JPH06150029A - リセット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータの電源電圧低下状態に
応じてマイクロコンピュータのリセット期間を変更でき
るリセット制御装置を提供する。 【構成】 安定化電源電圧レベルを、電圧監視回路１
０，１１で基準レベルＨｔｈ，Ｌｔｈと比較し、比較結
果に基づいて、電源電圧レベルが、相対的にレベルの高
いレベルＨｔｈよりも高い第１状態、該レベルＨｔｈよ
りも低い第２状態、及び相対的にレベルの低いレベルＬ
ｔｈよりも低い第３状態を判定可能な順序回路１２を設
け、その判定結果が第１条状態と第２状態との間を推移
する場合第２状態の期間に応ずる期間でマイクロコンピ
ュータ１をリセットし、判定結果が第３状態をも含んで
推移する場合には第２及び第３状態の期間に応ずる期間
を越えてマイクロコンピュータ１をリセットする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロコンピュータシ
ステムに適用されるリセット制御装置に係り、例えば自
動車のエンジン制御システムなど安全性が重要視される
マイクロコンピュータシステムに利用して有効な技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロコンピュータシステムの
ために電源制御用ＩＣが提供されている。斯る電源制御
用ＩＣは、マイクロコンピュータへ安定化電源を供給す
る回路や、マイクロコンピュータのプログラムの異常ル
ープや暴走を監視する回路を備え、暴走検出時にはマイ
クロコンピュータをリセット状態にし、また電源投入時
には発振回路などの内部回路の動作状態が安定化するた
めに必要な一定期間リセット状態（パワーオンリセッ
ト）を保持するための信号を出力する。このような電源
制御用ＩＣについて記載された文献の例としては、昭和
６２年３月に株式会社日立製作所発行の「ＨＤ６３０１
Ｙ０、ＨＤ６３０３Ｙアプリケーションノート ハード
ウエア編」第２３２頁〜第２３３頁がある。

【０００３】さらに上記に加えてマイクロコンピュータ
の電源電圧を監視し、規定電圧以下になった場合もマイ
クロコンピュータをリセット状態にする必要のあること
を本発明者は見出した。マイクロコンピュータの電源電
圧が規定電圧以下になった場合、例えば、マイクロコン
ピュータのレジスタなどの内容を別の記憶装置（例えば
ＳＲＡＭなど）に格納させたりした後、マイクロコンピ
ュータを初期化するという手順でマイクロコンピュータ
システムの誤動作を防止する。そのためには、上記した
従来の電源制御用ＩＣに加え、電源電圧を監視するため
のＩＣもしくはトランジスタなどのディスクリートデバ
イスで構成した回路を追加することができる。

【０００４】このとき、電源投入時はパワーオンリセッ
トを行うので、電源電圧が瞬間的に規定電圧以下になっ
た場合にも、電源投入時と同様にマイクロコンピュータ
を一定期間パワーオンリセット状態に保持することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロコンピュータの電源電圧が規定電圧以下になったと
き、どのような場合にも、電源投入時と同様のパワーオ
ンリセットを行っていたのでは、パワーオンリセットが
行われる比較的長い期間において、マイクロコンピュー
タは対象システムを実質的に制御することができない。
例えば、自動車のエンジン制御システムやブレーキ制御
システムなどの車載のマイクロコンピュータシステムに
おいて、マイクロコンピュータがリセット状態となった
期間は、エンジンやブレーキに対する実質的な制御を行
うことができない。そのような制御休止期間は絶対的に
は短い時間であるが、システムの安全性や操作性に万全
を期するには、斯る実質的な制御不能期間は短いほど望
ましい。この点において本発明者は、マイクロコンピュ
ータの電源電圧低下の状態判別を行い、必要な場合にだ
けパワーオンリセットのような比較的長い期間に亘って
リセット状態を維持して、システムの安全性や操作性に
万全を期することの必要性を見出した。

【０００６】本発明の目的は、マイクロコンピュータの
電源電圧低下状態に応じてマイクロコンピュータのリセ
ット期間を変更できるリセット制御装置を提供すること
にある。

【０００７】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。

【０００８】

【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下記
の通りである。

【０００９】すなわち、マイクロコンピュータに利用さ
れる電源の電圧レベルを、比較手段にて相互にレベルの
異なる複数の基準レベルと比較し、当該比較結果に基づ
いて、前記比較すべき電源の電圧レベルが、絶対値的な
意味において相対的にレベルの高い基準レベルよりもレ
ベルの高い第１状態、その基準レベルよりもレベルの低
い第２状態、及び絶対値的な意味において相対的にレベ
ルの低い基準レベルよりもレベルが低い第３状態を判定
可能な判定手段を設け、その判定手段による判定結果が
第１条状態と第２状態との間を推移する場合当該第２状
態の期間に応ずる期間を以ってマイクロコンピュータの
リセット信号をリセット指示レベルに維持し、判定手段
による判定結果が第３状態をも含んで推移する場合には
第２及び第３状態の期間に応ずる期間を越えて前記リセ
ット信号をリセット指示レベルに維持するリセット信号
生成手段を採用する。

【００１０】安定化電源回路を内蔵するとき、前記比較
手段は、外部電源又は出力すべき安定化電源の電圧レベ
ルを比較対象とすることができる。

【００１１】マイクロコンピュータの異常ループや暴走
を監視する機能も付加するには、マイクロコンピュータ
のプログラムランニングパルス信号の所定周期毎に計数
動作がリセットされ、その計数動作のオーバーフローに
よって、リセット信号を生成するウォッチドッグタイマ
を設ける。

【００１２】

【作用】上記した手段によれば、リセット信号生成手段
は、比較手段の比較結果に基づいて判別手段が判別した
マイクロコンピュータの電源電圧低下の状態に応じて、
マイクロコンピュータのリセット期間を変更可能とす
る。このことは、マイクロコンピュータの電源電圧が瞬
間的に規定電圧以下になった場合でも、電源投入時と同
様にマイクロコンピュータをパワーオンリセット状態に
維持することなく、速やかにマイクロコンピュータの再
起動を可能に作用し、以って、必要な場合にだけパワー
オンリセットのような比較的長い期間に亘ってリセット
状態を維持して、システムの安全性や操作性に万全を期
する。

【００１３】

【実施例】図１には本発明に係るリセット制御装置の一
実施例が示される。

【００１４】同図において１はマイクロコンピュータシ
ステムを全体的に制御するための半導体集積回路化され
たマイクロコンピュータ、２は本実施例のリセット制御
装置であり、その他の周辺回路は図示を省略してある。
本実施例のリセット制御装置２は、特に制限されない
が、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリ
コンのような１個の半導体基板に形成されている。部分
的に図示されたマイクロコンピュータシステムは、特に
制限されないが、自動車のエンジン制御システムやブレ
ーキ制御システムのように制御対象機器の安全並びに操
作性が要求されるシステムである。リセット制御装置２
は、外部電源スイッチ３を介して１２Ｖのバッテリーの
ような外部電源４が供給される電源端子５、５Ｖのよう
な安定化電源を出力する電源端子６、リセット信号ＲＥ
Ｓの出力端子７、及びプログラムランニングパルス信号
ＰＲＰのような周期信号の入力端子８を備える。前記安
定化電源は外部電源を入力する安定化電源回路９にて形
成される。この安定化電源回路９は、特に制限されない
が、公知のシリーズレギュレータやスイッチングレギュ
レータで構成することができる。前記リセット信号ＲＥ
Ｓはマイクロコンピュータ１のリセット端子７０に供給
される。プログラムランニングパルス信号ＰＲＰはマイ
クロコンピュータ１の所定のポート８０から出力され
る。電源制御回路２は、電源監視のために、２個の電圧
監視回路１０，１１、順序回路１２、及びリセット信号
出力制御回路１３を備え、また、マイクロコンピュータ
２１の暴走若しくは異常ループを監視するためにウォッ
チドッグタイマ１４を有する。

【００１５】前記電圧監視回路１０，１１は、電源端子
６から出力すべき安定化電源の電圧レベルを、相互にレ
ベルの異なる複数の基準レベル（電圧監視レベルとも記
す）と比較する比較手段を構成し、例えば、一方の電圧
監視回路１０は安定化電源の電圧レベルの２／３の電圧
レベルを基準レベル（Ｈｔｈ）とし、他方の電圧監視回
路１１は安定化電源の電圧レベルの１／３の電圧レベル
を基準レベル（Ｌｔｈ）とし、入力が基準レベル以下の
状態で比較結果を論理”１”とする。

【００１６】前記順序回路１２は、前記電圧監視回路１
０，１１による比較結果を入力し、安定化電源の電圧レ
ベルが、絶対値的な意味において前記基準レベルレベル
Ｈｔｈよりもレベルの高い第１状態、その基準レベルＨ
ｔｈよりもレベルの低い第２状態、絶対値的な意味にお
いて前記基準レベルＬｔｈよりもレベルの低い第３状態
を判定する。本実施例に従えば、双方の電圧監視回路１
０，１１の出力が論理”１”のとき前記第１状態、一方
の電圧監視回路１０の出力だけが論理”１”のとき前記
第２状態、双方の電圧監視回路１０，１１の出力が論
理”１”のとき前記第３状態と判定する。

【００１７】前記リセット信号出力制御回路１３は、順
序回路１２による判定結果が第１条状態と第２状態との
間を推移する場合当該第２状態の期間に応ずる期間を以
ってマイクロコンピュータのリセット信号ＲＥＳをリセ
ット指示レベルに維持し、順序回路１２による判定結果
が第３状態をも含んで推移する場合には第２及び第３状
態の期間に応ずる期間を越えて前記リセット信号ＲＥＳ
をリセット指示レベルに維持する。すなわち、図２にも
示されるように、安定化電源の電圧レベルが第２状態を
経て再度規定電圧レベルに戻るときは、その第２の状態
の期間中にリセット信号ＲＥＳをリセットイネーブルレ
ベル（本実施例に従えばローレベル）にする。図２にお
いて斯る第２状態の期間に応ずるマイクロコンピュータ
の状態は単にリセットと記されている。安定化電源の電
圧レベルが第３の状態を含んで推移したときは、安定化
電源の電圧レベルが規定電圧レベルに戻っても、第２状
態の期間はもとよりその後第１状態に復帰した一定期間
更にリセット信号をリセットネーブルレベルに維持す
る。図２において斯る第２状態から第１状態に復帰した
後の一定期間に応ずるマイクロコンピュータの状態は単
にパワーオンリセットと記されている。

【００１８】前記ウォッチドッグタイマ１４は、前記入
力端子に供給されるプログラムランニングパルス信号Ｐ
ＲＰの所定周期毎に計数動作がリセットされ、その計数
動作のオーバーフローによって、前記リセット端子７か
ら出力すべきリセット信号ＲＥＳを生成する。プログラ
ムランニングパルス信号ＰＲＰは、マイクロコンピュー
タがその動作プログラムの所定ルーチンを実行する毎の
周期を以って変化されるような信号であり、マイクロコ
ンピュータが正常に動作しているときは一定の許容範囲
でその周期が変化されるだけであり、一旦マイクロコン
ピュータに異常ループや暴走を生ずるとその周期が許容
範囲を越えて変化される。ウォッチドッグタイマ１４は
その様な周期の変化からマイクロコンピュータ１の処理
に異常ループや暴走を生じたことを検出してマイクロコ
ンピュータをリセットする。尚、ウォッチドッグタイマ
１４が出力するリセット信号とリセット信号出力制御回
路１３が出力するリセット信号は、例えば論理和ゲート
１５を介して外部端子７に与えられる。

【００１９】図２には図１に示されるマイクロコンピュ
ータシステムにおける電源電圧低下に伴うリセット動作
の一例タイミングチャートが示される。

【００２０】リセット制御装置２に外部電源４から電源
が印加されると、安定化電源回路９の作用によりマイク
ロコンピュータ１へ安定化電源が供給される。このと
き、マイクロコンピュータ１に供給されるべき電源が安
定化電圧まで上昇する過程において、マイクロコンピュ
ータ１の電源電圧は第３状態及び第２状態を推移し、当
該電源電圧が電圧監視回路１０に設定された電圧監視レ
ベルＨｔｈ以上になるまでの期間、リセット信号ＲＥＳ
は、ローレベルとされ、マイクロコンピュータ１はリセ
ットの状態に置かれている。このとき、順序回路１２は
第２状態に前に第３状態であったこと認識しているの
で、その電源電圧が電圧監視レベルＨｔｈ以上になった
時点からある一定期間さらにリセット信号をローレベル
に維持して、マイクロコンピュータ１をパワーオンリセ
ットの状態とする。このパワーオンリセットの期間経過
後、リセット信号ＲＥＳはハイレベルにされ、マイクロ
コンピュータのリセット状態が解除される。これ以降マ
イクロコンピュータ１はその動作プログラムにしたがっ
て動作を開始する。

【００２１】マイクロコンピュータの動作中に外来ノイ
ズなどの影響でマイクロコンピュータへの電源電圧が低
下して、電圧監視レベルＨｔｈ以下になるとリセット信
号ＲＥＳはローレベルにされる（リセットの状態）。こ
のときの電源電圧低下が瞬間的なもので、電圧監視回路
１１に設定された電圧監視レベルＬｔｈ以下にならずに
電源電圧が上昇した場合は、電圧監視レベルＨｔｈ以上
になった時点でリセット信号ＲＥＳはハイレベルにされ
る（リセット状態の解除）。

【００２２】また、著しい電源電圧低下を生じて、電圧
監視レベルＬｔｈ以下まで低下した場合には、電源電圧
が第１状態に復帰した後も、電源投入時と同様に電圧判
定レベルＨｔｈ以上になった時点から一定期間リセット
信号ＲＥＳがローレベルにされて、マイクロコンピュー
タ１はパワーオンリセットの状態とされる。

【００２３】本実施例によれば以下の作用効果がある。 （１）マイクロコンピュータ１の電源電圧が電圧監視レ
ベルＬｔｈまで低下した場合はマイクロコンピュータ１
をリセット並びにパワーオンリセットの状態に制御して
システムの誤動作を完全に防止するが、該電源電圧が電
圧監視レベルＬｔｈ以下まで低下せずに電圧上昇した場
合はマイクロコンピュータ１をパワーオンリセットの状
態に移行させずに、速やかにリセット状態を解除して、
マイクロコンピュータの制御休止期間を必要最小限とす
る。これによりマイクロコンピュータ１の電源電圧が瞬
間的に規定電圧以下になった場合でも、電源投入時と同
様に一定期間マイクロコンピュータ１をリセット状態に
することなく、速やかにマイクロコンピュータ１の再起
動が可能になる。 （２）上記より自動車のエンジン制御システムやブレー
キ制御システムなどの車載のマイクロコンピュータシス
テムにおいて、制御休止期間が不要に長くなる事態を防
止して、そのシステムの安全性や操作性に万全を期する
ことができる。 （３）上記実施例のリセット制御装置は１個の半導体集
積回路化されている。これと同様の構成を、フリップフ
ロップなどの汎用ロジックＩＣを使用して実現した場合
には、マイクロコンピュータシステムの小型化並びに回
路構成の簡易若しくは回路部品点数の低減という要請に
反し、また、汎用ロジックＩＣを使用して電源電圧低下
の状態判別回路を構成した場合には構成部品点数が多く
なって各部品間の接続が複雑になり、さらに各構成部品
の特性バラツキによってインタフェースタイミングの調
整が困難となる。したがって、単一の半導体集積化され
た本実施例のリセット制御装置は、高い信頼性を以って
マイクロコンピュータのリセット制御を行うことができ
る。

【００２４】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。

【００２５】例えば、３種類以上の電圧監視レベルを設
けて安定化前の電圧を監視する構成にも適用することが
できる。また、電源電圧低下の第１乃至第３状態の判別
は、直接電圧レベルを判定する他、一つの電圧判定レベ
ル以下になっている時間の長短によって擬似的に第１状
態乃至第３状態を判別することも可能である。また、電
源電圧の変動要因が専らバッテリーのような外部電源に
ある場合、比較すべき電源電圧を外部電源電圧としても
よい。本発明のリセット制御装置は上記実施例のような
専用の単体ＬＳＩとして構成されるものに限定されず、
マイクロコンピュータに内蔵してもよい。この場合に安
定化電源回路は外付けにする。

【００２６】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車載の
マイクロコンピュータシステムに適用した場合について
説明したが、その他各種マイクロコンピュータシステム
に適用することができる。本発明は、少なくともマイク
ロコンピュータの電源電圧低下状態に応じてマイクロコ
ンピュータのリセット期間を変更する条件のものに適用
できる。

【００２７】

【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。

【００２８】（１）リセット信号生成手段は、比較手段
の比較結果に基づいて判別手段が判別したマイクロコン
ピュータの電源電圧低下の状態に応じて、マイクロコン
ピュータのリセット期間を変更可能とするから、マイク
ロコンピュータの電源電圧が瞬間的に規定電圧以下にな
った場合でも、電源投入時と同様にマイクロコンピュー
タをパワーオンリセット状態に維持することなく、速や
かにマイクロコンピュータの再起動を可能にできる。 （２）これにより、必要な場合にだけパワーオンリセッ
トのような比較的長い期間に亘ってリセット状態が維持
され、マイクロコンピュータシステムにおける制御休止
期間が不要に長くされず、システムの安全性や操作性に
万全を期することができる。 （３）半導体集積回路化されているので、高い信頼性を
以ってマイクロコンピュータのリセット制御を行うこと
ができる。 （４）ウォッチドッグタイマを更に内蔵することによ
り、マイクロコンピュータの異常ループや暴走を監視す
る機能も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリセット制御装置の一実施ブロッ
ク図である。

【図２】図１に示されるマイクロコンピュータシステム
における電源電圧低下に伴うリセット動作の一例タイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１ マイクロコンピュータシステム ２ リセット制御装置 ５ 電源端子 ６ 電源端子 ９ 安定化電源回路 １０，１１ 電圧監視回路 Ｈｔｈ，Ｌｔｈ 電圧監視レベル １２ 順序回路 １３ リセット信号出力制御回路 １４ ウォッチドッグタイマ ＲＥＳ リセット信号 ＰＲＰ プログラムランニングパルス信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロコンピュータに利用される電源
   の電圧レベルを、相互にレベルの異なる複数の基準レベ
   ルと比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて、前記比較すべき電
   源の電圧レベルが、絶対値的な意味において相対的にレ
   ベルの高い基準レベルよりもレベルの高い第１状態、そ
   の基準レベルよりもレベルの低い第２状態、及び絶対値
   的な意味において、相対的にレベルの低い基準レベルよ
   りもレベルの低い第３状態を判定可能な判定手段と、 その判定手段による判定結果が第１状態と第２状態との
   間を推移する場合当該第２状態の期間に応ずる期間を以
   ってマイクロコンピュータのリセット信号をリセット指
   示レベルに維持し、判定手段による判定結果が第３状態
   をも含んで推移する場合には第２及び第３状態の期間に
   応ずる期間を越えて前記リセット信号をリセット指示レ
   ベルに維持するリセット信号生成手段とを、１個の半導
   体基板に含んで成るものであることを特徴とするリセッ
   ト制御装置。
2. 【請求項２】 外部電源を受け、これを安定化して出力
   する安定化電源回路を更に備え、前記比較手段は、外部
   電源又は出力すべき安定化電源の電圧レベルを、相互に
   レベルの異なる複数の基準レベルと比較するものである
   ことを特徴とする請求項１記載のリセット制御装置。
3. 【請求項３】 マイクロコンピュータシステムのプログ
   ラムランニングパルス信号の所定周期毎に計数動作がリ
   セットされ、その計数動作のオーバーフローに基づいて
   マイクロコンピュータのリセット信号を生成するウォッ
   チドッグタイマを更に含んで成るものであることを特徴
   とする請求項１又は２記載のマイクロコンピュータシス
   テムのリセット制御装置。