JP6563250B2 - 半導体装置、表示システム及び信号監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置、表示システム及び信号監視方法に関し、特に画像表示に関連する信号の故障の有無を検出して監視する機能を備えた半導体装置、表示システム及び信号監視方法に関する。

表示システムの従来技術の一例として、車両における車載用後方監視装置（バックモニタ）が知られている。車載用後方監視装置では、車両の後部が運転者の死角となるので、車体の後部にカメラを設置し、バックギヤの入力に連動してカメラを作動させ、車両後部周辺の映像を取得して、この映像を車両内に設置されたモニタに表示させる。その際、たとえばバック運転の操舵角に応じた車両走行予測軌跡を、カメラで撮像された映像にスーパーインポーズした合成映像を出力すること、あるいはカメラで撮像された映像に線描画等の加工処理を施した合成映像を出力することが行われている。

このような表示システムには画像表示装置が含まれ、該画像表示装置によって、カメラから入力された映像信号あるいは合成映像信号のモニタへの表示が制御されるが、その際、画像表示装置において処理された同期信号等の画像表示に関連する信号（画像表示用信号）の監視が必要となる場合がある。カメラ本体又は周辺回路の故障や、信号ラインの断線や、信号ラインに入り込むノイズの影響を受けて画像データの異常や画像表示用信号の異常が起きているにもかかわらずモニタへの表示制御を継続すると、表示のずれや不意の停止といった誤動作が発生するからである（たとえば、特許文献１）。

一方、画像表示用信号の異常検出方法として、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２に開示された画像表示用信号の異常検出方法では、画像表示装置に画像を表示するために使用される複数の画像表示用信号のうち、第１の信号と、第１の信号よりも周期が短い第２の信号とに関して、第１の信号が入力されてから次の第１の信号が入力されるまでの期間に、第２の信号が入力される入力数を計数し、計数された入力数が所定範囲外であるときには、第１の信号又は第２の信号が異常であると判定する。

図８に、特許文献２に開示された画像表示用信号の異常検出方法を採用した比較例に係る信号監視回路１００を示す。信号監視回路１００は、画像表示装置における画像処理部と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６０とのインタフェースであるＬＣＤ Ｉ／Ｆ（インタフェース）２００に含まれ、水平同期信号停止検出回路５２０及びデータイネーブル信号停止検出回路５４０を備えている。ＬＣＤ Ｉ／Ｆ２００は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２４０からＬＣＤ制御信号を受け取り、ＬＣＤを制御するためのＬＣＤ制御信号をＬＣＤ１６０に送出する。

水平同期信号停止検出回路５２０は水平同期信号の異常の有無を検出し、異常がない場合にはそのままＬＣＤ１６０に出力するとともに、異常が検出された場合には信号停止検出フラグをＭＣＵ２４０に送信する。データイネーブル信号停止検出回路５４０はデータイネーブル信号の異常の有無を検出し、異常がない場合にはそのままＬＣＤ１６０に出力するとともに、異常が検出された場合には信号停止検出フラグをＭＣＵ２４０に送信する。

水平同期信号停止検出回路５２０は、上記特許文献２に開示された異常検出方法と同様の方法を用いた異常検出回路であり、水平同期信号が入力されてからつぎの水平同期信号が入力されるまでの期間に、参照クロックが入力される入力数を計数し、計数された入力数が所定範囲外であるときには、水平同期信号又は参照クロックが異常であると判定する。同様に、データイネーブル信号停止検出回路５４０は、データイネーブル信号が入力されてからつぎのデータイネーブル信号が入力されるまでの期間に、参照クロックが入力される入力数を計数し、計数された入力数が所定範囲外であるときには、データイネーブル信号又は参照クロックが異常であると判定する。なお、参照クロックとは、画像表示装置の全体を制御するための基準となるクロックである。一方、比較例に係る信号監視回路１００では、ピクセルクロックの異常検出は行っておらず、画像表示装置内において処理されたピクセルクロックはそのままＬＣＤ供給される。

特開２００７−３１８５５８号公報 特開２００３−１６７５４５号公報

上記比較例に係る信号監視回路１００では、水平同期信号及びデータイネーブル信号の各々の１周期に含まれる参照クロックの数を計数する。水平同期信号及びデータイネーブル信号は、双方とも映像ブランキング期間を含むこともあって比較的周期が長いのに対し、参照クロックは比較的周波数が高い。そのため、参照クロック計数のためのカウンタのビット数を大きくしておく必要が生じ、その結果、異常検出回路の回路規模が大きくなってしまうという問題があった。また、ピクセルクロックの異常検出を行っていないので、ピクセルクロックに異常が発生した場合には、ＬＣＤに表示される画像に乱れ等が発生するという問題があった。しかしながら、ピクセルクロックの異常検出も行おうとするとさらに回路規模が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、故障検出の対象となる信号を増やしても回路規模の削減が可能な半導体装置、表示システム、及び信号監視方法を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体装置は、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の故障検出部を備え、第１の故障検出部は、クロック源で生成された基準クロックを監視信号として被監視信号である第１の信号の故障を検出し、第ｉ（ｉは、２≦ｉ≦Ｎの整数）の故障検出部は、第（ｉ−１）の信号を監視信号として被監視信号である第ｉの信号の故障を検出するものである。

また、本発明に係る表示システムは、上記の半導体装置と、対象物の映像を取得し映像信号を出力する撮像部と、前記映像信号と合成する合成用映像信号を生成する情報処理部と、前記映像信号又は前記映像信号と前記合成用映像信号とを合成した合成映像信号を表示部に表示させるための画像データに変換する表示制御部と、前記表示制御部を制御する前記基準クロックを生成する前記クロック源と、前記画像データに基づいて画像を表示する表示部と、を備え、前記第１の信号ないし第Ｎの信号の各々は、前記表示制御部から出力される複数の画像表示用信号のいずれかであるものである。

一方、本発明に係る信号監視方法は、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の故障検出部を備えた信号監視装置による信号監視方法であって、第１の故障検出部により、クロック源で生成された基準クロックを監視信号として被監視信号である第１の信号の故障を検出し、第ｉ（ｉは、２≦ｉ≦Ｎの整数）の故障検出部により、第（ｉ−１）の信号を監視信号として被監視信号である第ｉの信号の故障を検出するものである。

本発明によれば、故障検出の対象となる信号を増やしても回路規模の削減が可能な半導体装置、表示システム、及び信号監視方法を提供することができる。

実施の形態に係る表示システムの構成の一例を示す機能ブロック図である。 実施の形態に係る画像表示装置における各画像表示用信号の動作状態を示すタイムチャートである。 実施の形態に係る信号監視回路の全体の構成の一例を示す機能ブロック図である。 実施の形態に係るピクセルクロック停止検出回路の一例を示す機能ブロック図、及びピクセルクロックの停止検出におけるタイムチャートを示す図である。 実施の形態に係る水平同期信号停止検出回路の一例を示す機能ブロック図、及び水平同期信号の停止検出におけるタイムチャートを示す図である。 実施の形態に係る信号停止検出回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態に係るデータイネーブル信号停止検出回路の一例を示す機能ブロック図、及びデータイネーブル信号の停止検出におけるタイムチャートを示す図である。 比較例に係る信号監視回路の全体の構成を示す機能ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。本実施の形態では、本発明に係る表示システムを、車両における車載用後方監視装置（バックモニタ）に適用した形態を例示して説明する。また、本実施の形態に係る半導体装置は、たとえば、以下に説明する信号監視回路１０を含む回路を半導体集積回路技術を用いて実現することにより得られる。

図１を参照して、本実施の形態に係る表示システム１について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る表示システム１は、画像表示装置（表示制御部）１２、カメラ１４、ＬＣＤ１６、クロック源２２、及びＭＣＵ２４を含んで構成されている。

カメラ１４は、一例として車両の後部に設置された車載カメラであり、車両後部周辺の映像を撮像し映像信号として画像表示装置１２へ出力する。

ＭＣＵ２４は、表示システム１を統括制御するとともに、カメラ１４で撮像された映像に合成する映像を生成し、合成用映像信号として画像表示装置１２へ出力する。

ＬＣＤ１６は、カメラ１４によって撮像された画像等を表示する液晶ディスプレイである。本実施の形態では、ディスプレイとしてＬＣＤを用いているが、これに限定されず、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ等他のディスプレイを用いてもよい。

クロック源２２は、画像表示装置１２の動作を制御する基準クロックである参照クロック（ＲＥＦ＿ＣＬＫ）を生成する回路である。クロック源２２は、一例として、水晶振動子を用いた水晶発振器により構成され、本実施の形態では、画像表示装置１２の外部に独立して設けられている。本実施の形態に係るクロック源２２は、たとえば二重化され、表示システム１とは独立した監視回路を設けることにより高信頼度とされているので、本実施の形態では、参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの故障は考慮しなくてよい。

画像表示装置１２は、画像処理部１８、及びＬＣＤ Ｉ／Ｆ２０を含んで構成されており、画像処理部１８は、カメラ１４から入力された映像信号、あるいはＭＣＵ２４から入力された合成用映像信号を処理して、ＬＣＤ１６を駆動するための画像データ信号を生成する。より具体的には、画像表示装置１２は、カメラ１４から入力されたアナログの映像信号に対してアナログ／ディジタル変換処理、サンプリング処理を行い、フレーム単位のディジタル形式の画像データ信号としてＬＣＤ１６に送る。また、画像表示装置１２は、ＭＣＵ２４で生成された映像信号、たとえばバック運転の操舵角に応じた車両走行予測軌跡を、カメラ１４で撮像された映像にスーパーインポーズした映像の画像データ信号を生成する。

画像表示装置１２では、画像データ信号とともに、画像表示用信号、すなわち、同期信号、データイネーブル信号ＤＥ、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫ等が生成される。同期信号とは、ＬＣＤ等のディスプレイで画面を走査するタイミングを決定するために用いられる信号であり、垂直同期信号と水平同期信号とがある。垂直同期信号Ｖ＿ＳＹＮＣは、フレーム単位の画像データ信号を処理する際の１フレームの期間を規定する同期信号であり、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣは、当該画像データ信号の１ラインの期間を規定する同期信号である。

一方、データイネーブル信号ＤＥは、有効な画像データ信号をＬＣＤ１６に入力するタイミングを示す信号であり、ピクセルクロックは、ＬＣＤ１６に表示する各画素データを更新するタイミングを示すクロック信号である。

本実施の形態に係る信号監視回路では、上記の画像表示用信号のうち、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫ、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣ、及びデータイネーブル信号ＤＥの監視を行う。図１では、画像処理部１８で生成されたピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫ、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥが、ＬＣＤ Ｉ／Ｆ２０に入力されている。ＬＣＤ Ｉ／Ｆ２０は、画像表示用信号を一旦終端し、異常の有無等について監視するためのインタフェースであり、異常がなければ該画像表示用信号をそのままＬＣＤ１６に送る。なお、画像データ信号も、画像処理部１８からＬＣＤ Ｉ＿Ｆ２０を介してＬＣＤ１６に送られるが、図１では省略している。

図２は、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫ、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥの動作を、参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの動作とともに示したタイムチャートである。

参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫは、上述したようにクロック源２２から供給されるクロックであり、その周波数は、一例として３２ＭＨｚである。ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの周波数は、ＬＣＤ１６の解像度によって異なるが、本実施の形態では、一例として３３〜１００ＭＨｚである。

図２に示すように、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣは、水平走査期間Ｔｈごとに１つのパルスを出力し、その周波数は、一例として３３〜４０ｋＨｚである。

データイネーブル信号ＤＥは、垂直走査期間Ｔｖを１周期として構成されており、垂直走査期間Ｔｖは、垂直データ有効期間Ｔｖｄと垂直ブランキング期間Ｔｖｂから構成されている。垂直ブランキング期間Ｔｖｂは、１フレームごとの帰線期間であり、この期間においては画像が表示されず、垂直データ有効期間Ｔｖｄ内の画素データが画像として表示される。

一方、垂直データ有効期間Ｔｖｄには１フレーム内のライン数分の水平走査期間Ｔｈが含まれ、各水平走査期間Ｔｈには、水平データ有効期間Ｔｈｄ及び水平ブランキング期間Ｔｈｂが含まれる。水平ブランキング期間Ｔｈｂは、１ラインごとの帰線期間でありこの期間は画像の表示を停止するので、実際に表示される画素データは水平データ有効期間Ｔｈｄ内の画素データである。したがって、データイネーブル信号ＤＥの周波数は、水平データ有効期間Ｔｈｄを１周期とすれば、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの周波数と同じ３３〜４０ｋＨｚとなるが、データイネーブル信号ＤＥの１周期の周波数でみた場合には、垂直同期信号の周波数（リフレッシュレート）となり、本実施の形態では、一例として６０Ｈｚとなっている。

つぎに、図３を参照して、本実施の形態に係る信号監視回路１０について説明する。図３に示すように、信号監視回路１０はＬＣＤ Ｉ／Ｆ２０に含まれ、ピクセルクロック停止検出回路５０、水平同期信号停止検出回路５２、及びデータイネーブル信号停止検出回路５４を備えている。ＬＣＤ Ｉ／Ｆ２０は、ＭＣＵ２４からＬＣＤ制御信号を受け取り、ＬＣＤを制御するための信号をＬＣＤ１６に送出する。

ピクセルクロック停止検出回路５０には、監視信号としての参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫとともに被監視信号としてのピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫが入力され、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの異常の有無が監視される。本実施の形態では、ある信号の監視を他の信号を用いて行っており、この場合の監視の対象となる信号を「被監視信号」といい、監視に用いる信号を「監視信号」という。監視の結果、異常がなければそのままＬＣＤ１６に出力され、異常があった場合には、アクティブにされた（異常を示す値に設定された）信号停止検出フラグＳＦがＭＣＵ２４に出力される。

なお、信号停止検出フラグＳＦは、画像表示用信号に停止等の異常が発生したことを画像表示用信号ごとに示すフラグであり、アクティブにされた信号停止検出フラグＳＦを受信したＭＣＵ２４は、ＬＣＤ１６の表示の停止等、表示システム１で規定された必要な処理を実行する。なお、信号停止検出フラグＳＦの詳細については後述する。

水平同期信号停止検出回路５２には、監視信号であるピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫとともに被監視信号である水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣが入力され、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの異常の有無が監視される。監視の結果、異常がなければそのままＬＣＤ１６に出力され、異常があった場合には、アクティブにされた信号停止検出フラグＳＦがＭＣＵ２４に出力される。

データイネーブル信号停止検出回路５４には、監視信号である水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣとともに被監視信号であるデータイネーブル信号ＤＥが入力され、データイネーブル信号ＤＥの異常の有無が監視される。監視の結果、異常がなければそのままＬＣＤ１６に出力され、異常があった場合には、アクティブにされた信号停止検出フラグＳＦがＭＣＵ２４に出力される。

以上のように、本実施の形態では、画像表示装置１２とは独立した外部クロックである参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫを監視信号としてピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫを監視し、異常の有無が監視されたピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫを監視信号として水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣを監視し、異常の有無が監視された水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣを監視信号としてデータイネーブル信号ＤＥを監視する構成となっている。

つぎに、図４ないし図７を参照し、ピクセルクロック停止検出回路５０、水平同期信号停止検出回路５２、及びデータイネーブル信号停止検出回路５４についてより詳細に説明する。

図４（ａ）は、ピクセルクロック停止検出回路５０の構成の一例を示す機能ブロック図であり、図４（ｂ）は、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの停止を検出する場合のタイムチャートである。図４（ａ）に示すように、ピクセルクロック停止検出回路５０は、トグル検出回路６０ａ、及びカウンタ６２ａを含んで構成されている。

トグル検出回路６０ａは、入力された被監視信号であるピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの０と１（ロウレベルとハイレベル）とが反転するごとに状態を遷移させる回路、たとえばＴ−ＦＦ（Ｔｏｇｇｌｅ−Ｆｌｉｐ Ｆｌｏｐ）を備え、遷移させるタイミングにおいてカウンタ６２ａをリセットするためのカウンタリセット信号ＣＲａを発生する。

カウンタ６２ａは、監視信号である参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの０と１とが反転するタイミングで、参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの入力数（パルス数）を計数する計数器である。そして、カウンタ６２ａで計数された計数値が、予め定められた許容範囲内の場合には、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫに異常（停止）は発生していないと判定し、予め定められた許容範囲外の場合には、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫに異常（停止）が発生していると判定する。

さらに、本実施の形態では、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの異常の発生／非発生に応じて、信号停止検出フラグＳＦａの値が設定される。より具体的には、本実施の形態では、信号停止検出フラグＳＦａの初期値は０に設定されており、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫに異常が発生した場合には、信号停止検出フラグＳＦａの値が１に設定される。

図４（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るトグル検出回路６０ａは、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの立ち上がりのタイミングで、カウンタリセット信号ＣＲａをカウンタ６２ａに出力する。一方、カウンタ６２ａは、参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの立ち上がりのタイミングで参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの入力数を計数している。

本実施の形態に係るカウンタ６２ａでは、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫに異常がない場合には、カウンタ６２ａによる参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの計数がカウンタリセット信号ＣＲａによってリセット（初期化）されるので、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫに異常がない場合のカウンタ６２ａの計数値ＣＮａは、０又は１となる。ＣＮａ＝１を正常とするのは、ジッタ等によりピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫと参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫとの間のタイミングが瞬間的にずれる場合を許容するためである。

一方、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫに異常が発生し、停止した場合には、トグル検出回路６０ａからカウンタリセット信号ＣＲａが発出されないので、カウンタ６２ａは、参照クロックＲＥＦ＿ＣＬＫの計数をリセットしない。したがって、カウンタ６２ａによる計数値は、１より大きな値となる。

以上から、カウンタ６２ａにおける異常の有無の判定は、カウンタ６２ａにおける計数値ＣＮａを用いた以下に示す（判定式１）にしたがって判定される。
（判定式１）
ＣＮａ＝０又は１ ・・・ 正常
ＣＮａ＞１ ・・・ 異常

ここで、カウンタ６２ａのビット数は計数値ＣＮａの最大値に設定すればよいから、本実施の形態では、たとえば１ビットとし、計数値ＣＮａが２以上となったらオーバーフローするようにすればカウンタ６２ａは簡易な回路ですむ。その結果、信号監視回路１０の回路規模を非常に小さくすることができる。

また、信号停止検出フラグＳＦａの設定は、以下に示す（フラグ設定式１）にしたがって設定される。
（フラグ設定式１）
ＣＮａ＝０又は１ ・・・ ＳＦａ＝０
ＣＮａ＞１ ・・・ ＳＦａ＝１

つぎに、図５を参照して、本実施の形態に係る水平同期信号停止検出回路５２について説明する。図５（ａ）は、水平同期信号停止検出回路５２の構成の一例を示す機能ブロック図であり、図５（ｂ）は、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの停止を検出する場合のタイムチャートである。図５（ａ）に示すように、水平同期信号停止検出回路５２は、トグル検出回路６０ｂ、及びカウンタ６２ｂを含んで構成されている。

トグル検出回路６０ｂは、入力された被監視信号である水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの０と１（ロウレベルとハイレベル）とが反転するごとに状態を遷移させる回路、たとえばＴ−ＦＦを備え、遷移させるタイミングにおいてカウンタ６２ｂをリセットするためのカウンタリセット信号ＣＲｂを発生する。

カウンタ６２ｂは、監視信号であるピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの０と１とが反転するタイミングで、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの入力数を計数する計数器である。
そして、カウンタ６２ｂで計数された計数値が、予め定められた許容範囲内の場合には、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣに異常（停止）は発生していないと判定し、予め定められた許容範囲外の場合には、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣに異常（停止）が発生していると判定する。

さらに、本実施の形態では、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの異常の発生／非発生に応じて、信号停止検出フラグＳＦｂの値が設定される。より具体的には、本実施の形態では、信号停止検出フラグＳＦｂの初期値は０に設定されており、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣに異常が発生した場合には、信号停止検出フラグＳＦｂの値が１に設定される。

図５（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るトグル検出回路６０ｂは、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの立ち下がりのタイミングで、カウンタリセット信号ＣＲｂをカウンタ６２ｂに出力する。一方、カウンタ６２ｂは、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの立ち上がりでピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの入力数を計数している。

本実施の形態に係るカウンタ６２ｂでは、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣに異常がない場合には、カウンタ６２ｂによる計数値ＣＮｂが所定の値Ｍになった時点で、カウンタリセット信号ＣＲｂによりカウンタ６２ｂによるピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの計数がリセットされる。

一方、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣに異常が発生し、停止した場合には、トグル検出回路６０ｂからカウンタリセット信号ＣＲｂ発出されないので、カウンタ６２ｂは、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫの計数をリセットしない。したがって、カウンタ６２ｂによる計数値は、Ｍより大きな値となる。

図６を参照して、カウンタ６２ｂの動作と信号停止検出フラグＳＦｂの設定動作について、より詳細に説明する。図６（ａ）は、トグル検出回路６０ｂの入力信号である水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣを、図６（ｂ）は、カウンタ６２ｂにおける計数値ＣＮｂを、図６（ｃ）は、信号停止検出フラグＳＦｂを、各々示している。図６（ａ）に示すように、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣのトグルが正常に行われた場合には、図６（ｂ）に示すようにカウンタ６２ｂの計数値ＣＮｂはＭでリセットされる。この場合、図６（ｃ）に示すように信号停止検出フラグＳＦｂの値は０のままである。

一方、図６（ａ）に示すように、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣが停止して信号の欠落が発生すると、トグル検出回路６０ｂからカウンタリセット信号ＣＲｂが発出しないので、図６（ｂ）に示すようにカウンタ６２ｂの計数値ＣＮｂはＭ＋１以上となり、カウンタ６２ｂのオーバーフローが発生する。図６（ｃ）に示すように、このタイミングで信号停止検出フラグＳＦｂの値が１とされ、信号停止検出フラグＳＦｂがアクティブとされる。

以上から、カウンタ６２ｂにおける異常の有無の判定は、カウンタ６２ｂにおける計数値ＣＮｂを用いた以下に示す（判定式２）にしたがって判定される。
（判定式２）
ＣＮｂ≦Ｍ ・・・ 正常
ＣＮｂ＞Ｍ＋１ ・・・ 異常

このように、本実施の形態では、比較的周波数の高いピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫを監視信号とする場合には、画像表示用信号の中では周波数が高めの水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣを被監視信号として選択することにより、つまり、監視信号の周波数に近い周波数を有する被監視信号を選択することにより、極力カウンタ６２ｂのビット数を削減すようにしている。

一方、信号停止検出フラグＳＦｂの設定は、以下に示す（フラグ設定式２）にしたがって設定される。
（フラグ設定式２）
ＣＮｂ≦Ｍ ・・・ ＳＦｂ＝０
ＣＮｂ＞Ｍ＋１ ・・・ ＳＦｂ＝１

つぎに、図７を参照して、本実施の形態に係るデータイネーブル信号停止検出回路５４について説明する。図７（ａ）は、データイネーブル信号停止検出回路５４の構成の一例を示す機能ブロック図であり、図７（ｂ）は、データイネーブル信号ＤＥの停止を検出する場合のタイムチャートである。図７（ａ）に示すように、データイネーブル信号停止検出回路５４は、トグル検出回路６０ｃ、及びカウンタ６２ｃを含んで構成されている。

トグル検出回路６０ｃは、入力された被監視信号であるデータイネーブル信号ＤＥの０と１（ロウレベルとハイレベル）とが反転するごとに状態を遷移させる回路、たとえばＴ−ＦＦを備え、遷移させるタイミングにおいてカウンタ６２ｃをリセットするためのカウンタリセット信号ＣＲｃを発生する。

カウンタ６２ｃは、監視信号である水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの０と１とが反転するタイミングで、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの入力数を計数する計数器である。そして、カウンタ６２ｃで計数された計数値が、予め定められた許容範囲内の場合には、データイネーブル信号ＤＥに異常（停止）は発生していないと判定し、予め定められた許容範囲外の場合には、データイネーブル信号ＤＥに異常（停止）が発生していると判定する。

さらに、本実施の形態では、データイネーブル信号ＤＥの異常の発生／非発生に応じて、信号停止検出フラグＳＦｃの値が設定される。より具体的には、本実施の形態では、信号停止検出フラグＳＦｃの初期値は０に設定されており、データイネーブル信号ＤＥに異常が発生した場合には、信号停止検出フラグＳＦｃの値が１に設定される。

図７（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るトグル検出回路６０ｃは、データイネーブル信号ＤＥの垂直ブランキング期間Ｔｖｂの立ち下がりのタイミングで、カウンタリセット信号ＣＲｃをカウンタ６２ｃに出力する。この際、垂直ブランキング期間Ｔｖｂの立ち下がりのタイミング以外の立ち下りにおけるカウンタリセット信号はマスキングされている。一方、カウンタ６２ｃは、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの立ち下がりのタイミングで水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの入力パルス数を計数している。

本実施の形態に係るカウンタ６２ｃでは、データイネーブル信号ＤＥに異常がない場合には、カウンタ６２ｃによる計数値ＣＮｃが所定の値Ｎ１になった時点で、カウンタリセット信号ＣＲｃによりカウンタ６２ｃによる水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの計数がリセットされる。

一方、データイネーブル信号ＤＥに異常が発生し、停止した場合には、トグル検出回路６０ｃからカウンタリセット信号ＣＲｃ発出されないので、カウンタ６２ｃは、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの計数をリセットしない。したがって、カウンタ６２ｃによる計数値は、Ｎ１より大きな値となる。カウンタ６２ｃの動作と信号停止検出フラグＳＦｃの設定動作は、図６で説明した内容と同様であるので説明を省略する。

以上から、カウンタ６２ｃにおける異常の有無の判定は、カウンタ６２ｃにおける計数値ＣＮｃを用いた以下に示す（判定式３）にしたがって判定される。
（判定式３）
ＣＮｃ≦Ｎ１ ・・・ 正常
ＣＮｃ＞Ｎ１＋１ ・・・ 異常

また、信号停止検出フラグＳＦｃの設定は、以下に示す（フラグ設定式３）にしたがって設定される。
（フラグ設定式３）
ＣＮｃ≦Ｎ１ ・・・ ＳＦｃ＝０
ＣＮｃ＞Ｎ１＋１ ・・・ ＳＦｃ＝１

なお、上記実施の形態に係るトグル検出回路６０ｃでは、データイネーブル信号ＤＥの垂直ブランキング期間Ｔｖｂの立ち下がりのタイミングで、カウンタリセット信号ＣＲｃをカウンタ６２ｃに出力する形態を例示して説明したが、これに限られない。たとえば、データイネーブル信号ＤＥのすべての立ち下りのタイミングでカウンタリセット信号ＣＲｃをカウンタ６２ｃに出力する形態としてもよい。

この場合、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣの周波数と、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣに対応する部分のデータイネーブル信号ＤＥの周波数とは同じであるので、基本的に、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣはパルスごとにカウンタリセット信号ＣＲｃによりリセットされる。ただし、垂直ブランキング期間Ｔｖｂでは、データイネーブル信号ＤＥが正常であっても水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣが計数されるので、この計数値をＮ２とすれば、カウンタ６２ｃにおける異常の有無の判定は、カウンタ６２ｃにおける計数値ＣＮｃを用いた以下に示す（判定式４）にしたがって判定される。
（判定式４）
ＣＮｃ≦Ｎ２ ・・・ 正常
ＣＮｃ＞Ｎ２＋１ ・・・ 異常

また、信号停止検出フラグＳＦｃの設定は、以下に示す（フラグ設定式４）にしたがって設定される。
（フラグ設定式４）
ＣＮｃ≦Ｎ２ ・・・ ＳＦｃ＝０
ＣＮｃ＞Ｎ２＋１ ・・・ ＳＦｃ＝１

上記のようにトグル検出回路６０ｃを構成すると、一般的にＮ２＜Ｎ１であるので、さらにカウンタ６２ｃのビット数を小さくすることができ、その結果さらに信号監視回路１０の回路規模を削減することが可能となる。

以上詳述したように、本実施の形態に係る信号監視回路によれば、３つの信号停止検出回路（ピクセルクロック停止検出回路、水平同期信号停止検出回路、データイネーブル信号停止検出回路）が従属して接続され、最初の信号停止検出回路では故障が発生していない参照ロックを監視信号とし、２段目以降の信号停止検出回路では、前段で故障のないことが確認された信号を監視信号として各信号の監視を行っている。したがって、監視信号と被監視信号の故障の切り分け（いずれが故障しているかの区別）が可能となる。

また、本実施の形態に係る信号監視回路によれば、監視信号として、被監視信号の周波数に近い周波数を有する信号を選択しているので、被監視信号のパルス数を計数するカウンタの最大ビット数が少なくてすみ、その結果半導体装置の回路規模を削減することが可能となる。

なお、上記実施の形態では、ピクセルクロックＰＩＸ＿ＣＬＫ、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣ、及びデータイネーブル信号ＤＥの３つの信号を被監視信号とする形態を例示して説明したが、これに限られず、これらのうちのいずれか２つとしてもよいし、あるいは、たとえば垂直同期信号Ｖ＿ＳＹＮＣ等を加えて、監視信号を４つ以上としてもよい。また、被監視信号と監視信号との組み合わせも上記実施の形態に限定されることなく、許容されるカウンタの最大ビット数等に応じて他の組み合わせとしてもよい。

１ 表示システム
１０ 信号監視回路
１２ 画像表示装置
１４ カメラ
１６ ＬＣＤ
１８ 画像処理部
２０ ＬＣＤ Ｉ／Ｆ
２２ クロック源
２４ ＭＣＵ
５０ ピクセルクロック停止検出回路
５２ 水平同期信号停止検出回路
５４ データイネーブル信号停止検出回路
６０ トグル検出回路
６２ カウンタ
１００ 信号監視回路
１６０ ＬＣＤ
２００ ＬＣＤ Ｉ／Ｆ
２４０ ＭＣＵ
５２０ 水平同期信号停止検出回路
５４０ データイネーブル信号停止検出回路
ＰＩＸ＿ＣＬＫ ピクセルクロック
Ｈ＿ＳＹＮＣ 水平同期信号
ＤＥ データイネーブル信号
ＣＲ カウンタリセット信号
ＣＮ 計数値
ＳＦ 信号停止検出フラグ
Ｔｖ 垂直走査期間
Ｔｖｄ 垂直データ有効期間
Ｔｖｂ 垂直ブランキング期間
Ｔｈ 水平走査期間
Ｔｈｄ 水平データ有効期間
Ｔｈｂ 水平ブランキング期間

Claims (8)

1. Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の故障検出部を備え、
   第１の故障検出部は、クロック源で生成された基準クロックを監視信号として被監視信号である第１の信号の故障を検出し、
   第ｉ（ｉは、２≦ｉ≦Ｎの整数）の故障検出部は、第（ｉ−１）の信号を監視信号として被監視信号である第ｉの信号の故障を検出する
   半導体装置。
2. 前記第１の故障検出部ないし第Ｎの故障検出部の各々における監視信号は、当該故障検出部の被監視信号の周波数と近い周波数を有する信号から選択された
   請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１の故障検出部ないし第Ｎの故障検出部の各々は、監視信号の入力数を計数するカウンタ、及び被監視信号のトグルを検出するとともに前記カウンタの計数を初期化させるリセット信号を生成するトグル検出部を備える
   請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記カウンタの各々は、前記被監視信号に故障が発生して前記リセット信号の生成が停止したことにより前記カウンタにオーバーフローが発生した場合に、前記被監視信号に故障が発生したことを報知する報知部を備える
   請求項３に記載の半導体装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置と、
   対象物の映像を取得し映像信号を出力する撮像部と、
   前記映像信号と合成する合成用映像信号を生成する情報処理部と、
   前記映像信号又は前記映像信号と前記合成用映像信号とを合成した合成映像信号を表示部に表示させるための画像データに変換する表示制御部と、
   前記表示制御部を制御する前記基準クロックを生成する前記クロック源と、
   前記画像データに基づいて画像を表示する表示部と、を備え、
   前記第１の信号ないし第Ｎの信号の各々は、前記表示制御部から出力される複数の画像表示用信号のいずれかである
   表示システム。
6. 請求項４に記載の半導体装置と、
   対象物の映像を取得し映像信号を出力する撮像部と、
   前記映像信号と合成する合成用映像信号を生成する情報処理部と、
   前記映像信号又は前記映像信号と前記合成用映像信号とを合成した合成映像信号を表示部に表示させるための画像データに変換する表示制御部と、
   前記表示制御部を制御する前記基準クロックを生成する前記クロック源と、
   前記画像データに基づいて画像を表示する表示部と、を備え、
   前記第１の信号ないし第Ｎの信号の各々は、前記表示制御部から出力される複数の画像表示用信号のいずれかであり、
   前記表示制御部は、前記報知部からの報知に基づいて前記表示部での画像の表示を停止させる
   表示システム。
7. 前記半導体装置は３個の故障検出部を備え、
   前記第１の信号はピクセルクロックであり、前記第２の信号は水平同期信号であり、前記第３の信号はデータイネーブル信号である
   請求項５又は請求項６に記載の表示システム。
8. Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の故障検出部を備えた信号監視装置による信号監視方法であって、
   第１の故障検出部により、クロック源で生成された基準クロックを監視信号として被監視信号である第１の信号の故障を検出し、
   第ｉ（ｉは、２≦ｉ≦Ｎの整数）の故障検出部により、第（ｉ−１）の信号を監視信号として被監視信号である第ｉの信号の故障を検出する
   信号監視方法。