JPH0612292A - 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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JPH0612292A
JPH0612292A JP4169607A JP16960792A JPH0612292A JP H0612292 A JPH0612292 A JP H0612292A JP 4169607 A JP4169607 A JP 4169607A JP 16960792 A JP16960792 A JP 16960792A JP H0612292 A JPH0612292 A JP H0612292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
port
cpu
output
microcomputer
latch
Prior art date
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Pending
Application number
JP4169607A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisaharu Oba
久晴 大場
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0612292A publication Critical patent/JPH0612292A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータにおいて、内蔵するI
/Oポートの端子状態をCPUの命令実行によらずに常
時監視することで、CPUに負担をかけることなく、且
つ直ちにI/Oポートの異常を検出する。 【構成】 I/Oポート13は、ポート15のレベルと
このポート15に出力している信号レベルをラッチする
ポートラッチの保持値とを比較して、その比較結果を割
り込み制御回路12に出力する。割り込み制御回路12
は、その比較結果を割り込み信号としてCPU11に出
力する。CPU11は、その割り込み信号を入力して所
定の割り込み処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、I/Oポートの端子状
態を監視する機能を有するマイクロコンピュータに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロコンピュータとしては、
図6のブロック図に示すようなものがある。マイクロコ
ンピュータ60は、中央処理装置(以下、CPUと記
す)11と、I/Oポート63と、このI/Oポート6
3をアクセスするためのアドレス・データバス14とで
構成されている。
【0003】CPU11は、内蔵メモリ又は外部のメモ
リ(ROM等)から命令を読み込み、その命令を実行す
る。アドレス・データバス14は、CPU11,I/O
ポート63等の周辺機能及びメモリの間を接続するもの
であり、参照先アドレス及び書き込み/読み込みデータ
(RD/WRデータ)等がアドレス・データバス14を
経由してやり取りされる。
【0004】図7は、図6に示す従来のマイクロコンピ
ュータにおけるI/Oポート63の構造を示すブロック
図である。このI/Oポート63は、書き込みクロック
信号φPWにより新規データを格納して保持するポートラ
ッチ21、このポートラッチ21の保持値を出力する出
力バッファ23、ポート15、このポート15の値をマ
イクロコンピュータ60の内部に伝える入力バッファ2
4、ポートラッチ21の保持値と入力バッファ24の出
力とのどちらか一方を制御信号に応じて出力するセレク
タ77、書き込みクロック信号φSWに応じて印加されて
いるデータを格納しセレクタ77を制御する制御信号を
出力するセレクタ制御レジスタ78、及びセレクタ77
の出力をアドレス・データバス14に出力する読み出し
バッファ25から構成されている。
【0005】次に、上述の如く構成された従来のマイク
ロコンピュータ60における、ポート15の端子状態を
観測する場合の動作について説明する。なお、I/Oポ
ート63は、本来は入力又は出力を切り替える入出力ポ
ートであるが、本説明では、I/Oポート63が出力ポ
ートに固定された状態であるとする。
【0006】先ず、CPU11は、I/Oポート63の
アドレスを出力し、所定のデータリードアクセスをする
ことでI/Oポート63からデータを読み込む。このと
き、セレクタ77はポートラッチ21の出力を選択して
いるとすると、読み出しバッファ25からはポートラッ
チ21の保持値がアドレス・データバス14に出力され
る。CPU11は、そのポートラッチ21の保持値を読
み込み、第1の所定のメモリ(以下レジスタ1と記す)
に格納する。
【0007】次に、CPU11は、セレクタ制御レジス
タ78に所定のデータを書き込んで、セレクタ77に入
力バッファ24の出力を選択させる。続いて、CPU1
1は、所定のデータリードアクセスをすることでI/O
ポート63からデータを読み込む。このとき、セレクタ
77は入力バッファ24の出力を選択しているので、読
み出しバッファ25からはポート15の値がアドレス・
データバス14に出力される。CPU11は、そのポー
ト15の値を読み込み、第2の所定のメモリ(以下レジ
スタ2と記す)に格納する。
【0008】更に、CPU11は、前記レジスタ1と前
記レジスタ2との内容を比較する。このとき、CPU1
1は、レジスタ1とレジスタ2との内容が一致していれ
ば、I/Oポート63がポートラッチ21の保持値を正
確にポート15へ出力していることになるので、ポート
15が正常な状態であると判定する。しかし、両者の内
容が不一致であれば、ポートラッチ21の保持値とポー
ト15の出力レベルが異なっていることになるので、何
らかの原因でポート15が異常な状態になっていると判
定して、所定の処理ルーチンを実行する等の制御をす
る。
【0009】なお、上述のセレクタ制御レジスタ78の
操作、I/Oポート63からのデータの読み出し、所定
のレジスタへのデータの格納及びレジスタの比較等の動
作は、全て予めプログラムしておいた命令をCPU11
が実行することで行われる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のマイクロコンピュータでは、ポートの端子状態
を観測するためには、全て予めプログラムしておいた命
令をCPUが実行しなければならないので、所定の時間
又は動作毎に上述したポートの端子状態を観測するため
の処理をする必要があり、その処理にかかる時間によっ
てCPUに過大なオーバヘッドをかけてしまうという問
題点がある。
【0011】また、上述した従来のマイクロコンピュー
タでは、ポートの端子状態に実際に異常が発生した時点
と、ポートの端子状態を観測するための処理プログラム
を開始するまでの時間及びその処理プログラムの実行の
結果で異常ありとなるまでに要する時間とを考慮する
と、ポートの異常事態の発生からその異常事態を処理す
るルーチンを実行させるまでに時間差が生じ、ポートの
異常事態発生に対する俊敏なる応答性を実現することが
できないという問題点がある。
【0012】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、マイクロコンピュータにおいて、内蔵する
I/Oポートの端子状態をCPUの命令実行によらずに
常時監視することで、CPUに負担をかけることなく、
且つ直ちにI/Oポートの異常を検出することができる
マイクロコンピュータを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロコ
ンピュータは、中央処理装置と、割り込み制御回路と、
I/Oポートとを有するマイクロコンピュータにおい
て、前記I/Oポートは、外部の装置との接続点となる
ポートと、このポートの電位レベルを入力する入力バッ
ファと、前記ポートに出力する信号を保持するポートラ
ッチと、このポートラッチの出力と前記入力バッファの
出力とを比較する比較手段と、この比較手段の結果を前
記割り込み制御回路に出力する比較結果通知手段とを有
し、前記割り込み制御回路は、前記比較結果通知手段の
出力を入力して割り込み信号を前記中央処理装置に出力
する手段を有することを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明に係るマイクロコンピュータにおいて
は、I/Oポートが、比較手段によってポートラッチの
保持値とポートの電位レベルを入力する入力バッファの
出力とを常時直接比較することでポートが正常な状態で
あるか否かを監視する。ポートが異常状態となったとき
は、直ちに比較結果通知手段によってその異常状態を割
り込み制御回路に通知し、割り込み制御回路は、CPU
に割り込み信号を出力して所定の割り込み処理ルーチン
を実行させる。これらにより、本発明に係るマイクロコ
ンピュータは、上述のI/Oポートのポート状態の監視
にかかる一連の動作をCPUに負担をかけることなく全
てハードウェア的に実現することができ、上記動作を常
時行うことができるので、I/Oポートの異常事態の発
生をその事態の発生後直ちにCPUに知らせることがで
きる。また、本発明に係るマイクロコンピュータは、I
/Oポートの異常事態を一旦検出した場合に、直ちにポ
ートラッチの書き込みを禁止することで、CPUの命令
によるポートラッチへのデータ書き込み動作とI/Oポ
ートの異常事態の発生とが競合したときでもその異常事
態の検出結果の消失を防止することができる。
【0015】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0016】図1は、本発明の第1の実施例に係るマイ
クロコンピュータを示すブロック図である。なお、図1
において、図6に示す従来のマイクロコンピュータと同
一の構成部には、同一符号を付してその詳しい説明を省
略する。図1に示すように、マイクロコンピュータ10
は、CPU11と、割り込み制御回路12と、I/Oポ
ート13と、アドレス・データバス14と、ポート15
とで構成されている。
【0017】CPU11は、内蔵するメモリ又は外部の
メモリ(ROM等)から命令を読み込み、その命令を実
行する。アドレス・データバス14は、CPU11,I
/Oポート13等の周辺機能、割り込み制御回路12及
びメモリの間を接続するものであり、参照先アドレス及
びRD/WRデータ等がアドレス・データバス14を経
由してやり取りされる。
【0018】図2は、図1に示すマイクロコンピュータ
におけるI/Oポート13の構造を示すブロック図であ
る。図2に示すI/Oポート13は、書き込みクロック
信号φPWにより新規データを格納して保持するポートラ
ッチ21、このポートラッチ21の保持値を出力する出
力バッファ23、ポート15、このポート15の値をマ
イクロコンピュータ10の内部に伝える入力バッファ2
4、ポートラッチ21の保持値と入力バッファ24の出
力とを入力とする排他的論理和回路であるEOR26、
このEOR26の出力をクロックφの立ち上がりに同期
してラッチするラッチ22、及び入力バッファ24の出
力をアドレス・データバス14に出力する読み込みバッ
ファ25から構成されている。
【0019】次に、上述の如く構成された本第1の実施
例に係るマイクロコンピュータの動作について説明す
る。図3は、図1に示すマイクロコンピュータにおける
各部の動作タイミングを示すタイミング図である。
【0020】先ず、ポートラッチ21にデータ“0”を
書き込んだ場合の動作について説明する。CPU11
は、所定のデータライトアクセスを発生し、書き込みク
ロック信号φPWによってポートラッチ21にデータ
“0”を書き込む。ポートラッチ21は、このデータに
応じて、ラッチ出力信号6を出力バッファ23及びEO
R26に出力する。これにより、出力バッファ23はデ
ータ“0”をポート15に出力する。このとき、EOR
26は、ポートラッチ21及び入力バッファ24の通過
ディレイに相当する期間において“0”を出力するが、
ラッチ22ではその“0”がラッチされないので、ラッ
チ22の出力3は“0”となる。これらの期間の各部の
動作は、図3におけるポートラッチ書き込みの期間に
示されており、CPU11の制御に基づく正常なポート
書き込み動作である。なお、図3において、ポート出力
信号7はポート15の電位レベルを示し、入力バッファ
出力信号8は入力バッファ24の出力レベルを示し、E
OR出力信号9はEOR26の出力レベルを示す。
【0021】次に、前述の状態において、ポート15の
レベルが“1”に変位した場合の動作について説明す
る。このとき、ポートラッチ21の出力は、“0”のま
まである。ポート15のレベルが“1”であると、入力
バッファ24は“1”を出力する。入力バッファ24の
出力を受けてEOR26の出力は“1”になり、ラッチ
22の出力3は“1”になる。EOR26の出力が
“1”であることは、ポートラッチ21の出力とポート
15のレベルとが異なっていることを示し、ポート15
に何らかの異常がきたしたことを意味する。この場合
は、例えばポート15に接続されている外部デバイスの
故障や、マイクロコンピュータ10が装着されている基
板パターンの経時変化等によりポート15が電源端子又
は接地端子に接触してしまった等の可能性が考えられ
る。これらの期間の各部の動作は、図3におけるポート
異常状態の期間に示されている。
【0022】そして、割り込み制御回路12は、ラッチ
22の出力3から“1”を入力すると、マイクロコンピ
ュータ10の内部又は外部に接続されたその他の周辺装
置から入力した割り込み信号との緊急度を勘案して優先
順位判定をした後に、割り込み処理要求信号2をCPU
11に出力する。CPU11は、その割り込み処理要求
信号2を入力してI/Oポート13におけるポート15
に異常が発生したことを認識し、所定の割り込み処理を
起動する。
【0023】次に、ポートラッチ21にデータ“1”を
書き込んだ場合の動作について説明する。この場合も前
述のポートラッチ21にデータ“0”を書き込んだ場合
と同様に、ラッチ22の出力3は“0”である。これら
の期間の各部の動作は、図3におけるポートラッチ書き
込みの期間に示されており、CPU11の制御に基づ
く正常なポート書き込み動作である。
【0024】次に、前述の状態において、ポート15の
レベルが“0”に変位した場合の動作について説明す
る。このとき、ポートラッチ21の出力は、“1”のま
まである。この場合も前述のポート15のレベルが
“0”から“1”に変位した場合と同様に、ラッチ22
の出力3は“1”となる。これらの期間の各部の動作
は、図3におけるポート異常状態の期間に示されてい
る。
【0025】そして、割り込み制御回路12は、ラッチ
22の出力3から“1”を入力すると、マイクロコンピ
ュータ10の内部又は外部に接続されたその他の周辺装
置から入力した割り込み信号との緊急度を勘案して優先
順位判定をした後に、割り込み処理要求信号2をCPU
11に出力する。CPU11は、その割り込み処理要求
信号2を入力してI/Oポート13におけるポート15
に異常が発生したことを認識し、所定の割り込み処理を
起動する。
【0026】以上述べたように、本実施例に係るマイク
ロコンピュータは、CPU11の制御によらずにポート
15のレベルがラッチ21の出力とは異なるような“0
→1”又は“1→0”の変位が生じた場合には、その変
位が生じたことを検出し、割り込み制御回路12を通じ
てCPU11へ異常事態が発生したことを通知して、C
PU11に所定の割り込み処理を起動させることができ
る。また、本実施例に係るマイクロコンピュータは、C
PU11の制御に基づいてポートラッチ21へデータ
“1”又は“0”を書き込んだ場合のポート15のレベ
ル変位は検出せず、CPU11の制御によらないポート
15のレベル変位のみを検出することができる。
【0027】次に、本発明の第2の実施例について添付
の図面を参照して説明する。図4は、本発明の第2の実
施例に係るマイクロコンピュータを示すブロック図であ
る。図4に示す本第2の実施例に係るマイクロコンピュ
ータにおいて、図1に示す第1の実施例に係るマイクロ
コンピュータと異なる構成部分は、I/Oポート43の
部分である。なお、図4において、図1に示すマイクロ
コンピュータと同一の構成部分には、同一符号を付して
その詳しい説明を省略する。
【0028】図5は、図4に示すマイクロコンピュータ
におけるI/Oポート43の構造を示すブロック図であ
る。図5に示すI/Oポート43において、図2に示す
I/Oポート13と異なる構成部分は、インバータ57
及び論理積回路であるAND58が追加されている部分
である。
【0029】次に、上述の如く構成された本第2の実施
例に係るマイクロコンピュータの動作について説明す
る。本第2の実施例に係るマイクロコンピュータの動作
において、I/Oポート43以外の動作は、第1の実施
例に係るマイクロコンピュータの動作と同一である。
【0030】本実施例では、ラッチ22の出力3が
“1”であるときにおいて、ポート15が異常なレベル
になったときは、インバータ57とAND58とによっ
て、それ以後のポートラッチ21への書き込みを禁止す
る回路構成になっている。これにより、本実施例は、ポ
ート15のレベルの異常検出から割り込み制御回路12
を経て実際にCPU11が異常の発生を認識して所定の
割り込み処理を起動するまでの期間に、CPU11の命
令によってポートラッチ21のデータを書き換えてしま
うことで、ポート15における異常事態の発生の検出結
果を消滅させてしまうことを防止することができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るマイク
ロコンピュータによれば、内蔵するI/Oポートの端子
レベルとポートラッチの保持値とを比較して、その比較
結果を割り込み制御回路に割り込み信号として入力し、
そして、割り込み制御回路は、CPUに対してI/Oポ
ートの端子状態が異常になったことを知らせる割り込み
要求信号を出力するという一連の動作を全てハードウェ
ア的に実現することができる。これらにより、本発明に
係るマイクロコンピュータは、上記動作を常時行うこと
ができるので、I/Oポートの異常事態の発生をその事
態の発生後直ちにCPUに知らせて、所定の割り込み処
理を実行することができ、また、上記動作を全てハード
ウェア的に実現することができるので、CPUにかける
オーバヘッドを無くすことができ、更に、I/Oポート
の異常事態を一旦検出した場合に、直ちにポートラッチ
の書き込みを禁止することで、CPUの命令によるポー
トラッチへのデータ書き込み動作とI/Oポートの異常
事態の発生とが競合したときでもその異常事態の検出結
果の消失を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るマイクロコンピュ
ータを示すブロック図である。
【図2】図1に示すマイクロコンピュータにおけるI/
Oポート13の構造を示すブロック図である。
【図3】図1に示すマイクロコンピュータにおける各部
の動作タイミングを示すタイミング図である。
【図4】本発明の第2の実施例に係るマイクロコンピュ
ータを示すブロック図である。
【図5】図4に示すマイクロコンピュータにおけるI/
Oポート43の構造を示すブロック図である。
【図6】従来のマイクロコンピュータの一例を示すブロ
ック図である。
【図7】図6に示す従来のマイクロコンピュータにおけ
るI/Oポート63の構造を示すブロック図である。
【符号の説明】
10;マイクロコンピュータ 11;CPU 12;割り込み制御回路 13;I/Oポート 14;アドレス・データバス 15;ポート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央処理装置と、割り込み制御回路と、
    I/Oポートとを有するマイクロコンピュータにおい
    て、前記I/Oポートは、外部の装置との接続点となる
    ポートと、このポートの電位レベルを入力する入力バッ
    ファと、前記ポートに出力する信号を保持するポートラ
    ッチと、このポートラッチの出力と前記入力バッファの
    出力とを比較する比較手段と、この比較手段の結果を前
    記割り込み制御回路に出力する比較結果通知手段とを有
    し、前記割り込み制御回路は、前記比較結果通知手段の
    出力を入力して割り込み信号を前記中央処理装置に出力
    する手段を有することを特徴とするマイクロコンピュー
    タ。
JP4169607A 1992-06-26 1992-06-26 マイクロコンピュータ Pending JPH0612292A (ja)

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JP4169607A JPH0612292A (ja) 1992-06-26 1992-06-26 マイクロコンピュータ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19709729A1 (de) * 1996-09-03 1998-03-05 Mitsubishi Electric Corp Mikrocomputer
JP2008276360A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Fujitsu Ten Ltd 電子制御装置

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