JPH0679279B2 - マイクロプロセツサ応用機器の監視制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロプロセッサ応用機器において、起動
時のマイクロプロセッサシステムの初期設定、動作中の
電源断時の緊急処理、雑音等による動作停止時の再起動
の３つの機能・動作に関する、効率的な監視・制御を可
能にした監視制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、事務機器や通信機器をはじめ、機器類に広範にマ
イクロプロセッサが応用されている。これら機器の使用
環境もまた広範であり、振動、雑音、電源等、必ずしも
十分な環境下で使用されない場合も多い。

このような環境において、これら機器類に発生する故障
のかなりの部分が、マイクロプロセッサの暴走や、その
動作停止である。こうした故障の際、使用者が故障に気
付いた場合は、人手により電源を一旦オフした後、再び
オンとすることで、機器類のパワーオンリセット機能に
より回復させることができる。しかし、無人動作中であ
る場合などには、重大な事故あるいはいたずらな消耗・
浪費を引き起こすこともある。このような問題を解決す
るため、環境に対する耐力の強化とあわせて、動作停止
時の再起動等の機能追加が必要である。

第３図に、動作停止時の再起動方法の一般的概念をブロ
ック図で示す。同図を参照して動作概要を説明すると、
中央処理装置（CPU）ａの割込入力端子ｄに、タイマ回
路ｂより一定周期で割込みを行い、（CPU）ａは割込み
処理として正常動作信号を発生し、これを停止検出回路
ｃへ送出するようにしておき、停止検出回路ｃでは正常
動作信号が跡絶えた場合にCPUのリセット入力端子ｅに
対しリセット信号を送出することによりシステムを再起
動するものである。

次に、第４図（ａ）に、主電源投入時のシステム初期設
定方法を、（ｂ）に動作中の電源異常断の対処方法を、
各々示す。

前者では、電源回路ｆの一部を構成するパワーオンリセ
ット回路ｇにより、電源投入時のリセット信号が初期設
定信号（イ）として（CPU）ａのリセット端子ｅに入力
され、システムの初期設定が行われる。後者では、電源
回路ｆの一部を構成する電源異常検出回路ｈにより、動
作中の電源異常断の信号（ウ）が（CPU）ａの割込み端
子ｄに入力され、CPUは緊急処理を実行する。

さて、第３図の回路動作の実現にあたり、（CPU）ａの
割込入力端子ｄは、常時割込受付可能（非マスク）であ
ることが必須であるが、通常この端子は１個のみであ
り、しかも通常は、第４図（ｂ）に示したとおり動作中
の電源異常断時に重要データのセーブや入出力部のフェ
ールセーフ処理を行うための緊急割込み用としてすでに
使用されているので、この機能と端子を共用しかつその
後の動作を区別する必要がある。

さらに、CPUのリセット入力端子ｅについても第４図
（ａ）に示したとおり通常は使用開始時の主電源投入の
際のシステム全体の初期設定（パワーオンリセット）用
に使用されているので、これも端子の共用となりその後
の動作を区別する必要がある場合には、何らかの機能追
加が必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来より、起動時のシステム初期設定、動作中の電源異
常断時の緊急処理、雑音等による動作停止時の再起動の
各方法については、各々個別に取扱われてきたが、これ
ら３機能を同時に実現しようとする場合は、３機能に関
する識別制御機能の追加が必要となる。

本発明は、マイクロプロセッサ応用機器において、これ
ら３機能を同時に実現すること、を解決すべき問題点と
している。従って本発明の目的は、マイクロプロセッサ
応用機器において、従来は個別に制御されてきた起動時
のシステム初期設定、動作中の電源異常断時の緊急処
理、雑音等による動作停止時の再起動の３機能の同時制
御を可能とするマイクロプロセッサ応用機器の監視制御
装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、中央処理装置の最優先非マスク割込み端子を
動作停止検出動作の契機となる監視タイミング信号と動
作中の電源異常断時の緊急処理のための契機となる電源
異常断信号の２信号で共用し、割込み処理でその要因の
区別を行い各々要因に応じた動作をさせるよう監視制御
すること、および中央処理装置のリセット入力端子を機
器電源投入時の電源投入初期設定信号と停止検出回路に
よる停止検出初期設定信号で共用し、その区別を中央処
理装置リセット後に停止検出保持信号を参照して行うこ
と、および停止検出回路は一旦中央処理装置の動作停止
を検出すると、動作再開後中央処理装置から与えられる
停止検出リセット信号を受けるまで停止検出保持信号を
保持するようにすることを、問題点解決のための主要な
特徴とする。

そしてリセット入力端子と常時最優先割込入力端子を備
えた中央処理装置を含み、電源回路を付属させたマイク
ロプロセッサ応用機器において、一定周期で監視タイミ
ング信号を出力するタイマ回路と、該タイマ回路からの
監視タイミング信号により動作を開始し、前記中央処理
装置からの停止検出リセット信号が或る定められた時間
内に到達しない場合に、停止検出初期設定信号を出力す
ると共に、該停止検出初期設定信号を前記停止検出リセ
ット信号が入力されるまで保持するための状態保持回路
を備えていて、該状態保持回路より前記中央処理装置に
対して停止検出保持信号を出力する停止検出回路と、前
記電源回路の内部にあるパワーオンリセット回路から、
電源投入時に出力される電源投入初期設定信号と前記停
止検出回路から出力される停止検出初期設定信号との論
理和を求めてその結果を初期設定信号として前記中央処
理装置のリセット入力端子に対して出力する第１のオア
回路と、前記タイマ回路より出力される監視タイミング
信号と前記電源回路の内部にある電源異常検出回路か
ら、電源回路より供給中の電力が停止したときに、出力
される電源異常断信号との論理和を求めてその結果を割
込み信号として前記中央処理装置の割込入力端子に対し
て出力する第２のオア回路と、前記電源異常検出回路か
らの電源異常断信号を中央処理装置へも供給する電源異
常断信号供給回路と、を具備する。

〔作用〕

前記中央処理装置は、その割込入力端子に割込信号を受
付けたときは、割込処理として、前記電源異常断信号供
給回路から供給される電源異常断信号を参照して該信号
がオン（有効）であれば、定められた緊急処理を、オフ
であれば停止検出リセット信号を前記停止検出回路に対
して出力し、またそのリセット入力端子に入力されてい
る前記第１のオア回路からの初期設定信号がオン（有
効）となったときは、前記状態保持回路から入力される
停止検出保持信号を参照して該信号がオンであれば、停
止検出リセット信号を前記停止検出回路に対して出力す
ると共に、電源回路切断のための信号を出力し、オフで
あれば通常動作を開始する。

従来は、機器電源投入時の初期設定、動作中の電源異常
断時の緊急処理、中央処理装置の動作停止検出と再起
動、の３機能は個別に扱われており、これら３機能の同
時実現の具体例はなく、また単純に３機能を実現しよう
としても、先に述べたように中央処理装置の入力端子の
制限により不可能であった。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、ａは中央処理装置でｄはその割込入力端子
（最優先、非マスク）、ｅはリセット入力端子である。
ｂはタイマ回路であって、ある一定周期毎に監視タイミ
ング信号（エ）を発生し該信号は停止検出回路ｃとオア
回路ｊに接続される。停止検出回路ｃは中央処理装置ａ
との間のバスインタフェースBSを介して停止検出リセッ
ト信号（カ）が入力されるとともに、内部の状態保持回
路ｉから停止検出保持信号（ク）を出力する。

停止検出回路ｃは、中央処理装置ａからの停止検出リセ
ット信号（カ）が跡絶えたことによりその動作停止を知
り、オア回路ｋに対して停止検出初期設定信号（キ）を
出力するとともに、内部の状態保持回路ｉを動作させ
て、中央処理装置ａの初期設定が終わり中央処理装置ａ
により状態保持回路ｉからの停止検出保持信号（ク）が
参照されるまでこれを保持する。

ｆは電源回路であって、その内部回路である電源異常検
出回路ｈからは、システム動作中における電源異常時に
電源異常断信号（ウ）が、一方はバスインタフェースBS
を介して中央処理装置ａに入力され、もう一方はオア回
路ｊに直接入力される。また、内部回路であるパワーオ
ンリセット回路ｇからは、電源投入時に電源投入初期設
定信号（ケ）がオア回路ｋに対して出力される。

なお、中央処理装置ａからはバスインタフェースBSを介
して電源回路ｆに対して、電源自動切断のための電源切
指示信号（コ）が出力される。

オア回路ｊは、タイマ回路ｂからの監視タイミング信号
と、電源異常検出回路ｆからの電源異常断信号（ウ）の
論理和を求め、これを割込信号（オ）として中央処理装
置ａの最優先・非マスク割込入力端子ｄに対して出力す
る。オア回路ｋは、停止検出回路ｃからの停止検出初期
設定信号（キ）と、パワーオンリセット回路ｇからの電
源投入初期設定信号（ケ）の論理和を求め、これを初期
設定信号（イ）として中央処理装置ａのリセット入力端
子ｅに対して出力する。

第２図は、第１図に示した本発明の実施例（構成）にお
いて、目的とする機能を得るための監視・制御方法を説
明するためのフローチャートであって、（ａ）は、中央
処理装置ａの停止検出のための監視フローである。

タイマ回路ｂより一定の周期の監視タイミング信号
（エ）は、オア回路ｊを介して電源異常検出回路ｈから
の電源異常断信号（ウ）と論理和をとった後に中央処理
装置ａの割込み入力端子ｄに割込み信号（オ）として入
力される。この割込み入力信号（オ）により、中央処理
装置ａは割込みベクトルで指定された割込み処理の実行
を開始する。

まず、割込み要因が電源異常断信号（ウ）によるものか
監視タイミング信号（エ）によるものかの区別を、バス
インタフェースBSを介して電源異常断信号（ウ）を参照
することにより実行する。参照の結果、要因が前者であ
れば、電源異常であるからこれに応じた緊急処理へジャ
ンプしその処理を実行し、要因が後者であれば、バスイ
ンタフェースBSを介して停止検出リセット信号（カ）を
停止検出回路ｃに対して出力する動作を実行したあと割
込処理実行を終了し、中断していた本来の処理へ復帰す
る。

この時、停止検出回路ｃの動作は、監視タイミング信号
入力より一定時間内に中央処理装置ａからの停止検出リ
セット信号（カ）が到達すれば、停止検出初期設定信号
（キ）および停止検出保持信号（ク）を発生せず、逆に
停止検出リセット信号（カ）が到達しない場合は該２信
号を発生させる。

なお、停止検出保持信号（ク）を発生する状態保持回路
ｉは、初期設定信号によって停止検出回路ｃを含む全系
が初期設定されると停止検出初期設定信号（キ）を消失
してしまい、初期設定後、初期設定の要因の判定が不能
となるため、これを可能とするためのものである。ま
た、状態保持回路ｉのリセットは、停止検出リセット信
号（カ）による。

第２図（ｂ）は、初期設定制御フローである。初期設定
の契機は、機器を使用するために電源を投入（手動で
も、自動でもよい）した場合と、前述の第２図（ａ）の
フローにより中央処理装置の動作停止が検出された場合
である。

この初期設定の要因によって、以降の動作を以下のよう
に区別するため、ハード上で初期設定を実行後、中央処
理装置ａは停止検出保持信号（ク）を参照する。参照の
結果、停止検出保持信号（ク）がオフの場合は正常な電
源の投入とみなせるので通常動作を開始する。該信号が
オンの場合は、中央処理装置ａの動作停止とみなせるの
で、停止検出リセット信号（カ）を出力して停止検出回
路ｃ及び状態保持回路ｉをリセットした後、機器の使用
者に対し音や表示メッセージ等で警報を発生し、これを
一定時間実行後、電源回路ｆに対して電源切指示信号
（コ）を出力し、これによりシステムの電源が自動的に
断となる。

なお、割込み信号の要因の判定に際し、電源異常断信号
（ウ）の代わりに監視タイミング信号（エ）を参照する
方法も可能である。

以上のような構成と、これを機能させる監視・制御方法
をとることによって、中央処理装置の唯一の最優先割込
入力端子を電源異常断信号と停止検出用監視タイミング
信号で共用し、かつどちらによる割込みかの判別を可能
としており、さらに中央処理装置の唯一のリセット入力
端子を電源投入時の初期設定信号と停止検出時の初期設
定信号で共用し、かつどちらによるリセットかの判別を
可能としており、その結果、マイクロプロセッサ応用機
器においてその起動時のシステム初期設定、動作中の電
源断時の緊急処理、雑音等による動作停止時の再起動の
３機能を有効に機能させることができ、従来できなかっ
た３機能の監視・制御が可能となった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によって１つのマイクロプ
ロセッサ応用機器において、その起動時のシステム初期
設定、動作中の電源断時の緊急処理、雑音等による動作
停止時の再起動の各機能を同時に実現することができる
ようになり、システム（機器）の安全性向上に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の実施例における監視・制御フロー図、第３図は
従来の動作停止時の再起動方法概念図、第４図は従来の
システム初期設定、電源異常断対処方法概念図、であ
る。 符号の説明 ａ……中央処理装置、ｂ……タイマ回路、ｃ……停止検
出回路、ｄ……割込み入力端子、ｅ……リセット入力端
子、ｆ……電源回路、ｇ……パワーオンリセット回路、
ｈ……電源異常検出回路、ｉ……状態保持回路、j,k…
…オア回路、（ア）……正常動作信号、（イ）……初期
設定信号、（ウ）……電源異常断信号、（エ）……監視
タイミング信号、（オ）……割込み信号、（カ）……停
止検出リセット信号、（キ）……停止検出初期設定信
号、（ク）……停止検出保持信号、（ケ）……電源投入
初期設定信号、（コ）……電源切指示信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リセット入力端子と常時最優先割込入力端
   子を備えた中央処理装置を含み、電源回路を付属させた
   マイクロプロセッサ応用機器において、 一定周期で監視タイミング信号を出力するタイマ回路
   と、該タイマ回路からの監視タイミング信号により動作
   を開始し、前記中央処理装置からの停止検出リセット信
   号が或る定められた時間内に到達しない場合に、停止検
   出初期設定信号を出力すると共に、該停止検出初期設定
   信号を前記停止検出リセット信号が入力されるまで保持
   するための状態保持回路を備えていて、該状態保持回路
   より前記中央処理装置に対して停止検出保持信号を出力
   する停止検出回路と、前記電源回路の内部にあるパワー
   オンリセット回路から、電源投入時に出力される電源投
   入初期設定信号と前記停止検出回路から出力される停止
   検出初期設定信号との論理和を求めてその結果を初期設
   定信号として前記中央処理装置のリセット入力端子に対
   して出力する第１のオア回路と、前記タイマ回路より出
   力される監視タイミング信号と前記電源回路の内部にあ
   る電源異常検出回路から、電源回路より供給中の電力が
   停止したときに、出力される電源異常断信号との論理和
   を求めてその結果を割込み信号として前記中央処理装置
   の割込入力端子に対して出力する第２のオア回路と、前
   記電源異常検出回路からの電源異常断信号を中央処理装
   置へも供給する電源異常断信号供給回路と、を具備し、 前記中央処理装置は、その割込入力端子に割込信号を受
   付けたときは、割込処理として、前記電源異常断信号供
   給回路から供給される電源異常断信号を参照して該信号
   がオン（有効）であれば、定められた緊急処理を、オフ
   であれば停止検出リセット信号を前記停止検出回路に対
   して出力し、またそのリセット入力端子に入力されてい
   る前記第１のオア回路からの初期設定信号がオン（有
   効）となったときは、前記状態保持回路から入力される
   停止検出保持信号を参照して該信号がオンであれば、停
   止検出リセット信号を前記停止検出回路に対して出力す
   ると共に、電源回路切断のための信号を出力し、オフで
   あれば通常動作を開始するようにしたことを特徴とする
   マイクロプロセッサ応用機器の監視制御装置。