JPS58112116A - マイコンシステム用複合デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種のマイクロコンピュータ制御システムに
使用される供給安定化電源制御回路とマイコンの誤動作
防止を行なう為のリセットパルス発生回路とが１チツプ
ＩＯ化技術によって同一のシリコンチップ基板上に形成
された複合機能を有するデバイスに関する。

近年マイコンを用いた制御システムは、あらゆる分野に
適用されてきている。このマイコン制御システムには、
供給電源制御回路部が不可欠である。又、システムの安
全性、信頼性の点から、特に安全性が最も要求される車
載用電子機器におい又は、マイコンの暴走忙よる誤動作
、事故を防止あるいは最少限にくい止める為のリセット
パルス発生回路が不可欠となってきている。

第１図には、従来の各種マイコン制御システムのハード
構成のブロック図が示されている。このマイコン制御シ
ステムは、図示のようにＯＰＵ用Ｌ８Ｉ２．Ｉ１０イン
ターフェイス用Ｌ８１３゜ＲＡＭ４．ＲＯＭ！５等のＬ
ＳＩ、　アナログ信号用ＩＣ，ディジタル信号用工０等
の１０７およびディスクリート部品より構成されている
。マイコン制御システムには、制御目的に応じてこれら
の電子部品が選択使用されている。マイコン制御に不可
欠な供給電圧制御部−１）よびマイコンの誤動作防止用
のリセットパルス発生回路６のような回路は、ＩＩＩか
ら構成されず工０あるいはディスクリート部品で構成さ
れている。

しかしながら、このマイコン制御システムは、ＬＳＩ構
成部品以外の部品点数が多（、コストが高い、プリント
基板等における実装面積が大きい、システム設計が困難
である等の欠陥を持つ。このマイコン制御システムは、
プリント基板配＠等を介して結合させる部品点数が多い
ことによっ又、充分に高い信頼性を持たない。従っ工、
このマイコン制御システムは、上記車載用電子機器のよ
うな高い信頼性が必要とされる用途には必ずしも適さな
い。

従って本発明の目的は、各種マイコン制御システムに使
用される供給電源制御回路および誤動作防止を行なう為
のリセットパルス発生回路を１チツプエＣ化技術によっ
℃同一のシリコンチップ基板上に形成し、従来のディス
クリート部品構成における部品点数の増大、コスト高、
実装面積の増１ 大およびシステム設計の困難性などの問題点を解決し、
しかも高い安全性にされたシステムを提供することｋあ
る。

このように、−マイコン制御システムにおいて、上記の
供給電源制御回路部とリセットパルス発生回路部とＶ−
ｔとめ、１つのサブシステムと考えることは安全性を追
求したトータルシステム設計を行なう上で重要である。

マタ、マイコン制御システムのハード構成面からみて、
部品点数の削減、コスト低減、実装面積の削減、および
実装性の容易性などの点より、前記供給電源制御回路部
とリセットパルス発生回路部とをまとめたサブシステム
を１チップＩＯ化し、各種のマイコン制御システムに取
り入れることは、トータルシステムの小型化、低価格化
、実装の容易を提供し、且つ安全性思考システムを広く
提供するととＫなる。

以下、本発明を実施例とともに詳細に説明する。

第２図は、−施例のマイコン制御システムのハード構成
のブロック図である。この実施例では、供給電源制御回
路部とリセットパルス発生回路部とが、図示のよ５に１
つのＩＯとして構成される。

供給電源制御回路部は、バッテリのような電源からの電
源入力を受けることによって、ＯＰＵ用ＬＳＩ２．Ｉ１
０インターフェイス用ＬＳＩ３．１（ＡＭ４．ＲＯＭ５
及び周辺回路７に供給するため、及びリセットパルス発
生回路部に供給するための安定化出力電圧を出力する。

リセットパルス発生回路部は、上記供給電源制御回路部
の゛出力安定化電圧によって動作させられ、ＯＰＵ用Ｌ
ＳＩに供給するための信号を出力する。

第３図は、上記算２図のＩＯ８の詳細なブロック図であ
る。

同図において、９は、電源入力を受けることによって安
定化出力電圧を出力する供給電圧制御回路図である。こ
の供給電圧制御部９の出力安定化電圧は、Ｉ！＃に制限
されないが、マイコン制御システム系全体の電源電圧と
みなされる。

１０は、リセットパルス発生回路部であり、異常判別回
路部１１．切替スイッチ回路ｓ１２及びリセットパルス
発生発振回路部１３から構成されている。

異常判別回路部１１は、マイコンＯＰＵ用Ｌ８ｌもしく
はＩ１０インターフェイス用Ｌ８ＩからなるＬ８１１４
から供給されるプログラム・ラン信号（Ｐ−几ＵＮ）の
監視を行なうことによって、マイコンの異常（プログラ
ム暴走）の判別を行ない、切替スイッチ回路１２へ供給
するための出力信号を形成する。異常判別回路＠１１の
この出力信号は、マイコン動作の正常、異常に応じたレ
ベルにされる。

切替スイッチ回路部１２は、Ｌ８Ｉ　１４の動作が上記
異常判別回路ｓ１１によって異常と判別されると、それ
に応じてリセットパルス発生発振回路［１３を動作させ
るためのパルスを出力する。

リセットパルス発生発振回路部１３は、上記切替スイッ
チ回路部１２から供給されるパルス備考に応じて、ＬＳ
１１４のリセット入力端子に供給するための信号を形成
する６１１Ｉｉに制限されないが。

リセットパルス発生発振回路；・部１３は、供給電源１ 制御回路部９から供給され□る電源電圧の立上りを検出
するような構成のパワーオンリセット回路部（図示しな
い）を含む。従って、リセットパルス発生発振回路部１
３は、上記のようｋＬ８１１４の異常動作が検出された
ときだけではなく、電源投入時にもＬ８１１４に供給す
るためのリセットパルスを出力する。

上記供給電源制御回路部９とリセットパルス発生回路部
１０とを１チツプエ０化することＫよって、マイコンの
異常（暴走）時及び、電源投入時にＬ８１１４にリセッ
トパルスを供給することができ、マイコン制御システム
の誤動作防止、安全確保を行なう事ができるようＫなる
。また、マイコンシステム全体の安定化電源を供給する
ことができるようＫなる。

第４図は、他の実施例の回路図である。

同図において、９は安定化電源制御回路部であり、それ
自体は公知の安定化電源制御回路と同様な構成にされて
いる。すなわち、安定化電源制御回路部９は、基準電圧
発生回路部ＶＲＦ、抵抗Ｒ。

とＲ１からなる分圧回路、差動増幅回路部ＯＰ。

トランジスタＱ、及び制御トランジスタＱ１から構成さ
れている。上記回路部ＶＲＦ、ＯＰ、抵抗に、、Ｒ，及
びトランジスタＱ、は、リセットパルス発生回路１ｓ１
０とともに１公知のモノリシックＩＯ化技術によりて１
チツプエ０とされる。特に制限されないが、上記制御ト
ランジスタＱ、は、それＫおける制御電力量が比較的大
きいことを考慮して、ＩＣの外付部品として構成されＩ
Ｏの外部端子Ｐ、ないしＰ、に結合される。安定化電源
回路部からマイコンシステムへ供給される電圧■ｏｕ　
ｔは、基準電圧及び抵抗ル、とＲ，Ｋよって決まる電圧
分圧比を適当に設定することによっ℃、任意に設定でき
る。

リセットパルス発生回路部１０において、１１は、ディ
ジタルパルスフィルター１１１１１を行ない、マイコン
よりのプログラム・ラン信号（Ｐ４ＵＮ）の判別を行な
うことによっ℃マイコン正常時にはｒＨＪレベルの信号
を出力し、マイコン異常時にはｒＬＪレベルの信号を出
力する異常判別回路である。

１２は、抵抗Ｒ１およびトランジスタＱ、よりなるスイ
ッチ回路である。

１３は、コンデンサ０３、このコンデンサ０１を充電す
る為の定電流源１１、ダイオードＤ、抵抗Ｒ３゜、Ｒ３
１、コンデンサＯを放電させる為のトランジスタＱ、及
び定電流源工、から構成された定電流放電回路と、抵抗
Ｒ，，Ｒ，，）Ｌ、およびオペアンプ２から構成された
シ島ミツトトリガコンパレータ回路と、抵抗Ｒ，，）ラ
ンジスタＱ、及び定電流源１．から構成されたスイッチ
回路と、抵抗ｎ、、、　　Ｒ，、）ランジスタＱ６から
構成されたリセットパルス出力回路とから構成されたリ
セットパルス信号発生発振回路である。

上記コンデンサ０．は、それが比較的大きい容量値にさ
れることを考慮して、％に制限されないが、ＩＯの外付
部品として構成され、ＩＣの外部端子Ｐ６と回路の接地
点との間Ｋｍ続される。

第５図は、本発明の回路部のタイムチャートである。第
５図Ａ、　　Ｂは、安定化電源制御回路部９０入力電圧
Ｖ・、出力電圧Ｖ。ｕｔのそれぞれの波ｎ 形を示し、同図０は、Ｌ８１１４（第３図参照）から出
力されるプログラム・う／信４Ｐ−ＲＵＮ信号の波形を
示し工いる。第５図りは、リセットパルス発生発振回路
ｌＯのリセット出力信号Ｒｇｓｇ’ｒの波形を示してい
る。

プログラム・ラン信号Ｐ−ＲＵＮは、Ｌ８１１４が正常
な動作をし工いる場合は、例えばプログラムが実行され
る毎にレベル反転され、従って。

プログラムの実行周期に対応された比較的規則正しい周
期の矩形波信号にされる。これに対し、マイコンがブー
グラム暴走のような異常動作を始めた場合は、これに応
じ１プログラム・ラン信号Ｐ−ＲＵＮは、規定以下もし
くは規定以上の周波数あるいはデエーティサイクルの信
号とされる。

図示の回路の動作は、次のようＫなる。

電＋１Ｖｉｎが、第５図ＡＫ示されたように投入される
と、これに応じて安定化電源制御回路９の出力安定化電
圧■。、が第５図Ｂに示されたように出力される。

電源投入の直後Ｋ＞いては、コンデンサ０．の光電々圧
は零であり、従りてシュミットトリガコンパレータ回路
の出力は安定化電圧Ｖ。ｕｔにはソ等しいようなハイレ
ベルにされている。上記シュミットトリガコンパレータ
回路のハイレベル出力によっ℃トランジスタＱ、はオン
状態にされ、従りて端子Ｐ、に出力されるリセットパル
ス信号）ｔＥ８ＥＴは、はソ接地電位に等しいロウレベ
ルにされている。ＬＳ１１４は、このリセットパルス信
号によってリセットされる。すなわち、リセットパルス
信４ＲＥＳＥＴは、システムのパワーオンリセット信号
とみなされる。

電源投入時において、シュミットトリガコンパレータ回
路のハイレベル出力によっ又トランジスタＱ、がオン状
態にされているので、トランジスタＱ４はオフ状態にさ
れている。そのため、上記コンデンサ０．は、定電流源
Ｉ、を介して充電される。

電源投入から所定の時間が経過すると、上記コンデンサ
０．の充電々圧がシュミットトリガコンパレータ回路の
パイレベル貴スレッシ１−ルド電圧を越えるようｋなり
、その結果このシュきットトリガコンパレータ回路の出
力が前記のハイレベルからロウレベルに変化させられる
。シュミットトリガコンパレータ回路は、その動作状態
が反転されることｋより１、そのスレッシ曹−ルド電圧
がロウレベル側のＩＩＫ変化させられる。

シュミットトリガコンパレータ回路の出力が上記のよう
にロウレベルにされることＫよつ工トランジスタＱｓ　
−Ｑ＠がオフ状１ｌＩＶＣされる。トランジスタＱｓの
オフ状１１によってリセットノ（ルス出力信号ａｇｓｇ
’ｒが）１イレペルに変化され、その結果、マイコンの
パワーオンリセット状態が解除される。

トランジスタＱ、は、マイコンの動作が正常であればオ
ン状態にされるようｋされる。従って、トランジスタＱ
、が上記のようにオフ状態にされても、トランジスタＱ
４は、上記トランジスタＱ。

によってオフ状１ＩＶｃ維持される。上記コンデンサ０
、は、上記トランジスタＱ４がオフ状態に維持されるこ
とによりて充電状態に維持される。シュミットトリガコ
ンパレータ回路の出力は、これに応じてロウレベルＫｍ
持される。

マイコンが異常であれば、プロゲラムラｙｍ号Ｐ−ＲＵ
Ｎの周期もしくはデエーテイサイクルカを許容される範
囲を外れることになり、その結果異常判別回路１１の出
力がロウレベルにされ、トランジスタＱ亀がオフ状態に
される。トランジスタＱ、のオフ状態によって、トラン
ジスタＱ４は、そのベースに定電流源１．を介してノ（
イアスミ流が流されるようになり、オン状態にされる。

トランジスタＱ４がオン状Ｈｒｔｃされることによって
。

コンデンサ０１の充電々荷が放電され始める。

マイコンの異常によつ工、トランジスタＱ、のオフ状ａ
が継続されると、コンデンサ０．の光電電圧は、シュミ
ットトリガコンパレータ回路のロウレベル側スレッシ１
−ルド電圧よりも低下させられてしまう。その結果、シ
ュミットトリガコンパレータ回路の出力が）−イレベル
にされ、リセットパルス出力信号Ｒｇ８ＢＴが第５図り
に示されたようにロウレベルにされる。上記信号ＲＩＪ
ＢＴによりてＬ８１１４等がリセットされる。シュミッ
トトリガコンパレータ回路は、その動作状態が反転され
るととＫよって再びハイレベル側スレッシ曹−ルド電圧
を待つようになる。

トランジスタＱ、は、シェ電りトトリガコンパレータ回
路の出力がハイレベルにされることに応じてオフ状１ｌ
ｌｋされる。コンデンサＯｊは、トランジスタＱ４がオ
フ状履にされることＫよっ工再び充電され始める。コン
デンサ０１０充電々圧がシュミクトトリガコンパレータ
回路のハイレベル側スレッシ冒−ルド電圧を越えると、
このシェミットトリガコンパレータ回路の出力がロウレ
ベルにされる。

その結果、マイコンは、そのリセット状態が自動的に解
除されることｋなり、再び動作を開始する。

本発明によれば、従来マイコン制御システムの安定化電
源制御部および誤動作防止の為のりセット回路部を！０
を含むディスクリート部品Ｋ”Ｃ１構成していたのに対
し、これらは各種マイコン制御システムに必要不可欠な
サブシステムとしてとらえ、１チツプＩＯ化できるので
、マイコン制御トータルシステムの小型化、低価格化、
実装の容易化、システム設計の簡略化および安全性の高
いシステムの広範囲な提供の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のマイコンシステムハード構成のブロッ
ク図、第２図は、今回の発明を用いたマイコンシステム
ハード構成のブロック図、第３図は、具体的実施例のブ
ロック図、１１１！４図は、他の実施例の回路図、第５
図は、他の実施例を説明するタイムチャートである。 第　　１　　図 第　　２　図 第　　３　　図 第　　４　　図 第　　５　　図 肱Ｗら■ｂニ七箱珂１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　マイコン制御システムにおける各種電子部品への
   供給安定化電源制御回路部と、電源投入時にマイコンの
   初期設定な行なう為のパワーオンリセットパルスと、マ
   イコンのプログラム暴走を検出することによって、プロ
   グラムの暴走を最少限におさえシステムの誤動作防止、
   安全確保を行なう為のオートリセットパルスとを発生す
   るリセットパルス発生回路部とを同一のシリコンチップ
   基板上に、ワンチップＩＯ化したことを特徴とするマイ
   コンシステム用複合デバイス。 ２、上記マイコン制御システムが自動車用マイコ７ｆｌ
   ＩＪ？Ｉｌシステムから構成されていることを特徴とす
   る特許請求間８第１項記載のマイコンシステム複合デバ
   イス。 ３、オートリセットパルスを発生させる手段として、マ
   イコンの異常（暴走）判別ｖ−ｔイコンより出力される
   プログラム信号の監視により行なうディジタルフィルタ
   ー制御回路部、リセットパルスを発生させる為の矩形波
   発根回路部、およびマイコン正常、異常時忙所定の出力
   レベルを有し、マイコン正常時にリセットパルス発生を
   停止させ、マイコン異常時には矩形波見損動作を続行さ
   せリセットパルスを発生させる為の切替スイッチ回路部
   を具備したことを特徴とする特許請求範囲第１項、１１
   ２項記載のマイコンシステム用複合デバイス。 ４、　リセットパルス発生回路部のリセット出力として
   、正相、逆相の少なくとも１個以上の出力端子を具備す
   ることを特徴とする特許請求範囲第１項、第２項記載の
   マイコンシステム用複合デバイス。