JPH08339308A - Digital processor - Google Patents

Digital processor

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Publication number
JPH08339308A
JPH08339308A JP7169230A JP16923095A JPH08339308A JP H08339308 A JPH08339308 A JP H08339308A JP 7169230 A JP7169230 A JP 7169230A JP 16923095 A JP16923095 A JP 16923095A JP H08339308 A JPH08339308 A JP H08339308A
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JP
Japan
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microcomputer
reset
state
abnormality
signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7169230A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruichi Watanabe
照一 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Microcomputer System Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Microcomputer System Ltd
Priority to JP7169230A priority Critical patent/JPH08339308A/en
Publication of JPH08339308A publication Critical patent/JPH08339308A/en
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Abstract

PURPOSE: To prevent the accidents, the breakage of parts, etc., which are caused by the abnormality of a microcomputer and an automobile, an industrial machine, etc., including the microcomputer and to improve the system reliability by providing a single-chip microcomputer, etc., that can prevent the runaway caused by occurrence of the abnormality without using any external parts. CONSTITUTION: A microcomputer MC, etc., is provided with a clock controller CLACK. The controller CLACK receives an abnormality detection signal TD from a watchdog timer or the writing of a complete stop control register RSTP by the instruction of a CPU and selectively fixes an internal signal CG at a low level to stop the operation of a clock generation circuit CLKG and to completely stop the operation of the MCU, etc. The complete stop state of the MCU can be canceled only by a power ON reset signal POR that is acquired in a power supply reapplication state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はデジタル処理装置に関
し、例えば、自動車や産業用機械等に組み込まれるシン
グルチップマイクロコンピュータならびにその異常発生
時における信頼性の向上に利用して特に有効な技術に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital processing device, for example, a single-chip microcomputer incorporated in an automobile or an industrial machine, and a technique particularly effective for improving reliability when an abnormality occurs. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】中央処理装置やメモリ及びアナログディ
ジタル変換回路等の各種モジュールを内蔵するシングル
チップマイクロコンピュータがあり、このようなマイク
ロコンピュータを組み込んだ自動車及び産業用機械等が
ある。これらの応用分野では、何らかの異常が発生した
ときでもその影響がシステム全般に波及するのを防止す
るいわゆるフェイルセーフ機能が重要視され、マイクロ
コンピュータには、異常を検出しその動作を停止するウ
ォッチドッグタイマ等が設けられる。
2. Description of the Related Art There are single-chip microcomputers incorporating various modules such as a central processing unit, memory and analog-digital conversion circuit, and there are automobiles and industrial machines incorporating such microcomputers. In these application fields, a so-called fail-safe function is important, which prevents the influence from spreading to the entire system even when some kind of abnormality occurs, and a watchdog that detects an abnormality and stops its operation is used in microcomputers. A timer or the like is provided.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロコンピ
ュータにおいて、ウォッチドッグタイマから出力される
異常検出信号はいわゆる通常リセットの発生条件として
用いられ、マイクロコンピュータつまりその中央処理装
置は、リセットによる異常検出信号の回復を受けて動作
を再開する。このため、ウォッチドッグタイマによる異
常検出の条件が回復しない場合には、システムが言わば
暴走状態となり、特に自動車及び産業用機械等において
は最悪人命を傷つけあるいはモータ等の部品を損傷させ
るような重大結果を招くおそれがある。また、これに対
処するため、外部端子から継続してリセット信号を入力
する方法も考えられるが、マイクロコンピュータに対し
て外付け部品が必要となり、シングルチップ化の効果が
損なわれる。
In the conventional microcomputer, the abnormality detection signal output from the watchdog timer is used as a so-called normal reset generation condition, and the microcomputer, that is, the central processing unit thereof, is the abnormality detection signal by the reset. The operation is restarted after the recovery of. For this reason, if the conditions for detecting an abnormality by the watchdog timer are not recovered, the system will be in a runaway state, and in the case of automobiles and industrial machinery, it will cause serious consequences such as worst life and damage to parts such as motors. May be caused. In order to deal with this, a method of continuously inputting a reset signal from an external terminal may be considered, but external parts are required for the microcomputer, and the effect of making a single chip is impaired.

【0004】この発明の目的は、外付け部品を必要とす
ることなく、異常発生時の暴走を防止しうるシングルチ
ップマイクロコンピュータ等のデジタル処理装置を提供
することにある。この発明の他の目的は、シングルチッ
プマイクロコンピュータ等ならびにこれを含む自動車及
び産業用機械等の異常発生時における事故及び部品の損
傷等を防止し、システムの信頼性を高めることにある。
An object of the present invention is to provide a digital processing device such as a single-chip microcomputer capable of preventing runaway when an abnormality occurs without requiring external parts. Another object of the present invention is to prevent accidents and damages to parts when an abnormality occurs in a single-chip microcomputer and the like, and automobiles and industrial machines including the same, and to improve system reliability.

【0005】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0006】[0006]

【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簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、自動車や産業用機械等に組み
込まれるシングルチップマイクロコンピュータ等に、ウ
ォッチドッグタイマによる異常検出あるいは中央処理装
置からの命令による所定レジスタの書き込みを受けて選
択的にクロック生成回路の動作を停止し、マイクロコン
ピュータ等を完全停止状態とするためのクロックコント
ローラを設けるとともに、この完全停止状態の解除を、
電源再投入時のパワーオンリセット信号によってのみ可
能とする。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a single-chip microcomputer or the like incorporated in an automobile, an industrial machine, or the like selectively stops the operation of the clock generation circuit upon receipt of an abnormality detection by a watchdog timer or writing of a predetermined register by an instruction from a central processing unit. In addition to providing a clock controller to put the microcomputer, etc. into a completely stopped state,
It is possible only by the power-on reset signal when the power is turned on again.

【0007】[0007]

【作用】上記手段によれば、異常発生時には、動作電源
が切断再投入されるまでの間、マイクロコンピュータ等
の動作を完全停止できるため、外付け部品を必要とする
ことなく、異常発生時の暴走を防止しうるマイクロコン
ピュータ等のデジタル処理装置を実現することができ
る。この結果、シングルチップマイクロコンピュータ等
ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発生
時における事故及び部品の損傷等を防止し、システムの
信頼性を高めることができる。
According to the above means, when an abnormality occurs, the operation of the microcomputer or the like can be completely stopped until the operating power supply is turned off and on again. A digital processing device such as a microcomputer capable of preventing runaway can be realized. As a result, it is possible to prevent accidents and damages to parts when an abnormality occurs in the single-chip microcomputer and the like, and automobiles and industrial machines including the single-chip microcomputer, and improve the reliability of the system.

【0008】[0008]

【実施例】図1には、この発明が適用されたシングルチ
ップマイクロコンピュータMCUの一実施例のブロック
構成図が示されている。また、図2には、図1のマイク
ロコンピュータMCUに含まれるクロックコントローラ
CLKCの一実施例の回路構成図が示されている。さら
に、図3には、図1のマイクロコンピュータMCUの一
実施例の状態遷移図が示され、図4には、その一実施例
の遷移条件図が示されている。これらの図をもとに、こ
の実施例のマイクロコンピュータMCU及びクロックコ
ントローラCLKCの構成及び動作ならびにその特徴に
ついて説明する。なお、図2の各回路素子ならびに図1
の各ブロックを構成する回路素子は、公知のMOSFE
T(金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ。この明
細書では、MOSFETをして絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタの総称とする)集積回路の製造技術により、
単結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成され
る。また、この実施例のシングルチップマイクロコンピ
ュータMCUは、自動車又は産業用機械等に組み込ま
れ、その制御装置として機能する。
1 is a block diagram showing an embodiment of a single-chip microcomputer MCU to which the present invention is applied. 2 shows a circuit configuration diagram of an embodiment of the clock controller CLKC included in the microcomputer MCU of FIG. Further, FIG. 3 shows a state transition diagram of an embodiment of the microcomputer MCU of FIG. 1, and FIG. 4 shows a transition condition diagram of the embodiment. Based on these drawings, the configuration and operation of the microcomputer MCU and the clock controller CLKC of this embodiment and their characteristics will be described. The circuit elements of FIG. 2 and FIG.
The circuit elements that make up each block of the
T (metal oxide semiconductor field effect transistor. In this specification, MOSFET is a generic term for an insulated gate field effect transistor).
It is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon. The single-chip microcomputer MCU of this embodiment is incorporated in an automobile, an industrial machine or the like, and functions as a control device for the same.

【0009】図1において、この実施例のマイクロコン
ピュータMCUは、いわゆるストアドプログラム方式の
中央処理装置CPUをその基本構成要素とする。中央処
理装置CPUには、特に制限されないが、内部バスIB
USを介してリードオンリーメモリROM,ランダムア
クセスメモリRAM,アナログディジタル変換回路A/
D,ウォッチドッグタイマWDT,タイマー回路TIM
及びシリアルコミュニケーションインターフェイスSC
Iが結合される。また、中央処理装置CPUを含むマイ
クロコンピュータMCUの各部には、クロック生成回路
CLKGから所定のクロック信号CLKが供給され、マ
イクロコンピュータMCUは、さらに、クロック生成回
路CLKGの動作を制御するためのクロックコントロー
ラCLKCと、電源投入時にマイクロコンピュータMC
Uの各部を初期状態にリセットするためのパワーオンリ
セット回路PORとを備える。
In FIG. 1, the microcomputer MCU of this embodiment has a so-called stored program type central processing unit CPU as its basic constituent element. The central processing unit CPU may be, but not limited to, an internal bus IB.
Read only memory ROM, random access memory RAM, analog / digital conversion circuit A /
D, watchdog timer WDT, timer circuit TIM
And serial communication interface SC
I is bound. A predetermined clock signal CLK is supplied from the clock generation circuit CLKG to each unit of the microcomputer MCU including the central processing unit CPU, and the microcomputer MCU further controls a clock controller for controlling the operation of the clock generation circuit CLKG. CLKC and microcomputer MC at power on
A power-on reset circuit POR for resetting each part of U to the initial state.

【0010】ウォッチドッグタイマWDTには、中央処
理装置CPUから内部信号PRが供給され、その出力信
号つまり異常検出信号TDは、クロックコントローラC
LKCに供給される。また、クロック生成回路CLKG
の一方の入力端子は、外部端子EXTALを介して水晶
発振子XTALの一方の電極に結合され、その他方の入
力端子には、クロックコントローラCLKCのクロック
出力信号CGが供給される。水晶発振子XTALの他方
の電極は、外部端子XTALを介してクロックコントロ
ーラCLKCに結合される。パワーオンリセット回路P
ORには、外部端子VCC及びVSSを介してシングル
チップマイクロコンピュータMCUの動作電源となる電
源電圧VCC及び接地電位VSSがそれぞれ供給され、
その出力信号つまりパワーオンリセット信号PORは、
クロックコントローラCLKCに供給される。クロック
コントローラCLKCには、さらに中央処理装置CPU
から完全停止制御レジスタRSTP(第1のレジスタ)
の出力信号RSTPならびにモード制御レジスタRCM
D(第2のレジスタ)の出力信号RCMDが供給され、
その出力信号つまり通常リセット信号RSは、中央処理
装置CPUを含むマイクロコンピュータMCUの各部に
供給される。
An internal signal PR is supplied from the central processing unit CPU to the watchdog timer WDT, and its output signal, that is, the abnormality detection signal TD, is supplied to the clock controller C.
Supplied to LKC. In addition, the clock generation circuit CLKG
One input terminal is coupled to one electrode of the crystal oscillator XTAL via the external terminal EXTAL, and the other input terminal is supplied with the clock output signal CG of the clock controller CLKC. The other electrode of the crystal oscillator XTAL is coupled to the clock controller CLKC via the external terminal XTAL. Power-on reset circuit P
The OR is supplied with a power supply voltage VCC and a ground potential VSS, which are operating power supplies of the single-chip microcomputer MCU, via external terminals VCC and VSS, respectively.
The output signal, that is, the power-on reset signal POR,
It is supplied to the clock controller CLKC. The clock controller CLKC further includes a central processing unit CPU
To complete stop control register RSTP (first register)
Output signal RSTP and mode control register RCM
An output signal RCMD of D (second register) is supplied,
The output signal, that is, the normal reset signal RS is supplied to each unit of the microcomputer MCU including the central processing unit CPU.

【0011】ここで、中央処理装置CPUは、リードオ
ンリーメモリROMに格納されたユーザプログラムに従
ってステップ動作し、所定の演算処理を実行するととも
に、マイクロコンピュータの各部を制御・統括する。こ
の実施例において、中央処理装置CPUは、命令により
書き込み可能な完全停止制御レジスタ及びモード制御レ
ジスタを備え、その出力信号RSTP及びRCMDは、
前述のように、クロックコントローラCLKCに供給さ
れる。また、中央処理装置CPUのプログラム実行状況
を示す内部信号PRは、ウォッチドッグタイマWDTに
よって常時モニタされ、マイクロコンピュータMCUの
異常検出に供される。
Here, the central processing unit CPU performs a step operation according to a user program stored in the read-only memory ROM, executes a predetermined arithmetic processing, and controls / controls each unit of the microcomputer. In this embodiment, the central processing unit CPU comprises an instruction-writable complete stop control register and a mode control register, the output signals RSTP and RCMD of which are:
As described above, it is supplied to the clock controller CLKC. Further, the internal signal PR indicating the program execution status of the central processing unit CPU is constantly monitored by the watchdog timer WDT and is used for abnormality detection of the microcomputer MCU.

【0012】次に、リードオンリーメモリROMは、例
えば所定の記憶容量を有するマスクROM等からなり、
中央処理装置CPUの制御に必要なプログラムや固定デ
ータを格納する。また、ランダムアクセスメモリRAM
は、例えば所定の記憶容量を有するスタティック型RA
M等からなり、中央処理装置CPUの演算結果や制御デ
ータ等を一時的に格納する。さらに、アナログディジタ
ル変換回路A/Dは、外部の各種センサから入力される
アナログ入力信号を所定ビットのディジタル信号に変換
し、内部バスIBUSを介して中央処理装置CPU等に
伝達する。タイマー回路TIMは、クロック発生回路C
PGから供給されるクロック信号に従って時間計時を行
い、シリアルコミュニケーションインターフェイスSC
Iは、例えばマイクロコンピュータの外部に結合された
シリアル入出力装置とランダムアクセスメモリRAMと
の間の高速データ転送をサポートする。
Next, the read-only memory ROM comprises, for example, a mask ROM having a predetermined storage capacity,
It stores programs and fixed data necessary for controlling the central processing unit CPU. Random access memory RAM
Is, for example, a static RA having a predetermined storage capacity.
The processing result of the central processing unit CPU, control data, etc. are temporarily stored. Further, the analog-digital conversion circuit A / D converts an analog input signal input from various external sensors into a digital signal of a predetermined bit and transmits it to the central processing unit CPU or the like via the internal bus IBUS. The timer circuit TIM is a clock generation circuit C
Time is measured according to the clock signal supplied from PG, and serial communication interface SC
I supports high speed data transfer between, for example, a serial input / output device coupled to the outside of the microcomputer and a random access memory RAM.

【0013】一方、ウォッチドッグタイマWDTは、中
央処理装置CPUから出力される内部信号PRをモニタ
し、この内部信号PRが所定時間を超えて形成されない
ことを受けて、言い換えるならば中央処理装置CPUに
よる命令フェッチが長期間にわたって行われないことを
受けて中央処理装置つまりはマイクロコンピュータの異
常を検出して、その出力信号つまり異常検出信号TDを
選択的にハイレベルとする。また、パワーオンリセット
回路PORは、外部端子VCC及びVSSを介して供給
される電源電圧VCC及び接地電位VSSの電位をモニ
タし、動作電源が投入された当初において、その出力信
号つまりパワーオンリセット信号PORを所定期間だけ
一時的にハイレベルとする。ウォッチドッグタイマWD
Tによる異常検出信号TD及びパワーオンリセット回路
PORによるパワーオンリセット信号PORは、クロッ
クコントローラCLKCに供給される。
On the other hand, the watchdog timer WDT monitors the internal signal PR output from the central processing unit CPU, and in response to the fact that the internal signal PR is not formed over a predetermined time, in other words, the central processing unit CPU. In response to the instruction fetch not being performed for a long period of time, an abnormality of the central processing unit, that is, the microcomputer is detected, and its output signal, that is, the abnormality detection signal TD is selectively set to high level. Further, the power-on reset circuit POR monitors the potentials of the power supply voltage VCC and the ground potential VSS supplied via the external terminals VCC and VSS, and outputs its output signal, that is, the power-on reset signal at the beginning when the operating power is turned on. POR is temporarily set to a high level for a predetermined period. Watchdog timer WD
The abnormality detection signal TD by T and the power-on reset signal POR by the power-on reset circuit POR are supplied to the clock controller CLKC.

【0014】クロックコントローラCLKCは、図2に
示されるように、いわゆるセットリセット型のフリップ
フロップFF1を含む。このフリップフロップFF1の
セット入力端子Sには、オア(OR)ゲートOG1の出
力信号が供給され、そのリセット入力端子には、パワー
オンリセット回路PORからパワーオンリセット信号P
ORが供給される。フリップフロップFF1の反転出力
信号QBは、アンド(AND)ゲートAG1の一方の入
力端子に供給され、このアンドゲートAG1の他方の入
力端子は、外部端子XTALを介して水晶発振子XTA
Lの一方の電極に結合される。アンドゲートAG1の出
力信号は、クロック出力信号CGとしてクロック生成回
路CLKGの一方の入力端子に供給される。
The clock controller CLKC includes a so-called set-reset type flip-flop FF1, as shown in FIG. The output signal of the OR gate OG1 is supplied to the set input terminal S of this flip-flop FF1, and the power-on reset signal P from the power-on reset circuit POR is supplied to its reset input terminal.
OR is supplied. The inverted output signal QB of the flip-flop FF1 is supplied to one input terminal of an AND gate AG1, and the other input terminal of the AND gate AG1 is connected to the crystal oscillator XTA via the external terminal XTAL.
L is coupled to one electrode. The output signal of the AND gate AG1 is supplied to one input terminal of the clock generation circuit CLKG as the clock output signal CG.

【0015】オアゲートOG1の一方の入力端子には、
中央処理装置CPUの完全停止制御レジスタRSTPの
出力信号RSTPが供給され、その他方の入力端子に
は、ウォッチドッグタイマWDTからNチャンネルMO
SFETN1を介して異常検出信号TDが供給される。
異常検出信号TDは、さらにNチャンネルMOSFET
N2を介してオアゲートOG2の一方の入力端子に供給
される。オアゲートOG2の他方の入力端子には、外部
端子RSTを介してリセット信号RSTが供給され、そ
の出力信号は通常リセット信号RSとしてマイクロコン
ピュータMCUの各部に供給される。MOSFETN1
のゲートには、中央処理装置CPUのモード制御レジス
タRCMDの出力信号RCMDが供給され、MOSFE
TN2のゲートには、そのインバータV1による反転信
号が供給される。
At one input terminal of the OR gate OG1,
The output signal RSTP of the complete stop control register RSTP of the central processing unit CPU is supplied to the other input terminal from the watchdog timer WDT to the N channel MO.
The abnormality detection signal TD is supplied via the SFET N1.
The abnormality detection signal TD is further supplied to the N-channel MOSFET.
It is supplied to one input terminal of the OR gate OG2 via N2. The reset signal RST is supplied to the other input terminal of the OR gate OG2 via the external terminal RST, and the output signal thereof is supplied to each unit of the microcomputer MCU as a normal reset signal RS. MOSFET N1
The output signal RCMD of the mode control register RCMD of the central processing unit CPU is supplied to the gate of the
An inverted signal from the inverter V1 is supplied to the gate of TN2.

【0016】これらのことから、フリップフロップFF
1は、所定の停止条件が成立しオアゲートOG1の出力
信号がハイレベルとされることで、言い換えるならばウ
ォッチドッグタイマWDTの異常検出信号TDがハイレ
ベルとされしかも中央処理装置CPUのモード制御レジ
スタRCMDの出力信号RCMDがハイレベルとされる
ことでMOSFETN1がオン状態とされるとき、ある
いは中央処理装置CPUの完全停止制御レジスタRST
Pの出力信号RSTPがハイレベルとされるとき選択的
にセット状態とされ、パワーオンリセット回路PORか
ら出力されるパワーオンリセット信号PORがハイレベ
ルとされることで、言い換えるならばシングルチップマ
イクロコンピュータMCUの動作電源が切断後再投入さ
れることで選択的にリセット状態とされるものとなる。
From these facts, the flip-flop FF
1 is that the predetermined stop condition is satisfied and the output signal of the OR gate OG1 is set to the high level. In other words, the abnormality detection signal TD of the watchdog timer WDT is set to the high level and the mode control register of the central processing unit CPU is set. When the output signal RCMD of the RCMD is turned to the high level to turn on the MOSFET N1, or the complete stop control register RST of the central processing unit CPU
When the output signal RSTP of P is set to the high level, it is selectively set, and the power-on reset signal POR output from the power-on reset circuit POR is set to the high level, in other words, the single-chip microcomputer. When the operating power of the MCU is turned off and then turned on again, the MCU is selectively brought into the reset state.

【0017】クロックコントローラCLKCのフリップ
フロップFF1がリセット状態とされその反転出力信号
QBがハイレベルとされるとき、外部端子XTALは、
アンドゲートAG1を介してクロック生成回路CLKG
に結合された形となる。このため、クロック生成回路C
LKGは、外部端子XTAL及びEXTALを介して水
晶発振子XTALに結合されて発振状態となり、水晶発
振子XTALの固有振動数に対応した周波数のクロック
信号CLKを生成して、マイクロコンピュータMCUの
各部に供給する。これにより、マイクロコンピュータM
CUは、通常動作状態とされ、クロック信号CLKに従
った同期動作を行う。
When the flip-flop FF1 of the clock controller CLKC is in the reset state and its inverted output signal QB is at the high level, the external terminal XTAL becomes
Clock generation circuit CLKG via AND gate AG1
It becomes the shape combined with. Therefore, the clock generation circuit C
The LKG is coupled to the crystal oscillator XTAL via the external terminals XTAL and EXTAL to be in an oscillating state, generates a clock signal CLK having a frequency corresponding to the natural frequency of the crystal oscillator XTAL, and supplies it to each part of the microcomputer MCU. Supply. As a result, the microcomputer M
The CU is in a normal operation state and performs a synchronous operation according to the clock signal CLK.

【0018】一方、クロックコントローラCLKCのフ
リップフロップFF1がセット状態とされその反転出力
信号QBがロウレベルとされると、アンドゲートAG1
の出力信号はロウレベルに固定され、クロック生成回路
CLKGは、水晶発振子XTALから切り離されて発振
動作を停止する。このため、マイクロコンピュータMC
Uはいわゆる完全停止状態となり、フリップフロップF
F1がリセット状態とされるまでの間、つまりは動作電
源が切断後再投入されパワーオンリセット信号PORが
ハイレベルとされるまでの間、その動作を完全に停止す
る。
On the other hand, when the flip-flop FF1 of the clock controller CLKC is set and the inverted output signal QB thereof is set to the low level, the AND gate AG1.
Output signal is fixed at a low level, and the clock generation circuit CLKG is separated from the crystal oscillator XTAL to stop the oscillation operation. Therefore, the microcomputer MC
U becomes a so-called complete stop state, and flip-flop F
The operation is completely stopped until F1 is reset, that is, until the operating power supply is turned off and then turned on again to set the power-on reset signal POR to the high level.

【0019】次に、オアゲートOG2の出力信号つまり
通常リセット信号RSは、外部端子RSTを介してハイ
レベルのリセット信号RSTが入力されるとき、あるい
はウォッチドッグタイマWDTによって異常検出信号T
Dがハイレベルとされかつ中央処理装置CPUのモード
制御レジスタの出力信号RCMDのロウレベルを受けて
MOSFETN2がオン状態とされるとき、選択的にハ
イレベルとされる。通常リセット信号RSがハイレベル
とされるとき、マイクロコンピュータMCUは通常リセ
ット状態とされ、その各部は初期状態にリセットされ
る。これにより、ウォッチドッグタイマWDTから出力
される異常検出信号TDもロウレベルにリセットされる
ため、中央処理装置CPUは通常リセット信号RSがロ
ウレベルに戻されるのを待って動作を再開し、通常動作
状態に戻る。
Next, the output signal of the OR gate OG2, that is, the normal reset signal RS, is output when the high-level reset signal RST is input via the external terminal RST or by the watchdog timer WDT.
When D is set to the high level and MOSFET N2 is turned on in response to the low level of the output signal RCMD of the mode control register of the central processing unit CPU, it is selectively set to the high level. When the normal reset signal RS is set to the high level, the microcomputer MCU is normally reset and each part thereof is reset to the initial state. As a result, the abnormality detection signal TD output from the watchdog timer WDT is also reset to the low level, so that the central processing unit CPU waits for the normal reset signal RS to return to the low level, restarts the operation, and enters the normal operation state. Return.

【0020】つまり、この実施例のマイクロコンピュー
タMCUは、図3及び図4に整理して示されるように、
条件5の成立すなわち中央処理装置CPUのモード制御
レジスタRCMDがセット状態にあるためにその出力信
号RCMDがハイレベルとされかつウォッチドッグタイ
マWDTにより中央処理装置CPUの異常が検出されて
異常検出信号TDがハイレベルとされることで、あるい
は条件6の成立すなわち中央処理装置CPUからのセッ
ト命令により完全停止制御レジスタRSTPがセット状
態とされその出力信号RSTPがハイレベルとされるこ
とで、選択的に通常動作状態から完全停止状態に遷移
し、その動作を完全に停止する。そして、この完全停止
状態は、条件2の成立すなわち外部端子RSTを介して
リセット信号RSTがハイレベルとされることで、ある
いは条件3の成立すなわち中央処理装置CPUのモード
制御レジスタRCMDがリセット状態にあるためにその
出力信号RCMDがロウレベルとされかつウォッチドッ
グタイマWDTにより中央処理装置CPUの異常が検出
されて異常検出信号TDがハイレベルとされることで通
常リセットが実行されたとしても解除されず、条件4の
成立すなわちマイクロコンピュータMCUの動作電源が
切断後再投入されパワーオンリセット信号PORがハイ
レベルとされることによって初めて解除されるものとな
る。
That is, the microcomputer MCU of this embodiment has the following arrangements as shown in FIGS.
Since the condition 5 is satisfied, that is, the mode control register RCMD of the central processing unit CPU is in the set state, its output signal RCMD is set to the high level, and the watchdog timer WDT detects the abnormality of the central processing unit CPU to detect the abnormality detection signal TD. Is set to a high level, or when the condition 6 is satisfied, that is, the set instruction from the central processing unit CPU sets the complete stop control register RSTP to a set state and its output signal RSTP is set to a high level, selectively. The normal operation state transits to the complete stop state, and the operation is completely stopped. In this complete stop state, the condition 2 is satisfied, that is, the reset signal RST is set to the high level via the external terminal RST, or the condition 3 is satisfied, that is, the mode control register RCMD of the central processing unit CPU is reset. Therefore, the output signal RCMD is set to the low level, the watchdog timer WDT detects the abnormality of the central processing unit CPU, and the abnormality detection signal TD is set to the high level, so that the normal reset is not canceled. When the condition 4 is satisfied, that is, when the operating power of the microcomputer MCU is turned off and then turned on again to set the power-on reset signal POR to the high level, it is not released.

【0021】これらの結果、外付け部品を必要とするこ
となく、異常発生時の暴走状態を防止しうるマイクロコ
ンピュータを実現でき、これによってマイクロコンピュ
ータならびにこれを含む自動車及び産業用機械等の異常
発生時における事故及び部品の損傷等を防止し、システ
ムの信頼性を高めることができる。
As a result, a microcomputer capable of preventing a runaway state at the time of occurrence of an abnormality can be realized without the need for external parts, whereby an abnormality occurs in the microcomputer and automobiles and industrial machines including the same. It is possible to prevent accidents and damages of parts at the time and improve the reliability of the system.

【0022】なお、リセット信号RST,異常検出信号
TD,モード制御レジスタRCMDの出力信号RCM
D,完全停止制御レジスタRSTPの出力信号RSTP
ならびにパワーオンリセット信号PORがともにロウレ
ベルとされるとき、マイクロコンピュータMCUの状態
は遷移されず、通常動作状態又は完全停止状態を継続す
る。また、マイクロコンピュータMCUのリセット状態
は、通常リセット信号RSの立ち下がりを受けて無条件
に解除され、通常動作状態に遷移する。
The reset signal RST, the abnormality detection signal TD, and the output signal RCM of the mode control register RCMD
D, output signal RSTP of complete stop control register RSTP
Also, when both the power-on reset signal POR is set to the low level, the state of the microcomputer MCU is not changed and the normal operation state or the complete stop state is continued. Further, the reset state of the microcomputer MCU is unconditionally released upon the fall of the normal reset signal RS, and transits to the normal operation state.

【0023】以上の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1)自動車や産業用機械等に組み込まれるシングルチ
ップマイクロコンピュータ等に、ウォッチドッグタイマ
による異常検出あるいは中央処理装置からの命令による
所定レジスタの書き込みを受けて選択的にクロック生成
回路の動作を停止しうるクロックコントローラを設ける
とともに、この完全停止状態の解除を、電源再投入時の
パワーオンリセット信号によってのみ可能とすること
で、異常発生時には、動作電源が切断後再投入されるま
での間、マイクロコンピュータ等の動作を完全に停止す
ることができるという効果が得られる。 (2)上記(1)項により、外付け部品を必要とするこ
となく、異常発生時の暴走を防止しうるシングルチップ
マイクロコンピュータ等のデジタル処理装置を実現する
ことができるという効果が得られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、マイクロコン
ピュータ等ならびにこれを含む自動車及び産業用機械等
の異常発生時における事故及び部品の損傷等を防止し、
システムの信頼性を高めることができるという効果が得
られる。
The effects obtained from the above embodiments are as follows. That is, (1) The operation of the clock generation circuit is selectively performed by a single-chip microcomputer or the like incorporated in an automobile, an industrial machine, or the like, when an abnormality is detected by a watchdog timer or a predetermined register is written by an instruction from a central processing unit. In addition to providing a clock controller that can stop the operation, this complete stop state can be released only by the power-on reset signal when the power is turned on again. In the meantime, the effect that the operation of the microcomputer or the like can be completely stopped is obtained. (2) According to the above item (1), it is possible to realize a digital processing device such as a single-chip microcomputer capable of preventing runaway when an abnormality occurs without requiring external parts. (3) The above items (1) and (2) prevent accidents and damages to parts when an abnormality occurs in a microcomputer or the like, an automobile or an industrial machine including the same,
The effect is that the reliability of the system can be improved.

【0024】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、この発明は、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言うまでもない。例え
ば、図1において、ウォッチドッグタイマWDT及びパ
ワーオンリセット回路PORは、マイクロコンピュータ
MCUとは別個の集積回路として設けてもよい。また、
マイクロコンピュータMCUは、他の各種モジュールを
備えることができるし、そのブロック構成やバス構成等
もこの実施例による制約を受けない。図2において、マ
イクロコンピュータMCUを完全停止状態とするための
制御は、定常的に動作状態とされるクロック生成回路C
LKGの出力信号つまりクロック信号CLKをフリップ
フロップFF1の出力信号に従って選択的にマイクロコ
ンピュータMCUの各部に伝達することによっても行う
ことができる。クロックコントローラCLKCの論理構
成は種々の実施形態を採りうるし、異常検出信号TD及
びパワーオンリセット信号PORならびに各レジスタの
出力信号の論理レベル等も任意である。マイクロコンピ
ュータMCUを完全停止状態とする条件は、任意に設定
できる。
The invention made by the inventor of the present invention has been specifically described based on the embodiments, but the invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG. 1, the watchdog timer WDT and the power-on reset circuit POR may be provided as an integrated circuit separate from the microcomputer MCU. Also,
The microcomputer MCU can be provided with other various modules, and its block configuration and bus configuration are not limited by this embodiment. In FIG. 2, the control for bringing the microcomputer MCU into a completely stopped state is performed by a clock generation circuit C which is constantly brought into an operating state.
This can also be performed by selectively transmitting the output signal of the LKG, that is, the clock signal CLK to each unit of the microcomputer MCU according to the output signal of the flip-flop FF1. The logic configuration of the clock controller CLKC can take various embodiments, and the abnormality detection signal TD, the power-on reset signal POR, the logic level of the output signal of each register, and the like are also arbitrary. The condition for completely stopping the microcomputer MCU can be set arbitrarily.

【0025】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自動
車又は産業用機械等に組み込まれるシングルチップマイ
クロコンピュータに適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、例えば、各種のデジタ
ルシステムに組み込まれる同様なマイクロコンピュータ
やマイクロプロセッサ等にも適用できる。この発明は、
少なくともフェイルセーフ機能を有するデジタル処理装
置ならびにこのようなデジタル処理装置を含む装置又は
システムに広く適用できる。
In the above description, the invention mainly made by the present inventor is applied to a single-chip microcomputer incorporated in an automobile, an industrial machine, or the like, which is the field of application in which the background is applied.
The present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, similar microcomputers and microprocessors incorporated in various digital systems. The present invention
It can be widely applied to a digital processing device having at least a fail-safe function and a device or system including such a digital processing device.

【0026】[0026]

【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
記の通りである。すなわち、自動車や産業用機械等に組
み込まれるシングルチップマイクロコンピュータ等のデ
ジタル処理装置に、ウォッチドッグタイマによる異常検
出あるいは中央処理装置からの命令による所定レジスタ
の書き込みを受けて選択的にクロック生成回路の動作を
停止し、マイクロコンピュータ等を完全停止状態とする
ためのクロックコントローラを設けるとともに、この完
全停止状態の解除を電源再投入時のパワーオンリセット
信号によってのみ可能とすることで、異常発生時には、
動作電源が切断後再投入されるまでの間、マイクロコン
ピュータ等の動作を完全停止できるため、外付け部品を
必要とすることなく、異常発生時の暴走を防止しうるマ
イクロコンピュータ等のデジタル処理装置を実現するこ
とができる。この結果、マイクロコンピュータ等ならび
にこれを含む自動車及び産業用機械等の異常発生時にお
ける事故及び部品の損傷等を防止し、システムの信頼性
を高めることができる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a digital processing device such as a single-chip microcomputer incorporated in an automobile or an industrial machine receives a failure detection by a watchdog timer or a predetermined register is written by an instruction from a central processing unit to selectively operate the clock generation circuit. By providing a clock controller to stop the operation and put the microcomputer etc. into a complete stop state, and by making it possible to release this complete stop state only by a power-on reset signal when the power is turned on again, when an abnormality occurs,
Since the operation of the microcomputer etc. can be completely stopped until the operating power is turned off and then on again, a digital processing device such as a microcomputer which can prevent runaway when an abnormality occurs without requiring external parts. Can be realized. As a result, it is possible to prevent accidents and damages to parts when an abnormality occurs in the microcomputer and the like, and automobiles and industrial machines including the same, and improve the reliability of the system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明が適用されたマイクロコンピュータの
一実施例を示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a microcomputer to which the present invention is applied.

【図2】図1のマイクロコンピュータに含まれるクロッ
クコントローラの一実施例を示す回路構成図である。
2 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a clock controller included in the microcomputer of FIG.

【図3】図1のマイクロコンピュータの一実施例を示す
状態遷移図である。
FIG. 3 is a state transition diagram showing an embodiment of the microcomputer shown in FIG.

【図4】図1のマイクロコンピュータの一実施例を示す
遷移条件図である。
FIG. 4 is a transition condition diagram showing an embodiment of the microcomputer shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MCU……シングルチップマイクロコンピュータ、CP
U……中央処理装置、IBUS……内部バス、ROM…
…リードオンリメモリ、RAM……ランダムアクセスメ
モリ、A/D……アナログディジタル変換回路、WDT
……ウォッチドッグタイマ、TIM……タイマ回路、S
CI……シリアルコミュニケーションインターフェイ
ス、POR……パワーオンリセット回路、CLKC……
クロックコントローラ、CLKG……クロック生成回
路、XTAL……水晶発振子。N1〜N2……Nチャン
ネルMOSFET、V1……インバータ、OG1〜OG
2……オア(OR)ゲート、AG1……アンド(AN
D)ゲート、FF1……セットリセット型フリップフロ
ップ。
MCU: Single-chip microcomputer, CP
U ... Central processing unit, IBUS ... Internal bus, ROM ...
... Read-only memory, RAM ... Random access memory, A / D ... Analog-digital conversion circuit, WDT
...... Watchdog timer, TIM ...... Timer circuit, S
CI: Serial communication interface, POR: Power-on reset circuit, CLKC:
Clock controller, CLKG ... Clock generation circuit, XTAL ... Crystal oscillator. N1 to N2 ... N-channel MOSFET, V1 ... Inverter, OG1 to OG
2 …… OR gate, AG1 …… and (AN
D) Gate, FF1 ... Set-reset type flip-flop.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の停止条件の発生を受けて通常リセ
ットでは回復できない完全停止状態となりうることを特
徴とするデジタル処理装置。
1. A digital processing apparatus, which can be brought into a completely stopped state which cannot be recovered by a normal reset in response to occurrence of a predetermined stopped condition.
【請求項2】 上記完全停止状態は、動作電源の供給を
一旦停止した後、再度供給することで形成されるパワー
オンリセット信号によってのみ解除されるものであるこ
とを特徴とする請求項1のデジタル処理装置。
2. The complete stop state is released only by a power-on reset signal formed by temporarily stopping the supply of operating power and then supplying it again. Digital processing device.
【請求項3】 上記デジタル処理装置は、シングルチッ
プマイクロコンピュータであって、上記停止条件には、
ウォッチドッグタイマによる異常の検出と、中央処理装
置からの命令による第1のレジスタへの書き込みとが含
まれるものであることを特徴とする請求項1又は請求項
2のデジタル処理装置。
3. The digital processing device is a single-chip microcomputer, and the stop condition includes:
The digital processing device according to claim 1 or 2, wherein the detection of abnormality by the watchdog timer and the writing to the first register by an instruction from the central processing unit are included.
【請求項4】 上記ウォッチドッグタイマによる異常の
検出は、第2のレジスタがセット状態にあるとき選択的
に上記完全停止状態の発生条件とされ、これがリセット
状態にあるときには通常リセットの発生条件とされるも
のであることを特徴とする請求項3のデジタル処理装
置。
4. The abnormality detection by the watchdog timer is regarded as a condition for generating the complete stop state selectively when the second register is in the set state, and a condition for generating a normal reset when the second register is in the reset state. The digital processing apparatus according to claim 3, wherein the digital processing apparatus is a digital processing apparatus.
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