JPH10247187A - 1チップマイクロコンピュータ - Google Patents

1チップマイクロコンピュータ

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JPH10247187A
JPH10247187A JP9051277A JP5127797A JPH10247187A JP H10247187 A JPH10247187 A JP H10247187A JP 9051277 A JP9051277 A JP 9051277A JP 5127797 A JP5127797 A JP 5127797A JP H10247187 A JPH10247187 A JP H10247187A
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JP
Japan
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data
cpu
chip
flash memory
initial value
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JP9051277A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yoshida
廣 吉田
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NEC Engineering Ltd
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NEC Engineering Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周辺装置の割り当てアドレスに変更が生じて
も、直ちに対応できる1チップマイコンを得る。 【解決手段】 CS信号3-1〜3-n等の割付の変更が発生
したとき、実行プログラム、マルチCS及び初期値デー
タを外部I/F回路2-3-4 を通じてフラッシュメモリー
2-1-2 に書き込み、一度電源をオフにする。電源をオフ
にしてもフラッシュメモリー2-1-2 上のデータは保存さ
れている。再度電源をオンにしたときに、CPU1のリ
セット解除の時間を遅らせ、この間にフラッシュメモリ
ー2-1-2 に記憶されたデータを、RAM2-1-3 、マルチ
CS回路2-3-2 及び初期値ラッチ部2-3-1 にブート部で
転送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は1チップマイクロコ
ンピュータに関し、特にチップセレクト機能がオンボー
ドで変更可能な1チップマイクロコンピュータに関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば小型軽量の携帯用通信機器等は、
制御部としてマイコン(マイクロコンピュータ)を使用
したごく小型のコンピュータシステムで構成され、ファ
ームウエア処理により制御を行っている。このようなマ
イコンシステムは、あらゆる小型の電子機器に広く用い
られ、マイコン等のCPUと、キーボード等の入力機
器、表示機器等の出力機器及び記憶装置を含む周辺機器
とで構成される。
【0003】一般に、入出力機器や記憶装置等の周辺機
器には、それぞれ特定の番地(アドレス)があらかじめ
割り振られている。
【0004】従来のマイコンシステムは図10に示すよ
うに、システムを制御するマイコン等のCPU1、周辺
機器である記憶回路(リードオンリーメモリー(RO
M),ランダムアクセスメモリー(RAM)を主とし、
ディスク等のメモリーが必要な場合は、記憶回路を介し
て外部に設ける)6と、キーボード等からの信号を入力
する入力回路例えば7−1,7−2と、表示器等に出力
する出力回路例えば8−1,8−2と、CPU1と周辺
機器6,7−1,7−2,8−1,8−2を接続するア
ドレスバス4及びデータバス9、アドレス信号をデコー
ドしてCS(チップセレクト)信号3−1〜3−mを発
生するCS発生回路5で構成される。
【0005】CPU1がプログラムを実行するときに必
要とする周辺機器は、各周辺機器に割り当てられている
アドレスに従い、CS信号3−1〜3−mによって選択
される。例えば家庭用のVTRのように、例えば周辺機
器の割り当て等に全く変更の必要のない場合は、CP
U、プログラムを格納した(マスク)ROM、RAM、
入出力(インタフェース)回路等を1個のチップにまと
めることがよくあり、このチップを1チップマイコンと
呼ぶ。1チップマイコンは家庭用の電子(気)機器等に
広く採用されていて、装置の小型化やコストダウンに大
いに貢献している。
【0006】しかし、例えば周辺機器内のメモリーの増
設等の仕様変更に伴い、アドレスの割り振りが変更され
る必要があるような場合は、従来のような1チップマイ
クロコンピュータ(プログラムがすべてマスクROMに
入っていて変更できない)は使用できない。
【0007】特開平4−111141号公報には、周辺
機器内のメモリー増設等の仕様変更に伴い、番地割り振
りの領域が変更された場合でも、この変更に応じて記憶
回路(部)内の番地識別情報の内容(ビットの組み合わ
せ)をあらかじめ変えておけば、ハードウエアの構成を
いちいち変えなくとも、仕様変更に即座に対応すること
ができることが示唆されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−11114
1号公報記載の提案の場合、記憶装置を含む複数の周辺
機器がCPU等の制御部に接続され、記憶装置内に周辺
機器に割り振られた番地を各周辺機器毎に識別するため
の番地識別情報記憶部を、ROM内に備えている。周辺
機器内の例えばメモリー増設等の仕様変更に伴い、番地
割り振り領域が変更される場合、番地識別情報記憶部用
のROMのデータを変更することにより、ハードウエア
の構成を変更しなくても、仕様変更に即座に対応できる
とされている。
【0009】しかし、番地識別情報部にROMを使用し
ているため、番地識別情報部の変更にはROM交換が必
要となり、オンボード(システムがボード上に組上げら
れた状態)での書き換えができないし、ましてや1チッ
プマイコンの場合は特に、装置組み込み後は容易には変
更できない。
【0010】本発明の目的は、周辺装置の割り当てアド
レスに変更が生じても、直ちに対応できる1チップマイ
コンを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、CPU
と、記憶手段と、周辺回路とを一つの半導体チップ上に
構成した1チップマイコンは、前記記憶手段を、外部イ
ンタフェースを介して変更データを書き込む電気的に書
き換え可能な不揮発性記憶手段と、前記外部インタフェ
ースを介して前記変更データを書き込むプログラムを格
納したリードオンリーメモリーと、前記CPUの実行プ
ログラムを格納するランダムアクセスメモリーとで構成
することを特徴とする1チップマイクロコンピュータが
得られる。
【0012】また、前記変更データが、前記CPUの実
行プログラムと、前記周辺回路のチップセレクト割付デ
ータと、前記周辺回路の初期値ラッチ用データとを含む
ことを特徴とする。
【0013】さらに、前記変更データを電源オン後前記
CPUのリセットが解除されるまでの期間に、前記CP
Uの実行プログラムは前記ランダムアクセスメモリー
に、前記周辺回路のチップセレクト割付データはマルチ
チップセレクト部に、前記周辺回路の初期値ラッチ用デ
ータは初期値ラッチ部に転送することを特徴とする。
【0014】さらにまた、前記不揮発性記憶手段が、フ
ラッシュメモリー素子で構成されることを特徴とする。
【0015】本発明の作用は次の通りである。外部より
オンボードで1チップマイコン用ソフトウエア(実行プ
ログラム)、及び内部ハードウエア設定を可能とするた
めに、外部とのアクセス用に外部I/F(インタフェー
ス)を設け、実行プログラムやハードウエア設定データ
保存用にフラッシュメモリーを内蔵し、内部ハードウエ
ア設定変更のためのプログラムはマスクROMに内蔵さ
せ、外部I/Fを通じてフラッシュメモリーに格納され
た1チップマイコン用の実行プログラム、及び内部ハー
ドウエア設定変更データを書き換える。
【0016】なお、内部ハードウエア設定変更によっ
て、CPUの周辺装置毎に割り振られたCS(チップセ
レクト)信号、及び各周辺装置の初期値の変更を可能と
する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を参照して説明する。
【0018】図1は本発明による1チップマイコンの実
施例のハードウエア構成を示すブロック図であり、図1
0と同等部分は同一符号にて示している。
【0019】図1において、本発明による1チップマイ
コンは、CPU1とアドレスバス4とデータバス9で相
互に接続された周辺装置2とを、1個のLSIチップ上
に構成した1チップマイコンである。周辺装置2は、記
憶装置2−1、汎用周辺装置2−2及び新規周辺装置2
−3とで構成される。
【0020】さらに、記憶装置2−1は、外部I/F2
−3−4を通してフラッシュメモリー2−1−2へ変更
データを、書き込むためのソフトウエア(プログラム)
を格納するマスクROM2−1−1、実行プログラム及
びマルチCS(チップセレクト)の発生、並びに初期値
ラッチ用データが格納されるフラッシュメモリー2−1
−2、フラッシュメモリー2−1−2から転送された実
行プログラムが格納されるRAM2−1−3で構成され
る。
【0021】フラッシュメモリー2−1−2は、例えば
図2に示すように0番地からCPU1の実行プログラム
を書き込む領域、N番地からマルチCS発生及び初期値
ラッチ用データの格納領域といった具合に分けて使用さ
れる。RAM2−1−3に格納された実行プログラム
は、CPU1がプログラムを実行する際に参照される。
【0022】外部I/Fを通して、フラッシュメモリー
2−1−2のCPU1の実行プログラム、及び内部ハー
ドウエア設定(マルチCS発生及び初期値ラッチ用デー
タの)変更データを書き換えた後、変更プログラム、ハ
ードウエア設定を有効にするには、一度電源をオフにし
た後、再度電源をオンにする。電源オン後、フラッシュ
メモリー2−1−2からRAM2−1−3及び内部のハ
ードウエアに変更データを転送し、CPU1のリセット
解除後に新プログラム、ハードウエア設定が有効とな
る。
【0023】これは、CPU1のリセット(電源オンと
は異なる)のみでは、実行プログラム及び内部ハードウ
エア設定の変更ができないようにして、誤変更を防止し
ている。
【0024】CPU1が暴走したときは、割り込み信号
(NMI;ノンマスカブル・インタラプト)を発生さ
せ、マスクROM2−1−1からCPU1を起動させ
て、再度、実行プログラム及び内部ハードウエア設定デ
ータを転送し直してから起動させるようにし、異常動作
を防止している。
【0025】汎用周辺装置2−2は、外部装置との間
で、パラレルあるいはシリアルデータを入出力する入力
部2−2−1及び出力部2−2−2、各種タイマ管理を
行うタイマ部2−2−3で構成される。なお、汎用周辺
装置2−2として、図1には代表例として以上の3回路
(部)を示したが、その他に図示しない割り込み信号の
管理を行う割り込みコントローラ、バスを占有してデー
タ交換を行うダイレクトメモリーアクセスコントローラ
等がある。
【0026】本発明に関連度が高い新規周辺装置2−3
は、チップの外部からフラッシュメモリー2−1−2の
書き換えデータを入力する書き換え用外部I/F(イン
タフェース)2−3−4、各周辺回路(装置)2−2,
2−3の選択信号の割付が変更可能なマルチCS(チッ
プセレクト)部2−3−2、各周辺回路(装置)2−
2,2−3の初期値を変更できる初期値ラッチ部2−3
−1、電源立ち上げ後フラッシュメモリー2−1−2の
内容をRAMに転送するブート部2−3−3、CPU1
が暴走したとき、CPU1に強制割り込み信号(NM
I)を発生させ、マスクROM2−1−1のプログラム
を起動させる、WDT(ウオッチドッグタイマ)回路2
−3−5で構成される。
【0027】CPU1が正常に動作しているときは、一
定の周期でリセットパルスが出力されるので、このリセ
ットパルスが失われるとCPU1が暴走したと判定する
ために、例えばクロックを計数し、CPU1からのリセ
ットパルスでリセットするタイマを設け、タイマの計数
値がある一定値を越えると、CPU1の暴走を検出した
として警報するタイマをWDT(ウオッチドッグタイ
マ)2−3−5と呼ぶ。
【0028】従来のマイコンシステムは図10に示すよ
うに、CPU1と各周辺回路6,7−1,7−2,8−
1,8−2は、アドレスバス4及びデータバス9で接続
されており、各周辺回路の選択は、アドレスをデコード
して作られるCS(チップセレクト)信号3−1〜3−
mにより、選択されている。アドレスをデコードしてC
S信号3−1〜3−mを生成するCS発生回路5をハー
ドウエアで構成すると、あとから機能変更、周辺回路の
割付変更等が発生した場合、チップ(IC)そのものの
回路を変更(チップの再設計・製造)する必要がある。
【0029】この問題を解決するため本発明の実施例に
おいては図3に示すように、マルチCS部2−3−2を
設け、CS信号3−1〜3−nをソフトウエアで生成
し、ソフトウエアで変更できるようにした。以下、その
動作を説明する。
【0030】周辺回路選択のチップセレクト(CS)信
号3−1〜3−n割付の変更が発生したときには、外部
I/F回路2−3−4を通じてチップセレクト割付デー
タをフラッシュメモリー2−1−2に書き込む。チップ
セレクト割付データを変更する場合は、変更データをフ
ラッシュメモリー2−1−2に書き込んだ後、1チップ
マイコンの電源を一度オフにする。電源をオフにしても
フラッシュメモリー2−1−2上のデータは保存されて
いる。
【0031】図4に示すように、再度電源をオンにした
ときに、パワーオンの時間よりCPU1のリセット解除
の時間をハードウエアで遅らせ、この間に図7に示すよ
うに、フラッシュメモリー2−1−2に記憶されたチッ
プセレクト割付データをマルチCS回路(部)2−3−
2にハードウエア(ブート部2−3−3)で転送する。
【0032】マルチCS回路(部)2−3−2では、図
5に示すラッチ回路2−3−2−1−1(〜2−3−2
−n−1)で、フラッシュメモリー2−1−2から転送
されてきたチップセレクト割付データをラッチする。C
PU1のリセットが解除され、CPU1が動作し、CP
U1から出力される周辺回路選択のためのアドレスと、
ラッチされたチップセレクト割付データをコンパレート
(比較)2−3−2−1−2(〜2−3−2−n−2)
する事により、新たに割り付けられたチップセレクト
(CS)信号3−1(〜n)で動作させることができ
る。
【0033】また、CPU1のリセット解除後、CPU
1が周辺装置にアクセスするまでの間、各周辺装置の状
態はハードウエアに依存し、CPU1からアクセスが行
われるまでは、周辺装置の状態は安定しない。また、周
辺装置の初期設定も行われない。
【0034】そこで、図6に示すように、初期値データ
ラッチ部2−3−1のラッチ回路2−3−1−2は、ブ
ート部2−3−3により電源オンからCPU1リセット
解除までの間に、フラッシュメモリー2−1−2から転
送されてくるデータをラッチし、CPU1動作以前に周
辺装置の状態を安定させることができる。また従来は、
CPUのリセット解除後にソフトウエアで行っていた周
辺装置への初期設定も簡素化できる。CPU1のリセッ
ト解除後は、CPU1からのアクセスにより、このラッ
チデータをセレクタ2−3−1−1を介して変更するこ
ともできる。
【0035】CPU1の実行プログラムの変更も、図7
に示すように、チップセレクト割付データ(マルチC
S)及び初期値データラッチと同様に、電源オンからC
PU1リセット解除までの間に、フラッシュメモリー2
−1−2からRAM2−1−3へ転送される。なお、電
源オフ/オンによるCPU1のリセット(パワーオンリ
セット)とは別に、CPUリセット機能もあるが、CP
Uリセットの場合はフラッシュメモリー2−1−2から
のデータ転送は行われない。このため、外部I/F2−
3−4を通してチップセレクト割付変更データが、フラ
ッシュメモリー2−1−2に書き込まれても、パワーオ
ンリセットが行われない限りチップセレクト信号の割付
変更は実行されず、誤書き換えを防止している。
【0036】次に、外部からオンボードで実行プログラ
ムや、設定データの書き換えを行う際の詳細について説
明する。
【0037】図8及び図9に示すように、外部I/F部
2−3−4が、例えば特定のコード”Z”(転送準備命
令)を受信することにより、CPU1へ割り込み信号を
出力し、マスクROM2−1−1に格納されている書き
換えデータ転送用プログラムを起動させる。これによ
り、外部I/F2−3−4からのデータ受信待ち状態と
なり、外部からのデータが入力されるとフラッシュメモ
リー2−1−2に格納する。
【0038】このとき、外部から入力されるデータには
コードがつけられており、例えば実行プログラムには”
Y”、チップセレクト割付データ(マルチCS)には”
X”、初期値データには”W”のコードがついていて、
誤ったコードが転送されてきたときには、フラッシュメ
モリー2−1−2に書き込まないようにしてある。コー
ド”V”(転送終了命令)が受信されたら転送が終了し
たことになり、RAM2−1−3上で動作する通常プロ
グラムに戻る。
【0039】転送された実行プログラムに異常があり、
CPU1が暴走したときはWDT部2−3−5が動作し
てCPU1にNMI割り込みを発生させる。この場合、
マスクROM2−1−1内のデータ転送用プログラムが
作動し、外部I/F2−3−4からの受信待ちとなる。
【0040】本発明の1チップマイコンを初回に使用す
るときは、フラッシュメモリー2−1−2に格納されて
いるプログラムは意味のないものなので、電源オン後
に、フラッシュメモリー2−1−2からRAM2−1−
3に転送されたプログラムによって、CPU1が動作す
るとCPU1はすぐに暴走し、その結果、外部I/F2
−3−4からの受信待ちとなるので、正常な実行プログ
ラムを転送し、電源オンし直すことで正常に使用できる
状態になる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように本発明による1チッ
プマイコンは、オンボードで実行プログラム、チップセ
レクト割付データ(マルチCS)や初期値データを変更
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】フラッシュメモリーのメモリーマップである。
【図3】チップセレクト割付説明用ブロック図である。
【図4】電源オンとCPUリセット解除とのタイミング
説明図である。
【図5】マルチCS部の構成図である。
【図6】初期値データラッチ部の構成図である。
【図7】ブート部によるアクセス説明図である。
【図8】外部I/Fからのアクセス説明図である。
【図9】データ転送動作シーケンス図である。
【図10】従来の周辺回路選択のブロック図である。
【符号の説明】
1 CPU 2 周辺装置 2−1 記憶装置 2−1−1 マスクROM 2−1−2 フラッシュメモリー 2−1−3 RAM 2−2 汎用周辺装置 2−2−1 入力部 2−2−2 出力部 2−2−3 タイマ部 2−3 新規周辺装置 2−3−1 初期値ラッチ部 2−3−2 マルチCS部 2−3−3 ブート部 2−3−4 書き換え用外部I/F 2−3−5 WDT

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUと、記憶手段と、周辺回路とを一
    つの半導体チップ上に構成した1チップマイクロコンピ
    ュータであって、前記記憶手段を、外部インタフェース
    を介して変更データを書き込む電気的に書き換え可能な
    不揮発性記憶手段と、前記外部インタフェースを介して
    前記変更データを書き込むプログラムを格納したリード
    オンリーメモリーと、前記CPUの実行プログラムを格
    納するランダムアクセスメモリーとで構成することを特
    徴とする1チップマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 前記変更データが、前記CPUの実行プ
    ログラムと、前記周辺回路のチップセレクト割付データ
    と、前記周辺回路の初期値ラッチ用データとを含むこと
    を特徴とする請求項1記載の1チップマイクロコンピュ
    ータ。
  3. 【請求項3】 前記変更データを電源オン後前記CPU
    のリセットが解除されるまでの期間に、前記CPUの実
    行プログラムは前記ランダムアクセスメモリーに、前記
    周辺回路のチップセレクト割付データはマルチチップセ
    レクト部に、前記周辺回路の初期値ラッチ用データは初
    期値ラッチ部に転送することを特徴とする請求項1ある
    いは2記載の1チップマイクロコンピュータ。
  4. 【請求項4】 前記不揮発性記憶手段が、フラッシュメ
    モリー素子で構成されることを特徴とする請求項1〜3
    いずれか記載の1チップマイクロコンピュータ。
JP9051277A 1997-03-06 1997-03-06 1チップマイクロコンピュータ Withdrawn JPH10247187A (ja)

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Cited By (3)

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