JPH05233844A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH05233844A
JPH05233844A JP4032116A JP3211692A JPH05233844A JP H05233844 A JPH05233844 A JP H05233844A JP 4032116 A JP4032116 A JP 4032116A JP 3211692 A JP3211692 A JP 3211692A JP H05233844 A JPH05233844 A JP H05233844A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
data
cpu
logic circuit
bus
Prior art date
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Application number
JP4032116A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Yaegawa
和宏 八重川
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】チップ完成後においても、または電子機器内へ
の組み込み後においても、チップ内のユーザロジック回
路を変更可能とした1チップマイクロコンピュータを提
供する。 【構成】1チップマイクロコンピュータ17内にFPG
A(プログラマブル論理回路)6とFPGA6に対する
回路データを記憶するPROM7を設ける。 【作用】外部からPROM7に対し回路データを書き込
み、またはCPU1が外部から回路データを読み取って
PROM7に回路データを書き込み、さらにPROM7
内のデータをFPGA6に書き込むことによって、FP
GA6に任意のユーザロジック回路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は単一の半導体集積回路
上に構成したマイクロコンピュータに関する。
【0002】
【従来の技術】家電製品や情報機器の制御に用いられる
1チップマイクロコンピュータは、半導体装置メーカー
によって予め設計された機能を有するいわゆるスタンダ
ードタイプのものが一般に用いられている。このような
スタンダードタイプのマイクロコンピュータは、各種電
子機器に要求される一般的な機能を考慮して、そのアー
キテクチャーが設計されている。電子機器メーカーでは
このような1チップマイクロコンピュータを用いて、要
求される機能を実現するために、1チップマイクロコン
ピュータ内のROMに書き込むべきプログラムを開発し
ている。しかしこのような半導体装置メーカー側で開発
した1チップマイクロコンピュータだけでは、電子機器
において要求される機能が実現出来ない場合には、カス
タム仕様のマイクロコンピュータを半導体装置メーカー
に発注していた。たとえばCPU、メモリ(ROM/R
AM)および周辺インタフェース(I/O)以外にタイ
マ、液晶駆動回路、A/Dコンバータ、蛍光表示管駆動
回路、シリアルインタフェース、インバータ制御回路或
いはメロディ発生回路等の付加回路を設け、オリジナル
な機能を付加している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
カスタムメイドのマイクロコンピュータを開発するため
には、多大な開発費用と長期にわたる開発期間が必要と
なり、近年の商品化傾向である多品種少量生産の要求に
そぐわなくなってきている。
【0004】そこで、半導体装置メーカーは、カスタム
メイドのマイクロコンピュータを短期間で開発し、安価
にユーザに提供するために、CPUコア方式と呼ばれる
手法を取り入れ、既存のCPUとメモリ(ROM/RA
M)およびタイマ、シリアルインタフェース等の周辺ブ
ロックにユーザロジックと呼ばれる回路をゲートアレイ
化する方法、またはスタンダードセル方式で1チップに
組み込む方法を採っている。また、従来ランダムロジッ
クしか対応できなかったGA(ゲートアレイ)にROM
やRAMのみならずCPUも内蔵できるようにしたマイ
クロセル方式のものも開発している。
【0005】このように、カスタムメイドのマイクロコ
ンピュータを短期間で開発するために、様々な試みがな
されているが、いずれの方式にあっても、チップが完成
した後には回路を変更することはできない。そのため、
たとえば開発途中段階においてユーザロジックに誤りを
発見したり、使用の変更等で回路(ユーザロジック)を
変更する必要が生じた場合には、新たにチップを製造し
直さなければならず、開発の遅延と費用の増大は避けら
れない。
【0006】この発明の目的は、チップの完成後にも、
内部のユーザロジック回路を変更できるようにして、前
述の問題を解消したマイクロコンピュータを提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係るマイクロ
コンピュータは、CPUと、そのCPUの実行すべきプ
ログラムおよびデータを記憶するメモリと、外部に接続
される周辺回路に対する周辺インタフェース並びに回路
データの書き込みによって論理回路を構成するプログラ
マブル論理回路をそれぞれバスを介して接続し、単一の
半導体集積回路上に構成するとともに、前記プログラマ
ブル論理回路に対し回路データの書き込み信号を与える
バスを外部に出力したことを特徴とする。
【0008】請求項2に係るマイクロコンピュータは、
CPUと、外部に接続される周辺回路に対する周辺イン
タフェースと、回路データの書き込みによって論理回路
を構成するプログラマブル論理回路と、不揮発性メモリ
と、CPUの実行によって前記不揮発性メモリ内のデー
タを前記プログラマブル論理回路に書き込むプログラム
を予め書き込んだメモリとをそれぞれバスを介して接続
し、単一の半導体集積回路上に構成するとともに、前記
不揮発性メモリに対し回路データの書き込み信号を与え
るバスを外部に出力したことを特徴とする。
【0009】請求項3に係るマイクロコンピュータは、
CPUと、外部に接続される周辺回路に対する周辺イン
タフェースと、回路データの書き込みによって論理回路
を構成するプログラマブル論理回路と、不揮発性メモリ
と、CPUの実行によって、外部から回路データを読み
取るとともに、前記不揮発性メモリ内へ前記回路データ
を書き込むプログラム、およびCPUの実行によって前
記不揮発性メモリ内のデータを前記プログラマブル論理
回路に書き込むプログラムを予め書き込んだメモリとを
それぞれバスを介して接続し、単一の半導体集積回路上
に構成するとともに、前記CPUが外部から回路データ
を読み取る信号入力部を設けたことを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1に係るマイクロコンピュータでは、C
PUと、そのCPUの実行すべきプログラムおよびデー
タを記憶するメモリ、外部に接続される周辺回路に対す
る周辺インタフェース並びに回路データの書き込みによ
って論理回路を構成するプログラマブル論理回路がそれ
ぞれバスを介して接続され、単一の半導体集積回路上に
構成されている。そして、半導体集積回路の外部に対し
て前記プログラマブル論理回路に対する回路データの書
き込み信号を与えるバスを出力している。
【0011】したがって、外部からバスを介してプログ
ラマブル論理回路に対し回路データを書き込むことによ
って、そのプログラマブル論理回路は目的とするユーザ
ロジック回路として作用する。したがって、チップの完
成後においてもユーザロジック回路を任意に変更するこ
とが可能となり、また電子機器に対し組み込んだ後にも
プログラマブル論理回路に対し回路データを書き込み可
能なように構成しておくことによって、必要な時点でユ
ーザロジック回路を変更することが可能となる。
【0012】請求項2に係るマイクロコンピュータは、
CPU、周辺インタフェース、プログラマブル論理回
路、不揮発性メモリおよびプログラムを予め書き込んだ
メモリがそれぞれバスを介して接続され、単一の半導体
集積回路上に構成されている。
【0013】前記メモリには、CPUの実行によって不
揮発性メモリ内のデータをプログラマブル論理回路に書
き込むプログラムが予め書き込まれていて、外部から不
揮発性メモリに対し回路データを書き込むことによっ
て、CPUはその不揮発性メモリに書き込まれた回路デ
ータを読み出し、プログラマブル論理回路に書き込む。
このことによって、プログラマブル論理回路はユーザロ
ジック回路として作用する。このように回路データを一
旦不揮発性メモリに書き込むようにしたため、プログラ
マブル論理回路がSRAMセル方式のFPGA(Fie
ld Programmable Logic Arr
ay)であっても、PROM等の不揮発性メモリに対
し、PROMライタを用いて書き込むことができる。
【0014】請求項3に係るマイクロコンピュータで
は、CPU、周辺インタフェース、プログラマブル論理
回路、不揮発性メモリおよびプログラムを記憶するメモ
リとがそれぞれバスを介して接続され、単一の半導体集
積回路上に構成されていて、前記メモリには、外部から
回路データを読み取るとともに、不揮発性メモリ内へ回
路データを書き込むプログラムおよび不揮発性メモリ内
のデータをプログラマブル論理回路に書き込むプログラ
ムが予め書き込まれている。したがって、CPUは外部
から回路データを読み取って、これを不揮発性メモリ内
へ一旦書き込み、その不揮発性メモリ内のデータをプロ
グラマブル論理回路に書き込むことによって、プログラ
マブル論理回路はユーザロジック回路として作用する。
この場合PROMライタ等を用いなくとも、たとえばシ
リアルI/O等の信号入力部を介してCPUが回路デー
タを読み取るように構成しておくだけで、電子機器に対
し組み込んだ後にもユーザロジック回路の変更が可能と
なる。
【0015】
【実施例】この発明の実施例であるマイクロコンピュー
タの構成をブロック図として図1に示す。図1において
ROM2にはPROM7内のデータをFPGA6へ書き
込むためのプログラムや必要に応じて外部から回路デー
タを読み取ってPROM7に書き込むためのプログラム
など、CPU1が実行すべきプログラムを予め書き込ん
でいる。CPU1はROM2に予め書き込まれているプ
ログラムを実行して、外部から回路データをPROM7
へ書き込む処理やPROM7内の回路データをFPGA
6へ書き込む処理を行い、その後はROM2に書き込ま
れているその他のプログラムの処理によって電子機器の
各種制御を行う。RAM3はCPU1のプログラムの実
行に際して、各種ワーキングエリアとして用いる。SI
O4はI/O端子を介してシリアルデータの入出力を行
う。タイマ回路5はタイマ割り込みやウオッチドッグタ
イマなどのタイマ処理を行う。FPGA6はプログラマ
ブル論理回路であり、ANDゲートアレイとORゲート
アレイを組み合わせたもの、またはプログラム可能な論
理モジュールと配線領域から構成している。PROM7
はFPGA6の回路データを蓄えておく書換え可能な不
揮発性メモリであり、たとえばEEPROMからなる。
また、同図において8はPROM7のデータをFPGA
6の回路情報に変換して書き込み制御を行う書き込み制
御回路である。さらに9はスイッチマトリックスであ
り、PROM7のデータによって、バスおよびCPUの
制御線とFPGA6のI/O端子との接続を可能にす
る。23はアドレスバスのバスバッファ、23はデータ
バスのバスバッファであり、T端子からの制御信号によ
って、アドレスバス20およびデータバス21をAD端
子およびDB端子へ出力する。上記CPU1、ROM
2、RAM3、SIO4、タイマ回路5、FPGA6お
よびPROM7はそれぞれアドレスバス20およびデー
タバス21を介して接続し、これによって1チップマイ
クロコンピュータ17を構成している。
【0016】図1に示したFPGA6に対する回路情報
をPROM7に書き込む方法としては次の二通りがあ
る。
【0017】図1に示すT端子を制御することによ
り、アドレスバス20およびデータバス21をそれぞれ
AD端子,DB端子から外部へ出力し、汎用のPROM
ライタにより回路データを直接PROM7へ書き込む。
【0018】I/O端子からSIO4を介して、CP
Uの制御により回路データを取り込み、CPU1が回路
データをPROM7に書き込む。
【0019】の方法は、予めFPGA6に構成すべき
ユーザロジック回路を設計し、その回路データをPRO
M7に書き込むことによってオリジナルの1チップマイ
クロコンピュータを作成し、これを電子機器に組み込む
場合に有効である。の方法は、マイクロコンピュータ
を電子機器内に組み込んだ後であっても、マイクロコン
ピュータとの間で通信を行うことによって、回路データ
を書き換えることが可能となる。
【0020】次に、前記の方法によって回路を変更す
るようにしたメモリカードの例を図2に示す。図2にお
いて11,12,13,14・・・15,16はそれぞ
れメモリであり、各メモリにはアドレスバス24とデー
タバス25を結線している。
【0021】コントロール回路18はアドレスバス24
とデータバス25を外部のコネクタ19と接続する制御
を行う。コントロール回路18に制御線26を介して、
図1に示したマイクロコンピュータ17を接続してい
る。これらを基板10の上に構成することによって、メ
モリカード10を構成している。ホストコンピュータは
コネクタ19およびコントロール回路18を介してマイ
クロコンピュータ17との間で通信を行う。具体的に
は、このメモリカード10が真正なメモリカードである
ことを確かめるために、通信により暗号化回路情報を送
り込み、マイクロコンピュータ17内のFPGA(6)
にその暗号化回路を構成させる。ホストコンピュータは
次にマイクロコンピュータ17に暗号データを送信し、
マイクロコンピュータ17からの応答を待つ。マイクロ
コンピュータ17はFPGAによって構成された暗号化
回路を作動させ、ホストコンピュータから受信した暗号
データをさらに暗号化しホストコンピュータへ返送す
る。これらのやり取りによって、ホストコンピュータが
このメモリカードを真正あると認めれば、コントロール
回路18によって内部アドレスバス24および内部デー
タバス25をコネクタ19に接続して、ホストコンピュ
ータとの間で通常のアクセスを開始することが可能とな
る。なお、前記暗号化回路のロジックを通信を行う毎に
変更すればメモリカードのセキュリテイ性が極めて高く
なる。そのため、第三者による贋のメモリカードの生産
およびデータの改ざんは実質上ほとんど不可能となる。
【0022】
【発明の効果】この発明によれば、チップ完成後、また
は電子機器に対する組み込み後においても、1チップマ
イクロコンピュータ内のユーザロジック回路を変更する
ことができ、カスタムメイドのマイクロコンピュータの
開発期間を大幅に短縮することができる。また、電子機
器内に組み込んだ後に回路の変更を行うことによって、
随時必要な回路によってデータ処理を行うシステムも容
易に構成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例である1チップマイクロコン
ピュータの構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す1チップマイクロコンピュータを用
いたメモリカードの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
8−書き込み制御回路 9−スイッチマトリックス 10−メモリカード 17−1チップマイクロコンピュータ 20−アドレスバス 21−データバス 22,23−バスバッファ 24−アドレスバス 25−データバス 26−制御線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CPUと、そのCPUの実行すべきプログ
    ラムおよびデータを記憶するメモリと、外部に接続され
    る周辺回路に対する周辺インタフェース並びに回路デー
    タの書き込みによって論理回路を構成するプログラマブ
    ル論理回路をそれぞれバスを介して接続し、単一の半導
    体集積回路上に構成するとともに、前記プログラマブル
    論理回路に対し回路データの書き込み信号を与えるバス
    を外部に出力したことを特徴とするマイクロコンピュー
    タ。
  2. 【請求項2】CPUと、外部に接続される周辺回路に対
    する周辺インタフェースと、回路データの書き込みによ
    って論理回路を構成するプログラマブル論理回路と、不
    揮発性メモリと、CPUの実行によって前記不揮発性メ
    モリ内のデータを前記プログラマブル論理回路に書き込
    むプログラムを予め書き込んだメモリとをそれぞれバス
    を介して接続し、単一の半導体集積回路上に構成すると
    ともに、前記不揮発性メモリに対し回路データの書き込
    み信号を与えるバスを外部に出力したことを特徴とする
    マイクロコンピュータ。
  3. 【請求項3】CPUと、外部に接続される周辺回路に対
    する周辺インタフェースと、回路データの書き込みによ
    って論理回路を構成するプログラマブル論理回路と、不
    揮発性メモリと、CPUの実行によって、外部から回路
    データを読み取るとともに、前記不揮発性メモリ内へ前
    記回路データを書き込むプログラム、およびCPUの実
    行によって前記不揮発性メモリ内のデータを前記プログ
    ラマブル論理回路に書き込むプログラムを予め書き込ん
    だメモリとをそれぞれバスを介して接続し、単一の半導
    体集積回路上に構成するとともに、前記CPUが外部か
    ら回路データを読み取る信号入力部を設けたことを特徴
    とするマイクロコンピュータ。
JP4032116A 1992-02-19 1992-02-19 マイクロコンピュータ Pending JPH05233844A (ja)

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Cited By (6)

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