイマはソフトウェアにより動作を開始
し、一定時間毎にソフトウェアによりタイマカウント値
をクリアすることにより、ウオッチドッグタイマからの
オーパフロウが発生しないように制御を行なう、なにか
の理由でマイコンが暴走し、クリア命令を実行しなくな
ると、オーパフロウを発生し、ノンマスカブル割込み要
求を発生する。あらかじめノンマスカブル割込み処理プ
ログラムに所定の処理プログラムを格納しておくことに
より暴走検出時に適応した処理を行なうことができる。

ウォッチドッグタイマとして機能するためにはオーパフ
ロウの発生によりノンマスカブル割込み要求が発生する
必要がある。

第３図は従来のシングルチップマイコン６０の構成を示
すブロック図である。同図に示すようにシングルチップ
マイコン６０は、シングルチップマイコン６０全体を制
御する中央処理装置（以下“ＣＰＵ”と称す）１と、メ
モリ２と、クロック生成回路５と、タイマユニット４と
、割込みコントローラ３と、内部バス６と、外部端子７
．８とで構成されている。

クロック生成回路５は、外部端子７．８に接続した発振
子により発振動作を行ない、クロック信号１１をメモリ
２とＣＰｔＪｌとタイマユニット４と割込みコントロー
ラ３に供給する。タイマユニット４はクロック信号１１
を入力してカウント動作を行ない割込み要求信号１０を
割込みコントローラ３に供給する。割込みコントローラ
３はＣＰＵＩに対する割込み処理の要求を制御するユニ
ットで割込み処理要求信号１２を出力しＣＰＵ１へ供給
する。

ＣＰＵＩは割込みコントローラからの割込み処理要求信
号１２を受付けたことを割込みコントローラ３に知らせ
るための割込み受付は信号１３を出力して割込みコント
ローラ３に供給する。又、外部端子９より入力した外部
割込み信号１５を割込みコントローラ３に供給する。

第４図はタイマユニット４と割込みコントローラ３のブ
ロック図である。タイマユニット４は、タイマ／カウン
タ２２と動作許可フラグ２３により構成されている。動
作許可フラグ２３はタイマ／カウンタ２２の動作を許可
するフラグで“１”の時、タイマ／カウンタ２２はカウ
ント動作を行い、“ＯＮの時タイマ／カウンタ２２は動
作を停止する。タイマ／カウンタ２２が動作中に動作許
可フラグ２３に１″をライトするとカウント値をクリア
して動作を再開する。タイマ／カウンタ２２はオーパフ
ロウが発生すると割込み要求信号１０を“１”にする。

割込みコントローラ３は割込み制御ブロック２０−１．
２０−２と、割込み要求制御回路４１とで構成されてい
る０割込み制御ブロック２０−１はマスカブル割込み要
求フラグ３１と割込み許可フラグ３０とＡＮＤゲート３
２で構成されている。マスクプル割込み要求フラグ３１
は割込み要求信号１０が“１ｎの時に“１”にセットさ
れる。

割込み許可フラグ３０は割込み処理要求の発生を許可す
るフラグであり“１″の時に許可し、“Ｏ”の時に許可
しないフラグである。マスカブル割込み要求フラグ３１
と割込みイネーブルフラグ３０の出力をＡＮＤゲート３
２に入力し、ＡＮＤゲート３２の出力である割込み信号
２４−１を割込み要求制御回路２１に供給する。又、外
部割込み信号１５を割込み制御ブロック２０−２に入力
する０割込み制御ブロック２０−２から割込み信号２４
−２を割込み要求制御回路４１に供給する０割込み要求
制御回路４１は割込み信号２４−１と２４−２を受けて
ＣＰＵＩに対して、割込み処理を要求するかどうかを制
御する回路である。又割込み要求を受付けた時にマスク
プル割込み要求フラグ３１をクリアするクリア信号２６
をマスクプル割込み要求フラグ３１に供給する。

タイマ／カウンタ２２をインターバルタイマとして動作
する場合について第３図と第４図を用いて説明する。命
令により割込み許可フラグ３０に“１”を設定しておき
、同様に命令により動作許可フラグ２３に“１”を設定
する。動作許可フラグ２３が“１”であることによりタ
イマ／カウンタ２２はカウント動作を行なう、所定のカ
ウント回数をカウントするとオーパフロウが発生し割込
み要求信号１０を“１”にする０割込み要求信号１０が
“１″になると割込み要求フラグ３１が“１”になり、
割込み許可フラグ３０が“１”であることから割込み信
号２４−１が“１″になる０割込み信号２４−１が“１
”になると割込み要求制御回路２１は割込み処理要求信
号１２を“１”にする。ＣＰＵＩは割込み処理要求信号
１２が“ｌ”になると割込み処理を実行して割込み受付
は信号１３を“１”にする。

割込み受付は信号１３が“１“であることにより、割込
み要求制御回路２１はクリア信号２６を“１″にしてマ
スカブル割込み要求フラグ３１を“０”にクリアする。

以後、所定の時間間隔でタイマ／カウンタ２２でオーパ
フロウが発生することにより割込み要求信号１０が“１
”によりインターバルタイマとして動作を行なう。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のタイマ／カウンタを内蔵したシングルチ
ップマイコンは、タイマ／カウンタ２２でオーパフロウ
が発生すると、マスカブル割込みの要求が発生するため
、インターバルタイマとしか使用できず、ノンマスカブ
ル割込み処理の起動を必要とするウォッチドッグタイマ
として使用できないという欠点がある。

本発明の目的はタイマ／カウンタがインターバルタイマ
としてもウォッチドッグタイマとしても使用できるシン
グルチップマイクロコンピュータを提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のシングルチップマイクロコンピュータは、中央
処理装置と、前記中央処理装置からクリア信号が一定期
間内に供給されない時にオーバーフロウ信号を発生させ
るタイマカウンタと、割込み選択フラグと、前記オーバ
ーフロウ信号が発生した時に前記割込み選択フラグの状
態に応じて前記中央処理装置に対してマスカブル割込み
処理を要求するかノンマスカブル割込み処理を要求する
かを制御する制御手段とを有することを特徴とする。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を説明するためのシングル
チップマイコンのタイマユニット５０と割込みコントロ
ーラ５１のブロック図である４本発明では従来例と異な
りタイマ／カウンタ２２のオーパフロウをマスカブル割
込み要求信号とするかノンマスカブル割込み要求信号と
して使用するかを選択するフラグを備えており、タイマ
／カウンタ２２をウォッチドッグタイマとしても使用可
能である。

第１図においてタイマ／カウンタ２２と動作許可フラグ
２３と、割込み制御ブロック２０−１と２０−２と、割
込み信号２４−１．２４−２と、割込み処理要求信号１
２と、割込み受付は信号１３と外部割込み信号１５は第
４図に示す従来のタイマユニット４及び割込みコントロ
ーラ３と同様であるので説明を省略する。

第１図に示すタイマユニット５０と割込みコントローラ
５１は第４図に示すタイマユニット４と割込みコントロ
ーラ３に対し、割込み選択フラグ３４とノンマスカブル
割込み要求フラグ３３と、ＡＮＤゲート３５と３６と、
インバータゲート３７を追加したものである。

更に割込み要求制御回路２１は、割込み信号２４−１．
２４−２及びノンマスカブル割込み要求フラグ３３から
の割込み信号２５に応じて、割込み処理要求信号１２を
、マスカブル割込み要求とするか、ノンマスカブル割込
み要求とするかを決定する。

割込み選択フラグ３４はタイマ／カウンタ２２のオーパ
フロウをマスカブル割込み要求信号とするかノンマスカ
ブル割込み要求信号とするがを選択するフラグであり初
期値が“０”で命令により１度だけ“１”にセット可能
でいったん“１”をセットすると“Ｏ”をライトするこ
とが不可となるように設定され、フラグが再び“Ｏ”と
なるのは、リセットされた時だけである。ノンマスカブ
ル割込み要求フラグ３３はノンマスクプル割込み要求の
発生を記憶するフラグで、割込み信号２５を出力して割
込み要求制御回路２１に供給する。

割込み要求信号４２は、ＡＮＤゲート３５から出力して
マスカブル割込み要求フラグ３１に供給する０割込み要
求信号４１は、ＡＮＤゲート３６から出力してノンマス
カブル割込み要求フラグ３３に供給する。従って、割込
み選択フラグ３４が“１”の時にタイマ／カウンタ２２
でオーパフロウが発生すると、割込み要求信号４１が“
１”になり、割込み選択フラグ３４が“Ｏ”の時に、タ
イマ／カウンタ２２でオーパフロウが発生すると割込み
要求信号４２が“１”になる、ノンマスカブル割込み要
求フラグ３３をクリアする信号２７を割込み要求制御回
路２１から出力してノンマスカブル割込み要求フラグ３
３に供給し、ノンマスカブル割込み処理受付は後クリア
信号２７がノンマスカブル割込み要求フラグ３３をクリ
アする。

まず、タイマ／カウンタ２２をインターバルタイマとし
て使用する場合を以下に説明する０割込み選択フラグ３
４は初期値“Ｏ”である。命令により動作許可フラグ２
３に“１”を設定すると、タイマ／カウンタ２２はカウ
ント動作を開始する。タイマ／カウンタ２２でオーパフ
ロウが発生すると割込み先端フラグ３４が“Ｏ”である
ので割込み要求信号４２が“１”になる割込み要求信号
４２が“１”になってマスカブル割込みフラグ３１が“
１”になり以後割込み処理が起動するまでの動作は従来
例と同じであるので省略する。

次にタイマ／カウンタ２２をウォッチドッグタイマとし
て使用する場合を以下に説明する。命令により割込み選
択フラグ３４に“１”を設定する。命令により動作許可
フラグ２３に“１”を設定すると、タイマ／カウンタ２
２はカウント動作を開始する。何等の原因で暴走状態と
なり、タイマ／カウンタ２２に対し、一定期間以上クリ
ア命令がされないと、オーパフロウが発生し、割込み選
択フラグ３４が“１”であるので割込み要求信号４１が
“１”になる。割込み要求信号４１が“１”になるとノ
ンマスカブル割込み要求フラグ３３が“１”になる、ノ
ンマスカブル割込み要求フラグ３３が“１”になると割
込み信号２５が“１”になり、割込み要求制御回路２１
はノンマスカブルの割込み処理要求信号１２を“１″に
する。

割込み処理要求信号１２が“１”になるとＣＰＵ１はノ
ンマスカブルの割込み処理を起動して割込み受付は信号
１３を“１”にする。割込み受付は信号１３が“１”に
なるとクリア信号２７が“１”になりノンマスカブル割
込み要求フラグ３３は“０”にクリアされる。

命令により動作許可フラグ２３に“１”をライトすると
タイマ／カウンタ２２はクリアされるので一定時間毎に
“１”ライトすることによりオーパフロウの発生を禁止
することになり、ウォッチドッグタイマとして機能する
。

割込み選択フラグ３４は１度“１”にセットすると“０
″をライトすることをハードウェアで禁止しているため
、暴走等により誤まって“０”に設定されることはない
。

以上の説明では命令により割込み選択フラグ３４に“１
″又は“０″を設定したが、命令による方法に限らず割
込み選択フラグ３４をアドレスマツプすることによりデ
ータをライトする方法も可能である。更に、本実施例で
は、割込み選択フラグ３４をタイマユニット５０内に設
け、そのフラグの状態に応じて、割込み要求信号４１及
び４２の２つの信号を発生させているが、割込み選択フ
ラグを割込みコントローラ５１内に設け、タイマユニッ
トからはタイマ／カウンタ２２からのオーパフロウ信号
だけを割込みコントローラ５１に供給し、割込み選択フ
ラグの状態が直接割込み要求制御回路２１を制御するよ
うにして、オーパフロウ信号に対して、マスカブル割込
み処理要求信号とするか、ノンマスカブル割込み処理要
求信号とするかを決定するようにしてもよい。

第２図は本発明の第２の実施例を示すシングルチップマ
イコンのタイマユニット５２と割込みコントローラ５１
の詳細ブロック図である０本実施例では第１の実施例の
割込み選択フラグ３４によりマスカブル割込み要求とす
るかノンマスカブル割込み要求とするかを選択するので
はなく外部端子への入力レベルによりその選択を行なう
。

第２図において割込みコントローラ５１は実施例１の割
込みコントローラ５１と同様である。りイマユニット５
２は第１の実施例のタイマユニット５０から割込み選択
フラグ３４とＡＮＤゲート３５と３６と、インバータゲ
ート３７を解除して、新たに外部端子５７と、ＡＮＤゲ
ート５５゜５８とインバータゲート５６を追加する。

外部端子５７はタイマ／カウンタ２２のオーパフロウと
マスカブル割込み要求とするか、ノンマスカブル割込み
要求とするかを切りかえる端子であり、インバータゲー
ト５６とＡＮＤゲート５５に接続する。

タイマ／カウンタ２２をインターバルタイマとして使用
する場合を以下に説明する。外部端子５７に“Ｏ”を入
力する。命令により動作許可フラグ２３に“１”を設定
するとタイマ／カウンタ２２が動作を開始する。タイマ
／カウンタ２２でオーパフロウが発生すると外部端子入
力が“Ｏ”であるので割込み要求信号４２が“１”にな
る。

割込み要求信号４２が“１”になって割込み処理が起動
するまでの動作は従来例と同様である。

次にタイマ／カウンタ２２をウォッチドッグタイマとし
使用する場合を以下に説明する。外部端子５７に“１”
を入力する。命令により動作許可フラグ２３に“１”を
設定すると、タイマ／カウンタ２２が動作を開始する。

タイマ／カウンタ２２でオーパフロウが発生すると外部
端子入力が“１″′であるので割込み要求信号４１が“
１″になる。

割込み要求信号４１が“１”になって割込み処理が起動
するまでの動作とタイマ／カウンタ２２のクリア動作は
第１の実施例と同様である。

本実施例では、外部端子によりマスカブル割込み要求と
ノンマスカブル割込み要求の選択を行なっているので、
選択信号のレベルが暴走等により影響を受けることもな
く又、外部端子からの入力信号により自由に選択するこ
とができる効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のシングルチップマイコンは
、割込み選択フラグを内蔵し、タイマ／カウンタでオー
パフロウが発生すると、マスカブル割込み要求を発生さ
せるか、ノンマスカブル割込み要求を発生させるかを選
択することにより、タイマ／カウンタをインターバルタ
イマとしても又ウォッチドッグタイマとしても使用する
ことができる効果がある。

又、命令により選択フラグを操作し一旦ノンマス力プル
割込みを選択するとマスカブル割込みの選択をハードウ
ェア的に禁止することにより、より確実に暴走検出を行
なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第３図は
従来のシングルチップマイコンを示すブロック図、第４
図は従来のシングルチップマイコンのタイマユニットと
割込みコントローラを示すブロック図である。１・・・ＣＰＵ、２・・・メモリ、３・・・割込みコン
トローラ、４・・・タイマユニット、５・・・クロック
生成回路、６・・・内部バス、７，８，９．・・・外部
端子、１０・・・割込み要求端子、１１・・・クロック
信号、１２・・・割込み処理要求信号、１３・・・割込
み受付は信号、１５・・・外部割込み信号、２０−１．
２０−２・・・割込み制御ブロック、２１・・・割込み
要求制御回路、２２・・・タイマ／カウンタ、２３・・
・動作許可フラグ、２４−１．２４−２・・・割込み信
号、２５・・・割込み信号、２６．２７・・・クリア信
号、３０・・・割込み許可フラグ、３１・・・マスカブ
ル割込み要求フラグ、３２・・・ＡＮＤゲート、３３・
・・ノンマスカブル割込み要求フラグ、３４・・・割込
み選択フラグ、３５．３６・・・ＡＮＤゲート、３７・
・・インバータゲート、４１．４２・・・割込み要求信
号、５０゜５２・・・タイマユニット、５１・・・割込
みコントローラ、５５．５８・・・ＡＮＤゲート、５６
・・・インバータゲート、５７−・・外部端子、６０・
・・シングルチップマイクロコンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】１、中央処理装置と、前記中央処理装置からクリア信号
が一定期間内に供給されない時にオーバーフロウ信号を
発生させるタイマカウンタと、割込み選択フラグと、前
記オーバーフロウ信号が発生した時に前記割込み選択フ
ラグの状態に応じて前記中央処理装置に対してマスカブ
ル割込み処理を要求するかノンマスカブル割込み処理を
要求するかを制御する制御手段とを有することを特徴と
するシングルチップマイクロコンピュータ。２、前記割込み選択フラグの設定を外部端子の入力レベ
ルにより決定することを特徴とする請求項１記載のシン
グルチップマイクロコンピュータ。