JPH0431981A

JPH0431981A - ワンチップマイクロコンピュータ

Info

Publication number: JPH0431981A
Application number: JP2137953A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Suenaga; 末永　良明; Shigemi Chimura; 千村　茂美; Hiroaki Masumoto; 桝本　浩明
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1992-02-04
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH087742B2

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］この発明は、ワンチップマイクロコンピュータ（以下ワ
ンチップマイコン）に関し、詳しくは、製品化されたワ
ンチップマイコンに対して後から入出力端子についてオ
プション変更が可能なワンチップマイコンに関する。

［従来の技術］ワンチップマイコンは、カメラや家庭用電気器具、その
他の電子機器に制御回路として多く使用され、４ビツト
や８ビツト制御のものが多数作られている。

この種のワンチップマイコンは、汎用のマイクロプロセ
ッサと異なり、１チツプの内部にＲＡＭやＲＯＭ等が固
定の容量でバス接続された形であらかじめ内蔵され、外
部に対しての信号の授受は、同様にバス接続されたＩ１
０バッファで行い、これら回路をセントラルプロセッサ
（あるいはコントローラ、以下これらを含めてＣＰＵと
いう）が制御して、Ｉ１０バッファを介して外部回路と
データの授受を行うように設計されている。

また、ＲＯＭを有するワンチップマイコンでは、ＲＯＭ
に回路それぞれの用途に応じたアプリケーションプログ
ラムを後から書込むことができ、ＬＳＩとして製造され
た後にそれぞれ用途に応じてアプリケーションプログラ
ムがロードされ、用途対応のワンチップマイコンとして
利用される。さらに、後者のものでは、マスクオプショ
ンにより、例えば１つの端子でＣＭＯ８出力かもしくは
オープンドレイン出力というように、種々のオプション
機能をオプション用の入出力端子等に設定できるように
なっている。

［解決しようとする課題］ＲＯＭにアプリケーションプログラムが後から書込める
タイプのワンチップマイコンは、後からアプリケーショ
ンプログラムの変更が可能であるので、ワンチップマイ
コンの開発や種々の用途向けに利用できる。しかし、こ
の場合、入出力端子に付加されたオプション機能につい
ては、それがマスクオプションである関係から後から変
更できない。

そこで、入出力端子のオプション機能の変更は、従来、
外部回路の修正で対応したり、外部に付加回路を設ける
ことで行われている。その結果、この種のワンチップマ
イコンをシステム開発に利用する場合には、特に、その
ことでシステム開発の効率が低下する欠点がある。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、後から入出力端子についてオプション機能
の変更ができるワンチップマイコンを提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］このような目的を達成するためのこの発明のワンチップ
マイコンの構成は、リセット期間が短い第１イニシャル
リセット信号とこれよりリセット期間が長い第２のイニ
シャルリセット信号とを発生するイニシャルリセット回
路と、不揮発性メモリのアドレスをアクセスするアクセ
ス回路と、特定のデータがセットされる記憶回路を有し
、この記憶回路に記憶されたデータに応じて動作するＩ
１０バッファとを備えていて、記憶回路に転送するデー
タが不揮発性メモリに外部から記憶され、第１のイニシ
ャルリセット信号から第２にイニシャルリセット信号ま
での間にアクセス回路を動作させて不揮発性メモリに記
憶されたデータを記憶回路に転送して記憶するものであ
る。

［作用コこのように、イニシャルリセット回路に期間の相違する
第１及び第２のイニシャルリセット信号を発生させ、第
１のリセット信号と第２のリセット信号との間に不揮発
性メモリのアクセス回路を動作させて不揮発性メモリに
記憶したデータをＩｌｏに転送するようにしているので
、不揮発性メモリのデータをあらかじめ外部から書込み
、変更しておけば、Ｉｌｏに記憶されるデータを容易に
変更することができる。

その結果、Ｉｌｏにオプションがあるときには、後から
自由にそのＩｌｏに対してオプションに応じた設定がで
きる。

［実施例コ以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明のワンチップマイコンの一実施例の
ブロック図であり、第２図は、オプション用ＥＥＰＲＯ
ＭとＩ１０バッファとの関係を示す説明図、第３図は、
オプシロン用入出力端子のＩｌｏの内部構成の説明図で
ある。

第１図において、１０は、ワンチップマイコンであって
、タイミング発生回路を含むＣＰＵＩと、アプリケーシ
ョンプログラム記憶用のＥＥＦＲＯＭ２、入出力端子に
対してオプション機能付加についてのデータ記憶用のＥ
ＥＰＲＯＭ３、ＥＥＰＲＯＭ２及びＥＥＰＲＯＭ３をア
クセスするためのアドレスカウンタ４ａ１ＥＥＰＲＯＭ
２及びＥＥＰＲＯＭ３に対する書込みデータを一時的に
記憶するレジスタ４ｂ、Ｉ１０バッファ（Ｉｌｏ）５ａ
、５ｂ、１１８＠、５ｎ１　Ｉ１０バッフｙ（Ｉｌｏ）
８ａ、８ｂ、ｅ　ｅ　ｅ６ｍ１オプシビン設定用入出力
端子に接続されたＩ１０バッファ（Ｉｌｏ）７ａ＋　　
７ｂ、＠＠＠７Ｊ、そしてモード設定用端子８とを有し
ている。そして、これらの各回路は、バス９を介して相
互に接続されている。また、オプション機能付加用のＥ
ＥＰＲＯＭ３は、前記バス９とは別にオプション設定用
入出力端子に接続されたＩ１０バッファ７　ａ　−７ｂ
　ｖ　　・・・７λとデータ線４０及びアドレスバス４
ｄ（このアドレスバスはバス９のアドレスバスであって
もよい）により相互に接続されている。

１１は、クロック発生回路であって、ＣＰＵ２をはじめ
ワンチップマイコン１０の各回路にクロックを供給する
とともに、アドレスカウンタ＋デコーダ４ａ（以下アド
レスカウンタ４ａとして説明）にクロック（信号１１ａ
として示す）を供給する。これによりアドレスカウンタ
４ａは、ワンチップマイコン１０に電源が投入され、リ
セットが解除されてから動作を始める。１２は、イニシ
ャルリセット回路であって、通常のイニシャルリセット
回路のほかに内部にカウンタを有していて、電源が“Ｏ
Ｎ”されたときに２種類の異なるリセット期間を持つリ
セット信号を発生する。第１のリセット信号１２ａは、
アドレスカウンタ４ａをリセット解除をする信号であり
、電源電圧が回路動作可能な電圧になる期間の間、ＬＯ
Ｗレベル（以下“Ｌ”）“Ｌ”となり、リセット状態を
保つ。

これは、例えば、クロック発生回路１１のクロックを電
源“ＯＮ”からほぼ１０２４個程度カラントする間、′
Ｌ”であり、その後ＨＩＧＨレベル（以下“Ｈ”）とな
る。この信号は、通常のＣ９Ｒを用いたリセット回路や
カウンタにより構成することができる。第２のリセット
信号１２ｂは、電源“ＯＮ”から“Ｌ”となっていて、
第１のリセット信号１２ａが“Ｈ”となってからさらに
クロックを、例えば、１０２４個カウントした後に“Ｌ
”から“Ｈ”となる信号であり、ＣＰＵ２等の内部回路
をリセット解除をする。この信号は、例えば、カウンタ
を用いたリセット回路により構成することができる。こ
のようなイニシャルリセット回路１２によりこれら２つ
のリセット信号を発生させることによりアドレスカウン
タ４ａは、ワンチップマイコン１０における他の回路よ
りも先にリセットが解除されて動作し、０から１０２３
までのアドレスを発生する。なお、この期間にあるとき
には、電源電圧は、ＥＥＰＲＯＭやＩ１０バッファが動
作する電源電圧になっている。このとき、アドレスカウ
ンタ４ａは、第１のリセット信号１２ａが“Ｈ”となっ
てから第２のリセット信号１２ｂが“Ｈ”となるまでの
間、クロック１１ａにより順次インクリメントされ、各
アドレス値に対応するＥＥＰＲＯＭ３の各アドレスから
データを読出してオプション入出力用のＩ１０バッファ
７ａ、　７ｂ＋　壷争・７λに対してデータ線４ｃを介
して順次データを転送する。

１３は、モード設定用端子８に接続されたモード検出回
路であって、モード設定用端子８に加えられる電圧を検
出してワンチップマイコン１０を各種のモード状態に設
定する。ここで、設定できるモードとしては、例えば、
ＯＶ〜２Ｖの電圧がこの端子に加えられたときには、通
常の動作モードとなり、２Ｖを越え、３Ｖまでの電圧が
この端子に加えられたときには、バスモニタモードとな
る。また、３Ｖを越え、５ｖまでの電圧がこの端子に加
えられたときには、外部のデータを受けてＣＰＵをコン
トロールできるテストモードとなり、５Ｖを越え、７Ｖ
までの電圧がこの端子に加えられたときには、ＥＥＰＲ
ＯＭ２．３へデータを書込む、ＥＥＰＲＯＭ書込みモー
ドとなる。

そして、工１０バッフｙ　５　ａ、５　ｂ＋　　”　”
　”＋５ｎは、前記のテストモードやＥＥＰＲＯＭ書込
みモード時にタイミングをモニタするための出力用にな
るＩ１０バッファであって、Ｉ１０バッファ８　ａ　、
８　ｂ　＋　　・・・　６ｎは、テストモードやＥＥＰ
ＲＯＭ書込みモード時にＥＥＰＲＯＭ２゜ＥＥＰＲＯＭ
３にプログラムデータや各種のデータを書込むときのデ
ータ入力端子となるＩ１０パンファである。なお、Ｉ１
０バッファ７ａ、７ｂ。

・・・、７ヌを含め、各Ｉ１０バッファにはラッチ回路
等のデータを記憶する回路が含まれている。

バス９は、データバスとアドレスバスとコントロールバ
スとで構成されていて、ＣＰＵＩには、ＲＯＭやＲＡＭ
が内蔵されている。また、２０は、各Ｉ１０バッファが
接続されている入出力端子である。

第２図は、モード検出回路１３とＩ１０バッファ８　ａ
　ｔ　８　ｂ　−・・・、６ｎとの関係を示すものであ
る。これらの各Ｉ１０バッファは同様な構成であって、
これらを代表するものとしてＩ１０バッファ６を示す。

Ｉ１０バッファ６は、入力バッファ回路６１と、出力バ
ッファ回路６２、ラッチ回路６３，６４．２人力のゲー
ト回路６５等を有していて、入力バッファ回路６１と出
力バッファ回路６２、そしてゲート回路６５の一方の入
力がそれぞれ入出力端子２０に接続されている。

ここで、モード検出回路１３がＥＥＰＲＯＭ書込みモー
ドを検出したときにはその出力端子１３ａに“Ｈ”の信
号を発生する。この出力は、ゲート回路６５の他方の入
力に入力されるとともに、入力バッファ回路６１．出力
バッファ回路６２のディセーブル信号として供給されて
入力バッファ回路６１．出力バッファ回路６２の動作を
停止させる。このとき、ゲート回路６５は開き、入出力
端子２０の信号を通過させ、それをＥＥＰＲＯＭの書込
みデータを記憶するレジスタ４ｂの入出力端子２０の桁
位置に対応する桁位置に供給する。

また、モード検出用回路１３の人力に３ｖ〜５Ｖの入力
電圧が加えられＣＰＵを外からコントロールしてコント
ロール回路１４の内部に設けられた状態レジスタのフラ
グのうちＥＥＰＲＯＭ書込みフラグを“ｌ”セットする
。このフラグが“１”にされると、Ｉ１０バ・ソファ６
ａ、６ｂ、　　・拳書。

６ｎを介して前記のアドレスカウンタ４ａの値を外部か
ら設定して次にＩ１０バッファ６ａ、６ｂ。

＠＠＠ｔｅｎを介してＥＥＰＲＯＭ２又は３のアドレス
カウンタ４ａが示すアドレスに位置のデータを書込むこ
とができる。

また、コントロール回路１４はＥＥＰＲＯＭ２゜ＥＥＰ
ＲＯＭ３のどちらか一方を選択するための状態レジスタ
を持っている。

そこで、ＥＥＰＲＯＭ２．３にプログラムやデータをロ
ードするときには、モード設定用端子８に５Ｖを越えて
７Ｖまでの電圧を印加し、その後に外部からＥＥＰＲＯ
Ｍ２．ＥＥＰＲＯＭ３の所定のアドレスへデータを書込
。なお、データ書込みタイミングは、バス９をモニタす
ることでクロックの発生に合わせて行われる。

ここでは、ＥＥＰＲＯＭ２とＥＥＰＲＯＭ３は、まった
く別のアドレス空間に配置されるものとする。このため
ＥＥＰＲＯＭ２とＥＥＰＲＯＭ３の選択は、例えばモー
ド検出用回路１３に３〜５■を加えて外からＣＰＵをコ
ントロールするモードにし、フントロール回路１４内部
に設けられた状態レジスタにＥＥＰＲＯＭ２．ＥＥＰＲ
ＯＭ３のどちらを選択するかを設定する。ＥＥＰＲＯＭ
２のアドレス設定はＣＰＵＩから行う。また、ＥＥＰＲ
ＯＭ３は、ここでは１アドレスに１ビツトのデータを記
憶するものとする。

第３図は、アドレスカウンタ４ａの出力をアドレスバス
４ｄを介して受け、データをＥＥＰＲＯＭ３からデータ
線４ｃを介して受けるオプション入出力用のＩ１０バッ
ファ７ａｓ　７ｂｔ　　・・・７λを示している。第２
図と同様に各１１０バツフアを代表して示したのがＩ１
０バッファ７である。

Ｉ１０バッファ７は、入力バッファであって、データ線
４Ｃに接続されたラッチ回路７１と、アドレスバス４ｄ
に接続されたアドレスデコーダ７２、入力回路７３、プ
ルアップ用のトランジスタ７４等とで構成されている。

なお、出力バッファの場合には、入力回路７３が出力回
路となる。

この場合にラッチ回路７１にデータ“１”あるいは“０
”をセットすることで、′１”のときにはトランジスタ
７４が“ＯＦＦ”して入力回路７３がプルアップ抵抗な
しの入力回路となり、“０”のときにはトランジスタ７
４が“ＯＮ”してプルアップ抵抗ありの回路となる。こ
れは、−例であって、このほか、出力回路をオープンド
レイン回路とするか、通常のインバータ回路とするか、
あるいはプルアップ回路とするか、さらには、プルダウ
ン回路とするか等をＩ１０バッファの回路構成により自
由に設定することができる。

次に、ワンチップマイコン１０の全体的な動作について
説明する。

まず、ＥＥＰＲＯＭ３についてのデータ書込み動作から
説明すると、モード設定用端子８に５Ｖを越えて７■の
までの電圧の信号が供給されると、ワンチップマイコン
１０は、ＥＥＰＲＯＭ書込みモードとなる。

このとき、まず、Ｉ１０バッフｙ　６　ａ　＋　　６　
ｂ　ｑ・・・、Ｏｎを介してＥＥＰＲＯＭ２及び３にデ
ータが書込める。ＥＥＰＲＯＭ３のアドレス空間は、′
０”〜“１０２３”までであるので、そこに各Ｉ１０バ
ッファ７ａ、７ｂ、・・・、７Ｊ！のラッチ回路７１に
セットするデータを格納する。

この場合、ＥＥＰＲＯＭ３のそれぞれのアドレスに格納
するデータは、そのアドレス値と各Ｉ１０バッファ７に
おけるアドレスデコーダ７２のデコードアドレスとが一
致するアドレス位置にそのラッチ回路７１がラッチすべ
きデータとして“１”又は“０”が記憶される。

このようにしてそれぞれのＥＥＰＲＯＭ２．３にデータ
が記憶されたワンチップマイコン１０にモード検出回路
の入力がＯｖ〜２Ｖで通常動作モードになる様に設定さ
れ、電源が投入されて動作状態にされると、リセット回
路１３が動作する。

そして、まず、クロックがほぼ“１０２３”までカウン
トされたタイミングで第１のリセット信号１２ａが“Ｌ
”から“Ｈ”になり、アドレスカウンタ４ａのリセット
が解除される。このときには電源電圧は、回路が動作可
能な安定状態に入っている。

アドレスカウンタ４ａは、このタイミングで“０”から
クロック発生回路１１からのクロック１１ａに応じてイ
ンクリメントされていき、各インクリメントされたアド
レスにおいてＥＥＰＲＯＭ３のアドレスをアクセスし、
ＥＥＰＲＯＭ３から読出したデータを各Ｉ１０バッファ
７ａ、７ｂ。

φ・・、７，１１に送出する。各Ｉ１０バッファ７では
、そのうち対応するアドレスをデコードするアドレスデ
コーダ７２を持つＩ１０バッファがアドレスバス４ｄか
ら供給されたアドレス信号（アドレスカウンタ４ａの値
）をデコードしてそのラッチ回路７１にＥＥＰＲＯＭ３
からのデータをセットしていく。

このようにして、発生クロックが“１０２４″から“２
０４８”　（＝１０２４＋１０２４）までのタイミング
になると、今度は、第２のリセット信号１２ｂが“Ｌ”
から“Ｈ”となり、ワンチップマイコン１０の内部回路
のリセットが解除され、通常の動作に入る。このときに
は、各１１０バツフｙ７ａ、７ｂ＋　　＠＠＠ｌ　７Ｊ
のラッチ回路７１には、ＥＥＰＲＯＭ３に記憶されたデ
ータに従って“１”あるいは“０”のデータが設定され
ていて、それに接続される入出力端子がオプションに応
じた機能に選択されている。

さて、各Ｉ１０バッフｙ　７　ａ、７　ｂｅ　　”　”
　”　＋７Ｊの内容を変更したいときには、モード設定
用端子８に前記した所定の電圧の信号を加えて、ＥＥＦ
ＲＯＭ書込みモードにしてＥＥＰＲＯＭ３のデータを変
更すれば容易に他の状態に設定できることは理解できよ
う。

このようにすることにより、アプリケーションプログラ
ムの変更と同時に自由に後からＩｌｏについてもオプシ
ョン設定ができ、それに対応する入出力端子をオプショ
ンに応じた機能とすることができる。

以上説明してきたが、実施例では、オプション設定用の
入出力端子に接続されたＩｌｏが複数設けられているが
、これは、１つであってもよい。

また、ＥＥＰＲＯＭとしてアプリケーションプログラム
を格納するＥＥＰＲＯＭを設けているか、このようなＥ
ＥＰＲＯＭが設けられていなくてもよい。さらに、この
発明は、ＥＥＰＲＯＭに限定されるものではなく、この
メモリが外部から書換えできるような不揮発性メモリと
してワンチップマイコンに設けられていればどのような
メモリであってもよい。

また、実施例では、入出力端子に対するオプンヨン付加
用のＥＥＰＲＯＭ３を１ビツト記憶用のメモリとしてい
るが、これは、数ビツト記憶用であってもよく、さらに
、例えば、８ビツトを１アドレスに記憶し、８ビツトパ
ラレルに８個の各Ｉ１０バッファに転送するようにして
もよい。

実施例では、ＥＥＰＲＯＭ３がアドレスカウンタ４ａの
示すアドレス空間のうち“０”〜“１０２３？Ｉに配置
されているが、アドレス空間はデコーダ等の回路で容易
に変換が可能であるので、このＥＥＰＲＯＭ３がどこの
空間に配置されていてもよいことはもちろんである。さ
らに、このアドレス空間の割り当ての数は、Ｉ１０バッ
ファにデータを転送する数に対応するかそれ以上であれ
ばよい。したがって、第１のイニシャルリセット信号と
第２のイニシャルリセット信号との間の期間はそれに応
じて決定されればよい。

［発明の効果コ以上の説明から理解できるように、この発明にあっては
、イニシャルリセット回路に期間の相違する第１及び第
２のイニシャルリセット信号を発生させ、第１のリセッ
ト信号１２ａと第２のリセット信号１２ｂとの間に不揮
発性メモリのアクセス回路を動作させて不揮発性メモリ
に記憶したデータをＩｌｏに転送するようにしているの
で、不揮発性メモリのデータをあらかじめ外部から書込
み、変更しておけば、Ｉｌｏに記憶されるデータを容易
に変更することができる。

その結果、Ｉｌｏにオプションがあるときには、後から
自由にそのオプションに応じた設定ができる。

これによりワンチップマイコンを開発したり、後から用
途に応じて入出力端子機能を変更するような場合には自
由にかつ効率よ＜Ｉ１０端子の内容変更をすることが可
能になり、外部回路の修正や開発や外付けをすることな
しにワンチップマイコンを使用することができる。した
がって、ワンチップマイコンのアプリケーションの開発
期間を短くでき、また、用途変更の自由度を増加させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のワンチップマイコンの一実施例の
ブロック図、第２図は、オプション用ＥＥＰＲＯＭとＩ
１０バッファとの関係を示す説明図、第３図は、オプシ
ョン用入出力端子のＩ１０バッファの内部構成の説明図
である。１・・・Ｃ″ＰＵ、２・・・ブリケーションプログラム
記憶用ＥＥＰＲＯＭ、３・・・オプション機能付加用の
ＥＥＰＲＯＭ１４ａ・・・アドレスカウンタ、４ｂ・・
・書込みデータを記憶するレジスタ、４ｃ・・・データ
線、４ｄ・・・アドレスバス、５ａ、５ｂ、５ｎ＋　　
ｅａｔ　　６ｂ、８ｍ＋　　７ａ＋７ｂ、７．１２・・
・Ｉ１０バッファ、８・・・モード設定Ｊ［子、９・・
・バス、１０・・・ワンチップマイコン、１４・・・コ
ントロール回路（ＥＥＰＲＯＭをコントロールする回路
）。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外部から書換可能な不揮発性メモリを内蔵したワ
ンチップマイクロコンピュータにおいて、リセット期間
が短い第１イニシャルリセット信号とこれよりリセット
期間が長い第２のイニシャルリセット信号とを発生する
イニシャルリセット回路と、前記不揮発性メモリのアド
レスをアクセスするアクセス回路と、特定のデータがセ
ットされる記憶回路を有し、この記憶回路に記憶された
データに応じて動作するＩ／Ｏバッファとを備え、前記
記憶回路に転送するデータが前記不揮発性メモリに外部
から記憶され、第１のイニシャルリセット信号から第２
にイニシャルリセット信号までの間に前記アクセス回路
を動作させて前記不揮発性メモリに記憶されたデータを
前記記憶回路に転送して記憶することを特徴とするワン
チップマイクロコンピュータ。