JPH09237205A - プログラム暴走検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータにおけるプログラム暴走を確実
に検出する。 【解決手段】 マイコンと、そのマイコンから所定周期
で出力されるはずのクリア信号（所謂ウォッチドックパ
ルス）ＣＳが所定の判定時間Ｔ以内に入力されなかった
時に、プログラム暴走が発生したと判断してマイコンへ
リセット信号を出力するウォッチドックタイマと、を備
えたシステムにおいて、マイコンがクリア信号ＣＳを出
力するために定期的に実行するルーチンは、当該ルーチ
ンが実行される毎にカウンタＣＮＴの値を１インクリメ
ントして（Ｓ１１０）、カウンタＣＮＴの値が所定値Ｋ
になった場合にだけ、クリア信号ＣＳが出力されるよう
に構成されている（Ｓ１２０：ＹＥＳ，Ｓ１３０，Ｓ１
４０）。この結果、プログラムの暴走時に上記ルーチン
が誤ってコールされたとしても、ウォッチドックタイマ
へクリア信号ＣＳは出力されず、プログラム暴走の検出
率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータにお
けるプログラム暴走を検出するためのプログラム暴走検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開平５−３０９５１
号公報に記載されているように、マイクロコンピュータ
を備えたシステムにおいては、プログラムが暴走したこ
とを検出してシステムを初期状態から再起動させるため
に、ウォッチドックタイマが用いられている。

【０００３】このウォッチドックタイマは、マイクロコ
ンピュータがプログラムの実行に応じて定期的に出力す
るアクセス信号（所謂ウォッチドックパルス）により内
部のタイマがクリアされ、予め設定された所定時間以内
にマイクロコンピュータからのアクセス信号が入力され
ず、内部のタイマがタイムアウトになると、プログラム
の暴走が発生したと判断して、マイクロコンピュータへ
リセット信号を出力するように構成されている。そし
て、これにより、マイクロコンピュータにてプログラム
の暴走が発生したときに、マイクロコンピュータを速や
かに初期化して、システムの再起動を図るようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
マイクロコンピュータは、ウォッチドックタイマへのア
クセス信号（ウォッチドックパルス）を出力するために
設けられた所定の出力ルーチンを定期的にコールし、そ
のルーチン内に配置された出力命令を実行することによ
り、上記アクセス信号を出力するようにしている。

【０００５】よって、プログラムが暴走した時に、上記
出力ルーチンが誤ってコールされた場合にも、ウォッチ
ドックタイマへアクセス信号が出力されてしまい、この
結果、ウォッチドックタイマがプログラムの暴走を検出
できずに、システムを再起動させることができなくなっ
てしまう。

【０００６】本発明は、このような問題に鑑みなされた
ものであり、プログラムの暴走を確実に検出することの
できるプログラム暴走検出装置を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記目
的を達成するためになされた請求項１に記載のプログラ
ム暴走検出装置では、プログラムを実行するプログラム
実行手段が、暴走検出手段へのアクセス信号を出力する
ために設けられた所定の出力ルーチンを定期的に実行す
ることにより、暴走検出手段へのアクセス信号を所定時
間Ｔよりも短い周期で出力する。そして、暴走検出手段
は、プログラム実行手段からのアクセス信号が上記所定
時間Ｔ以内に入力されない場合に、プログラム実行手段
にてプログラムの暴走が発生したと判定する。

【０００８】ここで、請求項１に記載のプログラム暴走
検出装置では、プログラム実行手段が上記アクセス信号
を出力するために実行する出力ルーチンが、予め設定さ
れた２以上の所定回数だけ実行される毎にアクセス信号
が出力されるように構成されている。

【０００９】従って、請求項１に記載のプログラム暴走
検出装置によれば、プログラム実行手段にてプログラム
の暴走が発生し、上記出力ルーチンが誤ってコールされ
てしまったとしても、そのルーチンが所定回数だけ実行
されない限り、暴走検出手段へのアクセス信号は出力さ
れない。この結果、プログラム暴走の検出率を大幅に向
上させることができる。しかも、追加の部品を一切必要
とせず、また、暴走検出手段の構成を一切変更する必要
なく、上記効果を得ることができる。

【００１０】次に、請求項２に記載のプログラム暴走検
出装置においては、プログラム実行手段が、特定のレジ
スタＲに所定値ｍがセットされることを条件として暴走
検出手段へアクセス信号を出力するように構成された信
号出力回路と、０から上記所定値ｍ以上の所定数ｎまで
を繰り返してカウント可能なカウンタＣと、を備えたマ
イクロコンピュータによって構成されている。

【００１１】そして、このプログラム実行手段が上記ア
クセス信号を出力するために実行する出力ルーチンは、
当該ルーチンが実行される毎に上記カウンタＣの値を１
ずつ増加又は減少せるための演算命令と、この演算命令
が実行された後のカウンタＣの値を上記レジスタＲにセ
ットするためのセット命令とを備えている。

【００１２】このプログラム暴走検出装置では、プログ
ラム実行手段が出力ルーチンを実行する毎に、上記演算
命令とセット命令とが実行されて、カウンタＣの値が１
ずつ増加又は減少されると共に、その演算後のカウンタ
Ｃの値がレジスタＲにセットされる。よって、上記出力
ルーチンがカウンタＣによりカウント可能な［ｎ＋１］
回実行される内の１回の割合で、レジスタＲに所定値ｍ
がセットされ、その時に、信号出力回路にてアクセス信
号を出力するための条件が成立する。

【００１３】従って、請求項２に記載のプログラム暴走
検出装置によれば、出力ルーチン内に、当該ルーチンの
実行回数が所定回数になったか否かを判定する判定命令
の如き分岐命令を設ける必要なく、出力ルーチンが［ｎ
＋１］回実行される毎に暴走検出手段へアクセス信号を
出力することができ、この結果、非常に簡単なプログラ
ム構成で、プログラム暴走の確実な検出が達成できる。

【００１４】尚、信号出力回路が、レジスタＲに所定値
ｍがセットされることのみを条件としてアクセス信号を
出力するものであれば、出力ルーチンは上記演算命令と
セット命令だけで構成することができる。また、信号出
力回路が、アクセス信号を出力するために他の条件を必
要とするものならば、その条件を成立させるための命令
を出力ルーチン内に追加して設けておけばよい。

【００１５】次に、請求項３に記載のプログラム暴走検
出装置では、請求項１又は請求項２に記載のプログラム
暴走検出装置において、暴走検出手段は、プログラムの
暴走が発生したと判定したとき、プログラム実行手段を
初期状態にさせるためのリセット信号を出力するように
構成されている。

【００１６】よって、請求項３に記載のプログラム暴走
検出装置によれば、上述した如くプログラム暴走の発生
を確実に検出することができる上に、プログラム暴走が
発生した際に、プログラム実行手段の動作を初期化し
て、正常な状態に復帰させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施例
について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形
態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明
の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ること
は言うまでもない。

【００１８】［第１実施例］まず、図１は、第１実施例
のマイクロコンピュータシステムの構成を表すブロック
図である。図１に示すように、本第１実施例のシステム
は、ＣＰＵ１，ＲＯＭ３，ＲＡＭ５，及び上記各部を接
続するバス７等を備えた、プログラム実行手段としての
周知のシングルチップマイクロコンピュータ（以下、マ
イコンという）９と、マイコン９へ動作電圧（例えば５
Ｖ）を供給する電源ＩＣ１１とを備えている。

【００１９】そして、電源ＩＣ１１の内部には、マイコ
ン９から後述するように出力されるアクセス信号として
のクリア信号（所謂ウォッチドックパルス）ＣＳを監視
し、そのクリア信号ＣＳが予め設定された判定時間Ｔ以
内に入力されなかった時に、マイコン９にてプログラム
の暴走が発生したと判断して、マイコン９の動作を初期
状態に戻すためのリセット信号ＲＳを出力する、暴走検
出手段としてのウォッチドックタイマ１３が備えられて
いる。

【００２０】このように構成された第１実施例のマイク
ロコンピュータシステムにおいては、マイコン９が、図
２に示すウォッチドックタイマ・クリアルーチンを定期
的に実行することにより、電源ＩＣ１１内のウォッチド
ックタイマ１３へ、クリア信号ＣＳを上記判定時間Ｔよ
りも短い周期Ｔ１で出力する。

【００２１】そこで次に、マイコン９で実行されるウォ
ッチドックタイマ・クリアルーチンについて、図２を用
いて説明する。まず、図２に示すウォッチドックタイマ
・クリアルーチンは、クリア信号ＣＳの上記出力周期Ｔ
１を所定値Ｋ（但し、Ｋは２以上の整数）で割った時間
Ｔ２（＝Ｔ１／Ｋ）毎にコールされて実行されるように
設定されている。

【００２２】そして、マイコン９は、ウォッチドックタ
イマ・クリアルーチンの実行を開始すると、まず、ステ
ップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１１０にて、ＲＡＭ５
の所定アドレスに対応した８ビット（＝１バイト）のメ
モリエリアからなるカウンタＣＮＴを１インクリメント
し、続くＳ１２０にて、カウンタＣＮＴの値が所定値Ｋ
になったか否かを判定する。尚、カウンタＣＮＴの値
は、マイコン９が初期状態から動作を開始する際に
「０」に初期設定されている。

【００２３】そして、カウンタＣＮＴの値が所定値Ｋで
なければ、そのまま当該ルーチンを終了するが、カウン
タＣＮＴの値が所定値Ｋであれば、Ｓ１３０に進んで、
クリア信号ＣＳを所定のパルス幅で出力し、続くＳ１４
０にて、カウンタＣＮＴをゼロクリアした後、当該ルー
チンを終了する。

【００２４】つまり、本第１実施例のマイクロコンピュ
ータシステムでは、マイコン９にてクリア信号ＣＳを出
力するために実行されるウォッチドックタイマ・クリア
ルーチンが、予め設定された２以上の所定回数Ｋだけ実
行される毎にクリア信号ＣＳが出力されるように構成さ
れている。

【００２５】このような第１実施例のマイクロコンピュ
ータシステムにおいて、マイコン９が正常にプログラム
を実行している際には、ウォッチドックタイマ・クリア
ルーチンが上述した時間Ｔ２（＝Ｔ１／Ｋ）毎に実行さ
れて、ウォッチドックタイマ１３の判定時間Ｔよりも短
い周期Ｔ１毎に、マイコン９から電源ＩＣ１１側へクリ
ア信号ＣＳが出力されることとなる。

【００２６】一方、マイコン９にてプログラムの暴走が
発生すると、ウォッチドックタイマ・クリアルーチンが
コールされなくなって、マイコン９からクリア信号ＣＳ
が出力されなくなる。そして、この状態が上記判定時間
Ｔよりも長く継続すると、電源ＩＣ１１内のウォッチド
ックタイマ１３が、マイコン９へリセット信号ＲＳを出
力することとなり、これによって、マイコン９が初期状
態から動作を再開すこととなる。

【００２７】ここで、本第１実施例のマイクロコンピュ
ータシステムによれば、マイコン９にてプログラムの暴
走が発生し、ウォッチドックタイマ・クリアルーチンが
誤ってコールされてしまったとしても、このルーチンが
所定回数Ｋだけ実行されない限り、電源ＩＣ１１（ウォ
ッチドックタイマ１３）へのクリア信号ＣＳは出力され
ない。よって、図２におけるＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１
４０の処理を設けない構成の場合に比べて、プログラム
暴走の検出率を大幅に向上させることができる。

【００２８】この結果、本第１実施例によれば、プログ
ラム暴走の発生を確実に検出して、マイコン９の動作を
初期状態に戻すことができる。しかも、追加の部品を一
切必要とせず、また、電源ＩＣ１１（ウォッチドックタ
イマ１３）の構成を一切変更する必要なく、上記効果を
得ることができる。

【００２９】尚、上記第１実施例では、図２に示したウ
ォッチドックタイマ・クリアルーチンのＳ１３０にて、
クリア信号ＣＳを所定のパルス幅で出力するようにし
た。これに対して、例えば、マイコン９と電源ＩＣ１１
との間に、マイコン９からのクリア信号ＣＳの立ち上り
エッジをパルス信号に変換して出力する微分回路を設
け、マイコン９側では、図２のＳ１３０にて、クリア信
号ＣＳの出力レベルを反転させるようにしてもよい。但
し、この場合には、Ｓ１３０の処理が２回実行されてク
リア信号ＣＳが立ち上がる毎に、電源ＩＣ１１のウォッ
チドックタイマ１３へ真のクリア信号としてのパルス信
号が入力されることとなるため、ウォッチドックタイマ
・クリアルーチンをコールすべき周期は、上述した第１
実施例の場合の半分の時間（＝Ｔ１／Ｋ／２）に設定す
ることとなる。

【００３０】［第２実施例］次に、第２実施例として、
マイコンの内部にウォッチドックタイマの機能を備えた
システムについて、図３及び図４を用いて説明する。ま
ず、図３は、第２実施例のマイクロコンピュータシステ
ムの構成を表すブロック図である。

【００３１】図３に示すように、第２実施例のシステム
に用いられたマイコン１５の内部には、当該マイコンの
外部に設けられた発振回路ＯＳＣを制御して基本クロッ
クを生成するクロックコントロール部１７，このクロッ
クコントロール部１７により生成された基本クロックを
分周して当該マイコン内部の動作クロックを生成するプ
リスケール部１９，ＣＰＵ２１，ＲＯＭ２３，ＲＡＭ２
５，所定のクリア信号ＣＳが予め設定された判定時間Ｔ
以内に入力されなかった時に、プログラムの暴走が発生
したと判断するウォッチドックタイマ２７，ウォッチド
ックタイマ２７によりプログラムの暴走が発生したと判
断されると、当該マイコンの外部へリセット信号ＲＳを
出力するリセット信号出力部２９，及び，特定の８ビッ
トレジスタ（以下、単にレジスタという）３１に、第１
の所定値＄５５がセットされ、更にその後、第２の所定
値＄ＡＡがセットされると、ウォッチドックタイマ２７
へ上記クリア信号ＣＳを出力する信号出力回路３３等が
備えられている。

【００３２】尚、上記「＄」は、その後に続く数字及び
アルファベットが１６進数を表していることを示してい
る。また、このようなマイコン１５としては、例えば、
モトローラ社製の「ＭＣ６８ＨＣ１１Ｋ４」を用いるこ
とができる。そして、本第２実施例のマイクロコンピュ
ータシステムにおいて、上記リセット信号出力部２９に
より出力されたリセット信号ＲＳは、マイコン１５の外
部に設けられたリセット回路３５を経由して、マイコン
１５のリセット端子に入力される。

【００３３】このように構成された第２実施例のマイク
ロコンピュータシステムにおいて、マイコン１５の内部
では、ＣＰＵ２１によって図４に示すウォッチドックタ
イマ・クリアルーチンが定期的に実行されることによ
り、レジスタ３１に上記第１の所定値＄５５と第２の所
定値＄ＡＡとが順次セットされ、これにより、信号出力
回路３３からウォッチドックタイマ２７へ、クリア信号
ＣＳが上記判定時間Ｔよりも短い周期Ｔ１で出力され
る。

【００３４】そこで次に、第２実施例のマイコン１５で
実行されるウォッチドックタイマ・クリアルーチンにつ
いて、図４を用いて説明する。まず、図４に示すウォッ
チドックタイマ・クリアルーチンは、クリア信号ＣＳの
上記出力周期Ｔ１を８ビットのカウンタによりカウント
可能な値（即ち２５６）で割った時間Ｔ３（＝Ｔ１／２
５６）毎に、コールされて実行されるように設定されて
いる。

【００３５】そして、マイコン１５は、ウォッチドック
タイマ・クリアルーチンの実行を開始すると、まず、２
１０にて、ＲＡＭ２５の所定アドレスに対応した８ビッ
トのメモリエリアからなるカウンタＣＮＴを１インクリ
メントし、続くＳ２２０にて、カウンタＣＮＴの値をレ
ジスタ３１にセットする。そして、更に続くＳ２３０に
て、上記レジスタ３１に第２の所定値＄ＡＡをセット
し、その後、当該ルーチンを終了する。

【００３６】このようなウォッチドックタイマ・クリア
ルーチンでは、当該ルーチンが実行される毎に、Ｓ２１
０にて、カウンタＣＮＴの値が１ずつ増加され、続くＳ
２２０にて、演算後のカウンタＣＮＴの値がレジスタ３
１にセットされるため、Ｓ２２０では、当該ルーチンが
８ビットのカウンタＣＮＴでカウント可能な２５６回実
行される毎に（つまり、周期Ｔ１毎に）、レジスタ３１
へ第１の所定値＄５５がセットされることとなる。そし
て、この場合にのみ、レジスタ３１に第１の所定値＄５
５がセットされた後、連続的に第２の所定値＄ＡＡがセ
ットされ、これによって、信号出力回路３３からウォッ
チドックタイマ２７へクリア信号ＣＳが出力される。

【００３７】従って、本第２実施例において、マイコン
１５が正常にプログラムを実行している場合には、ウォ
ッチドックタイマ・クリアルーチンが上述した時間Ｔ３
（＝Ｔ１／２５６）毎に実行されて、上記周期Ｔ１毎
に、信号出力回路３３からウォッチドックタイマ２７へ
クリア信号ＣＳが出力されることとなる。

【００３８】一方、マイコン１５にてプログラムの暴走
が発生すると、図４のウォッチドックタイマ・クリアル
ーチンがコールされなくなって、信号出力回路３３から
ウォッチドックタイマ２７へクリア信号ＣＳが出力され
なくなる。そして、この状態が上記判定時間Ｔよりも長
く継続すると、ウォッチドックタイマ２７がプログラム
の暴走を検知し、リセット信号出力部２９がリセット信
号ＲＳを出力することとなる。すると、マイコン１５の
外部に設けられたリセット回路３５によって、マイコン
１５にリセットがかけられ、これによって、マイコン１
５が初期状態から動作を再開することとなる。

【００３９】ここで、本第２実施例のマイクロコンピュ
ータシステムにおいても、マイコン１５にてクリア信号
ＣＳを出力するために実行されるウォッチドックタイマ
・クリアルーチンが、予め設定された２以上の所定回数
（本実施例では２５６回）だけ実行される毎にクリア信
号ＣＳが出力されるように構成されている。

【００４０】従って、本第２実施例によっても、第１実
施例のシステムと同様の効果を得ることができ、プログ
ラム暴走を確実に検出してマイコン１５の動作を初期状
態に戻すことができる。しかも、第２実施例のマイクロ
コンピュータシステムによれば、ウォッチドックタイマ
・クリアルーチン内に、当該ルーチンの実行回数が所定
回数になったか否かを判定するための図２におけるＳ１
２０の如き分岐命令を設ける必要がないため、非常に簡
単なプログラム構成で、上記効果を得ることができる。

【００４１】尚、本第２実施例では、マイコン１５の内
部にてウォッチドックタイマ２７及びリセット信号出力
部２９を除いた部分が、プログラム実行手段に相当して
おり、マイコン１５の内部にてウォッチドックタイマ２
７及びリセット信号出力部２９からなる部分（つまり、
図３にて点線で囲んだ部分）と、マイコン１５の外部に
設けられたリセット回路３５とが、暴走検出手段に相当
している。また、図４のウォッチドックタイマ・クリア
ルーチンにおけるＳ２１０が、請求項２に記載の演算命
令に相当し、Ｓ２２０が、請求項２に記載のセット命令
に相当している。

【００４２】ところで、上述した第２実施例では、カウ
ンタＣＮＴとして８ビットのものを用いたため、ウォッ
チドックタイマ・クリアルーチンが２５６回実行される
毎に、ウォッチドックタイマ２７へクリア信号ＣＳが出
力されることとなるが、カウンタＣＮＴのビット数、及
びウォッチドックタイマ・クリアルーチンの実行周期Ｔ
３は、ウォッチドックタイマ２７の判定時間Ｔに応じて
適宜設定することができる。

【００４３】また、上記第２実施例では、図４のＳ２１
０でカウンタＣＮＴの値を１ずつインクリメントするも
のであったが、これとは逆に、カウンタＣＮＴの値を１
ずつデクリメントするようにしても、全く同様の効果を
得ることができる。また更に、上記第２実施例では、カ
ウンタＣＮＴとしてＲＡＭ２５のメモリエリアを用いた
が、マイコン１５内に他のカウンタがあれば、それを用
いるようにしてもよい。

【００４４】一方、上記第２実施例のマイコン１５で
は、レジスタ３１に、第１の所定値＄５５がセットさ
れ、更にその後、第２の所定値＄ＡＡがセットされる
と、信号出力回路３３からウォッチドックタイマ２７へ
クリア信号ＣＳが出力されるものであったため、図４の
Ｓ２３０にて、レジスタ３１に＄ＡＡをセットするよう
にしている。よって、信号出力回路３３が、レジスタ３
１に第１の所定値＄ＡＡがセットされることのみを条件
としてクリア信号ＣＳを出力するものであれば、図４の
Ｓ２３０は不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例のマイクロコンピュータシステム
の構成を表すブロック図である。

【図２】 第１実施例のマイクロコンピュータで実行さ
れるウォッチドックタイマ・クリアルーチンを表すフロ
ーチャートである。

【図３】 第２実施例のマイクロコンピュータシステム
の構成を表すブロック図である。

【図４】 第２実施例のマイクロコンピュータで実行さ
れるウォッチドックタイマ・クリアルーチンを表すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１，２１…ＣＰＵ ３，２３…ＲＯＭ ５，２５…
ＲＡＭ ７…バス ９，１５…マイクロコンピュータ（マイコン） １１
…電源ＩＣ １３，２７…ウォッチドックタイマ １７…クロック
コントロール部 １９…プリスケール部 ２９…リセット信号出力部
３１…レジスタ ３３…信号出力回路 ３５…リセット回路 ＯＳＣ
…発振回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラムを実行するプログラム実行手
   段と、 前記プログラム実行手段からのアクセス信号が所定時間
   以内に入力されない場合に、前記プログラム実行手段に
   てプログラムの暴走が発生したと判定する暴走検出手段
   とを備え、 前記プログラム実行手段が、前記アクセス信号を出力す
   るために設けられた所定の出力ルーチンを定期的に実行
   することにより、前記アクセス信号を前記所定時間より
   も短い周期で出力するように構成されたプログラム暴走
   検出装置において、 前記出力ルーチンは、当該ルーチンが予め設定された２
   以上の所定回数だけ実行される毎に、前記アクセス信号
   が出力されるように構成されていること、 を特徴とするプログラム暴走検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプログラム暴走検出装
   置において、 前記プログラム実行手段は、 特定のレジスタに所定値がセットされることを条件とし
   て前記暴走検出手段へ前記アクセス信号を出力するよう
   に構成された信号出力回路と、 ０から前記所定値以上の所定数までを繰り返してカウン
   ト可能なカウンタと、 を備えたマイクロコンピュータからなり、 前記出力ルーチンは、当該ルーチンが実行される毎に前
   記カウンタの値を１ずつ増加又は減少せるための演算命
   令と、該演算命令が実行された後の前記カウンタの値を
   前記レジスタにセットするためのセット命令とを備えて
   いること、 を特徴とするプログラム暴走検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のプログラ
   ム暴走検出装置において、 前記暴走検出手段は、プログラムの暴走が発生したと判
   定したとき、前記プログラム実行手段を初期状態にさせ
   るためのリセット信号を出力するように構成されている
   こと、 を特徴とするプログラム暴走検出装置。