JPH0373043A - データ処理装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、メモリのアクセス制御技術さらには不揮発
性メモリに書き込まれたデータの機密保護に適用して特
に有効な技術に関するもので、例えば、情報処理のため
のプログラムが格納されるＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　　０ｎ
ｌｙ　　Ｍｅｍｏｒｙ）がＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌ
ｅ　　Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　　ＲＯＭ）により構成
されたシングルチップ・マイクロコンピュータに利用し
て有効な技術に関する。

［従来の技術］ 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る）のようなメモリ内蔵のＬＳ
Ｉにおいて、チップに内蔵されたＥＰＲＯＭのようなメ
モリに書き込まれたデータの機密保護、すなわち、第３
者による不当なデータの取得を防止したい場合がある。

そこで１例えば、インテル社製型番８７５１のようなシ
ングルチップマイコンでは、内蔵されＥＰＲＯＭに書き
込まれているデータを保護するために不揮発性記憶素子
からなるセキュリティビットを有する保護回路を設け、
それに禁止情報を書き込むことによってＥＰＲＯＭに一
旦書き込んだデータが外部から読み出されないようにし
て、ＥＰＲＯＭに書き込まれたデータの機密保護を行な
っている。また、不揮発性記憶素子を保護回路として使
用した発明（例えば特願昭６１−３５１７６号）も提案
されている。

ところで、シングルチップマイコンの中には、例えば［
株］日立製作所製ＨＤ６８０１ＳＯのように、アドレス
空間の拡張性を有するようにされたものがある。このよ
うなバス拡張モードでは、ＣＰＵが外部のメモリもアク
セスできるようにされる。つまり、内部のメモリも外部
のメモリも同一アドレス空間上に置かれる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記バス拡張モードを有するシングルチップマイコンに
あっては、バス拡張モードにおいて内部のメモリのデー
タを読み出して外部のメモリへ格納するという操作を命
令で実行することができる。

従って、内部メモリがＥＰＲＯＭより構成されたシング
ルチップマイコンにおいて、ＥＰＲＯＭ内のデータの機
密を保護すべく、前述したようなセキュリティビットを
有する保護回路をそのまま設けたとしても、シングルチ
ップマイコンをバス拡張モードで動作させると、Ｅ　、
Ｐ　ＲＯＭ内のデータを外部へ読み出すことができてし
まうという不都合がある。

この発明の目的は、ＥＰＲＯＭを内蔵しバス拡張モード
を有するようにされたシングルチップマイコンにおいて
、内蔵されたＥＰＲＯＭ内のデータの機密を有効に保護
するとともに、柔軟性（使い易さ）を向上させることに
ある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［課題を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、ＥＰＲＯＭを内蔵し、かつバス拡張モードを
有するシングルチップマイコンにおいて、不揮発性記憶
素子からなりバス拡張モードを禁止するか否かを設定す
る拡張禁止ビットとＥＰＲＯＭ内のデータを機密にする
か否かを設定するためのプロテクトビットを有する保護
回路を設けるとともに、ＣＰＵモードを設定すると拡張
禁止ビットが選択されるようにして構成して、モード制
御回路に上記拡張禁止ビットの読出し信号を入れて。

ビットに対して書込みがなされているときには、シング
ルチップマイコンのバス拡張モードを禁止させるように
ボートを制御するものである。

［作用コ 上記した手段によれば、プロテクトビットに書込みを行
なっておけばＦＲＯＭライタによる内部ＥＰＲＯＭのデ
ータの読出しを禁止し、拡張禁止ビットに書込みを行な
っておけば、バス拡張モードを使ってＥＰＲＯＭ内のデ
ータを読み出そうとしても、バス拡張モードそのものが
禁止されるようにして、ＥＰＲＯＭ内のデータの機密を
有効に保護し、しかもシングルチップマイコンの柔軟性
（使い易さ）を向上させるという上記目的を達成するこ
とができる。

［実施例］ 第工図には、ＥＰＲＯＭを内蔵しバス拡張モードを有す
るようにされた′シングルチップマイコンに本発明を適
用した場合の一実施例が示されている。

この実施例のシングルチップマイコンは、ＦＡＭＯＳ（
フローティング・ゲート・アバランシェ・インジェクシ
ョンＭＯ８）のような不揮発性記憶素子からなりシステ
ムのプログラム等が格納されりＥＰＲＯＭＩと、このＥ
　Ｐ　ＲＯＭ　ｌ内のプログラムを読み出して実行する
マイクロプロセッサ２、外部端子１１．１２の設定状態
に応じてシステムの動作モードを決定し４対応するモー
ドで動作するように、入出力ボート等シングルチップマ
イコン内の各部に対する制御信号を形威し出方するモー
ド制御回路３および外部拡張可能な人出カポート４等に
より構成され、これらはデータバス５およびアドレスバ
ス６を介して互いに接続されている。　また、特に制限
されないが、上記ＥＰＲＯＭ１内から読み出されたデー
タをデータバス５上に出力したり、データバス５上のデ
ータをＥＰＲＯＭ１に供給したりするためのバススイッ
チ７が設けられている。

この実施例では、バス拡張モードを禁止するか否かを設
定する拡張禁止ビットと、ＥＰＲＯＭ内のデータを機密
にするか否かを設定するためのプロテクトビットを有す
る保護回路８が設けられている。

この保護回路８を構成する各ビットは、ＣＰＵモードで
は拡張禁止ビットが選択され、プログラムモードではＥ
ＰＲＯＭＩをアクセスするとプロテクトビットが選択さ
れるように構成されている。

保護回路８から読み出された信号は、プロテクト信号Ｐ
ｒとして上記モード制御回路３へ供給される・また、プ
ロテクト信号Ｐｒは、モード制御回路３から出力される
プログラムモードを示すモード信号ＭｐとともにＡＮＤ
ゲート９に供給され、このＡＮＤゲート９の出力信号よ
って上記バススイッチ７が制御されるようになっている
。バススイッチ７は、ＡＮＤゲート９の出力がロウレベ
ルのときにオンされ、ハイレベルのときにオフされる。

第２図には、この保護口Ｎ８の具体的構成例が示されて
いる。

同図に示すように、保護回路８はプロテクトビットＰＢ
を構成する記憶素子Ｑｌと、拡張禁止ビットＩＢを構成
する記憶素子Ｑ２と、アドレス信号Ａ、ｄｄとモード制
御回路３から供給されるプログラムモード信号Ｍｐとに
基づいて上記ビットのいずれかを選択するデコーダＤＥ
Ｃと、選択されたビットの状態を読み出すセンスアンプ
ＳＡとがら構成されている。上記記憶素子ＱｌおよびＱ
２は、ＥＰＲＯＭを構成する不揮発性記憶素子と同一の
ＦＡＭＯＳにより構成され、読み出されたビットに“ｌ
”が書き込まれていると、センスアンプＳＡから出力さ
れるプロテクト信号Ｐｒがハイレベルにされる。ただし
、プロテクトビットＰＢおよび拡張禁止ビットＩＢは初
期状態でｉｔ　Ｏｎにされているものとする。

デコーダＤＥＣにはＥ　Ｆ　ＲＯＭ　１に供給されるア
ドレス信号ＡｄｄのうちＥ　Ｐ　ＲＯＭ　１のアドレス
領域を示す上位数ビットが入力されており、プログラム
モードでＥ　Ｐ　ＲＯＭ　１をアクセスするとプロテク
トビットが選択され、ＣＰＵモードでは拡張禁止ビット
が選択される。

なお、図示しないが、シングルチップマイコン内には上
記回路の他にワークエリアとしてのＲＡＭやタイマ、お
よびシリアルコミュニケーション・インタフェース回路
が設けられることもある。

以下、実施例のシングルチップマイコンの動作について
説明する。

外部端子１１．１２により、ＥＰＲＯＭライタによって
シングルチップマイコン内のＥＰＲＯＭ１ヘデータの書
込みを行うプログラムモードが指定されると、モード制
御回路３から出力されるモード制御信号Ｍｐがハイレベ
ルにされる。これによって、Ｅ　Ｐ　ＲＯＭ　１はイネ
ーブル状態にされるとともに、保護回路８ではプロテク
トビットＰＢが選択され読み出しが行なわれる。これと
ともに、ゲート９が開かれ、プロテクトビットの読出し
信号Ｐｒがバススイッチ７へ供給される。しかして、プ
ロテクトビットへの書込み前は信号ＰｒがＩｔ　ＯＩｔ
にされているため、バススイッチ７がオンされ、かつモ
ード制御回路３からの制御信号によって入出力ポート４
が開かれている。そのため、外部から内部のＥＰＲＯＭ
Ｉへ直接アドレスおよびデータを与えて書込みが行える
ようにされる。

ところが、このプログラムモードにおいてアドレスバス
６を介してプロテクトビットＰＢを選択し、−旦“１”
を書き込んでやると、以後プログラムモードではプロテ
クトビットＰＢの読出し信号Ｐｒがハイレベルになって
、バススイッチ７がデータの入出力を禁止する。その結
果、プログラムモードにおけるＥＰＲＯＭ１の読出しが
不能になって内部のデータの機密が保護される。

一方、端子１１．１２よりｃｐｕモード（バス拡張モー
ドまたはシングルチップ動作モード）が指定された場合
、モード制御回路３から出力されるプログラムモード信
号ＭＰはディスエーブル（ロウレベル）にされ、バスス
イッチ７がオンされる。従って、マイクロプロセッサ２
はアドレスバス６及びデータバス５を介してＥ　Ｐ　Ｒ
ＯＭ　１をアクセスすることができる（シングルチップ
モード）。また、バス拡張モードではモード制御回路３
からの制御信号はポート４は外部バスに接続可能にされ
る。

しかして、バス拡張モードが指定された場合であっても
、保護回路８内の拡張禁止ビットＩＢに“１”が書き込
まれていると、プログラムモード信号ＭＰがロウレベル
の場合、保護回路３内のデコーダＤＥＣが拡張禁止ビッ
トＩＢを選択するた信号Ｐｒがハイレベルにされる。そ
のため、モード制御回路３は動作モードをシングルチッ
プモードに固定し、ポート４をバス切断状態とし外部へ
のアドレスやデータの人出力を禁止する。このように上
記実施例のシングルチップマイコンでは、予め保護回路
８内の拡張禁止ビットＩＢにＩｔ　１１ｊを書き込んで
おくことによってバス拡張モードで動作するのを禁止す
ることができる。これによって、不当にバス拡張モード
を利用してＥＰＲＯＭ工内のデータの読み出すのを禁止
し、ＥＰＲＯＭデータの機密を保護することができる。

　また。

上記実施例ではプログラムモードでのＥＰＲＯＭデータ
の読出しを禁止するプロテクトビットＰＢとは別に拡張
禁止ビットＩＢを設け、バス拡張モードによるＥＰＲＯ
Ｍデータの読出しをも禁止できるようにしている。その
ため、いずれか一方のビットにのみ書込みを行なうこと
で、ＰＲＯＭライタによるデータの読出しまたはバス拡
張禁止モードによるＥＰＲＯＭデータの読出しのいずれ
かを選択的に禁止することができ、ＣＰＵが使い易くな
るという効果がある。

すなわち、１つのプロテクトビットでプログラムモード
での読出し禁止とバス拡張モードの禁止を行なえるよう
にすると、ＥＰＲＯＭのデータを保護したい場合、ユー
ザはシングルチップマイコンとしてしか使用することが
できない。しかるに、バス拡張モードでのＥＰＲＯＭデ
ータの読出しは、そのためのプログラムとハードウェア
を必要とするためＰＲＯＭライタによる読出しに比べか
なり面倒であるので、ＰＲＯＭライタによる読出しのみ
禁止できればよいと考えるユーザもあり、そのようなユ
ーザにとってはＣＰＵのバス拡張モードが使えなくなる
のは不便である。しかし、上記実施例のシングルチップ
マイコンはそのようなことがなく、ＰＲＯＭライタによ
る読出しのみ禁止する簡易なデータ保護が可能になると
いう利点がある。

なお、上記実施例では、プロテクトビットＰＢが書込み
状態であればプログラムモードが指定されたとき保護回
路８からの出力信号によってバススイッチ７をオフする
ことで、ＥＰＲＯＭＩ内のデータを保護しているが、プ
ロテクトビットＰＢの読出し信号Ｐｒによってバススイ
ッチ７の状態を制御する代わりに、ＥＰＲＯＭＩにイネ
ーブル端子を設け、プロテクトビットに応じてＥＰＲＯ
Ｍを直接動作状態もしくは非動作状態になるように制御
してもよい。

また、上記実施例では、プロテクトビットＰＢによって
ＥＰＲＯＭ全体のデータの読出しを禁止するようにして
いるが、ＥＦＲＯＭを複数ブロックに分割しかつ各ブロ
ックに対応する複数のプロテクトビットを設け、ブロッ
ク単位で読出しを禁止するかしないか指定できるように
することも可能である。また、動作モードは、外部端子
１１゜１２により設定するようにしているが、端子の代
わりにソフトウェアで設定できるようにしてもよい。

以上説明したように上記実施例は、ＥＰＲＯＭを内蔵し
、かつバス拡張モードを有するシングルチップマイコン
において、不揮発性記憶素子からなリバス拡張モードを
禁止するか否かを設定する拡張禁止ビットとＥＰＲＯＭ
内のデータを機密にするか否かを設定するためのプロテ
クトビットを有する保護回路を設けるとともに、ＥＰＲ
ＯＭに対するアクセスがあったときは保護回路も同時に
アクセスされるように構成して、制御信号を形成するモ
ード制御回路に上記拡張禁止ビットの読出し信号を入れ
て、ビットに対して書込みがなされているときには、シ
ングルチップマイコンのバス拡張モードを禁止させるよ
うにボートを制御するようにしたので、プロテクトビッ
トに書込みを行なっておけばＦＲＯＭライタによる内部
ＥＰＲＯＭのデータの読出しを禁止し、拡張禁止ビット
に書込みを行なっておけば、バス拡張モードを使ってＥ
ＰＲＯＭ内のデータを読み出そうとしても、バス拡張モ
ードそのものが禁止されるようになるという作用により
、ＥＰＲＯＭ内のデータの機密を有効に保護し、しかも
シングルチップマイコンの柔軟性（使い易さ）を向上さ
せることができるという効果がある。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば上記実施例ではプログラムモードでのＥＰＲＯＭ
データの読出しを禁止するプロテクトビットとは別に拡
張禁止ビットを設け、バス拡張モードによるＥＰＲＯＭ
データの読出しをも禁止できるようにしているが、１つ
のプロテクトビットでプログラムモードでの読出しとバ
ス拡張モードの禁止を図ることも可能である。また、上
記ビットはＦＡＭＯ８の変わりにヒユーズ等プログラム
可能な他の素子で構成してもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるＥＰＲＯＭを内蔵し
たシングルチップマイコンに適用した場合について説明
したが、この発明はそれに限定されるものではなく、Ｅ
ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｓｃｔｒｉ、ｃａｌｌｙ　　Ｅｒａｓ
ａｂｌｅ　　Ｐｒ。

ｇｒａｍａｂｌｅ　　ＲＯＭ）等、他の不揮発性記憶素
子からなるメモリを内蔵するデータ処理装置に利用でき
る。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

すなわち、ＥＰＲＯＭを内蔵しバス拡張モードを有する
ようにされたシングルチップマイコンにおいて、バス拡
張モードを使ってＥＰＲＯＭ内のデータを読み出せない
ようにし、これによって、内蔵ＥＰＲＯＭ内のデータの
機密を有効に保護するとともに、シングルチップマイコ
ンの使い易さを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されたシングルチップマイコン
の一実施例を示すブロック図、第２図は、保護回路の一
例を示す構成図である。 １・・・・読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、２・・・
・マイクロプロセッサ、３・・・・モード制御回路、４
・・・・ボート、７・・・・バススイッチ、８・・・・
保護回路、ＰＢ・・・・プロテクトビット、ＩＢ・・・
・拡張禁止ビット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不揮発性記憶素子からなる読出し専用メモリと、設
   定された動作モードに従った制御信号を形成し出力する
   モード制御回路とを内蔵し、かつ外部の記憶装置をアク
   セス可能な拡張モードを有するようにされたデータ処理
   装置において、不揮発性記憶素子を具備し上記読出し専
   用メモリへのアクセスがあると同時に読出しが行なわれ
   る保護回路を設け、この保護回路に上記読出し専用メモ
   リのデータの外部への読出しを禁止する情報が設定され
   た場合、保護回路の出力信号に基づいて上記拡張モード
   が指定されても上記メモリのデータが外部へ出力されな
   いようにポートを制御するようにしたことを特徴とする
   データ処理装置。 ２、上記保護回路は、上記拡張モード禁止情報の設定用
   ビットともに、上記読出し専用メモリの読出し禁止情報
   の設定用ビットを有し、別々に設定可能にされているこ
   とを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。 ３、上記ビットは不揮発性素子で構成されていることを
   特徴とする請求項２記載のデータ処理装置。