特許 7539243 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 11/07 20060101AFI20240816BHJP

   G06F 15/78 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

G06F11/07 157

G06F15/78 516

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020065274

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021163275

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-01-31

(73)【特許権者】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】赤堀 博次

【審査官】児玉 崇晶

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－００３７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３７６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５０５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １１／０７

Ｇ０６Ｆ １５／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部装置から送られた起動信号を契機として所定の処理を実行し前記所定の処理の完了後に完了信号を出力する機能部と、
前記起動信号および前記完了信号に基づいて前記所定の処理における第１の異常を監視する第１の計時部と、
前記起動信号を分岐して前記機能部および第１の計時部に送る第１の分岐部、および前記完了信号を分岐して前記第１の計時部および前記外部装置に送る第２の分岐部を備えた分岐部対と、
前記第１の分岐部の後段に配置されるとともに前記起動信号を前記機能部に振り分ける第１のセレクタと、
前記第１の分岐部の後段に配置されるとともに前記起動信号を前記第１の計時部に振り分ける第２のセレクタと、を含む
半導体装置。

【請求項2】

前記第２の分岐部の後段に配置されるとともに前記完了信号を前記計時部に振り分ける第３のセレクタと、
前記第２の分岐部の後段に配置されるとともに前記完了信号を前記外部装置に振り分ける第４のセレクタと、をさらに含む
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記機能部は複数の前記所定の処理を実行し、
前記外部装置は、複数の前記所定の処理の実行手順を制御する
請求項１または請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記機能部は複数の前記機能部を含み、
前記分岐部対は、複数の前記機能部の各々と対応する複数の前記分岐部対を含み、
前記起動信号が複数の前記機能部の各々および前記第１の計時部に送られ、複数の前記機能部の各々からの完了信号が前記第１の計時部および外部装置に送られる
請求項１または請求項２に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記外部装置は複数の前記機能部が実行する複数の前記所定の処理の実行手順を制御する
請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

外部装置から送られた起動信号を契機として所定の処理を実行し前記所定の処理の完了後に完了信号を出力する機能部と、
前記起動信号および前記完了信号に基づいて前記所定の処理における第１の異常を監視する第１の計時部と、
前記起動信号を分岐して前記機能部および第１の計時部に送る第１の分岐部、および前記完了信号を分岐して前記第１の計時部および前記外部装置に送る第２の分岐部を備えた分岐部対と、
前記起動信号に基づいて前記所定の処理を監視する少なくとも１つの第２の計時部と、を含み、
前記第２の計時部は、前記所定の処理における前記第１の異常と異なる第２の異常の監視を行い、
前記第２の計時部は、前記所定の処理の待ち時間を開始させる前記起動信号に基づき前記待ち時間の計時が終了したことを示す信号を出力し、又は、前記所定の処理全体の完了を示す前記完了信号を受け取ることによって終了した計時時間が閾値時間を越えた場合に前記完了信号を出力する
半導体装置。

【請求項7】

前記第１の計時部には予め定められた計時時間の閾値時間が設定されており、
前記第１の計時部は、前記起動信号によって計時を開始した後前記完了信号を受け取らないことによって前記計時時間が前記閾値時間を越えた場合に前記第１の異常を検知する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置においては、必要に応じ監視機能が備えられる場合がある。また、監視機能の実現方法のひとつとして、タイマを用いる方法が知られている。タイマによる監視機能を備えた半導体装置として、例えば特許文献１に開示された半導体装置が知られている。
特許文献１に開示された半導体装置は、検出回路、検出信号設定回路、判定回路、およびタイマを含んで構成された異常検出ブロックを備えている。特許文献１に係る異常検出ブロックでは、検出信号設定回路によって検出すべき信号変化が指示された検出回路が、当該信号変化が入出力ポートから得られる信号に生じたときパルスを出力する。タイマは、異常として検出すべき信号状態の発生を監視する期間が異常検出制御レジスタの設定値によって指定され、判定回路はタイマがタイムアウトするまでに検出回路から検出パルスが発生するか否かに基づいて、異常として検出すべき信号状態が発生したか否かを判定する。特許文献１に係る半導体装置では、複数の異常検出ブロックの各々に対して専用のタイマが搭載されている。

【0003】

すなわち、従来技術においては、所定の機能に基づいて動作する回路（以下、「機能回路」）に対し他の機能回路を１つ接続し、他の機能回路のその先の接続も１つとしており、複数接続していない。そのため、機能回路の動作中において当該機能回路の例えば動作時間を監視したい場合には、機能回路の中に専用の監視回路を混載することで実現していた。図７は、そのような機能を有する比較例に係る半導体装置５０の一例を示している。
半導体装置５０は、複数の機能回路における一連の動作をシーケンス回路によって制御する構成となっている。

【0004】

図７に示すように、半導体装置５０は、接続切替回路５１、機能回路５２、およびシーケンス回路５３を含んで構成されている。機能回路５２は所定の機能に基づいて動作する回路であり、機能回路専用タイマ５５を備えている。シーケンス回路５３は、半導体装置５０に含まれる複数の機能の一連の動作（以下、「シーケンス」）の実行を制御する回路であり、各機能ごとの起動信号を生成し、各機能からの完了信号を受信する。接続切替回路５１はセレクタ５４－１、およびセレクタ５４－２を備え、セレクタ５４－１はシーケンス回路５３から送られた起動信号を各機能に振り分け、セレクタ５４－２は各機能からの完了信号を集約しシーケンス回路５３に送る。なお、シーケンスに含まれる各処理は、異なる複数の機能回路５２によって実行される場合に限られず、１つの機能回路５２が複数回当該機能を実行する場合を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－２５０５８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、上述の特許文献１に係る半導体装置、あるいは比較例に係る半導体装置５０では、機能回路ごとに監視回路を搭載しているため、機能回路の数だけ監視回路を搭載する必要がある。しかしながら、半導体装置のアプリケーションによっては搭載した機能のすべてではなく一部を使用する場合もある。このように一部の機能を使用して所望のアプリケーションを実現できる場合、使っていない機能回路用に搭載された監視回路は使われず無駄となる。このことによって半導体装置５０の回路配置上の無駄な制約を招き、またコストが高くなってしまう。一方、監視回路の削減を意図してあらかじめ専用の監視回路を搭載しなかった場合は特定の機能の監視を行うことができないので、当該機能に関する故障や異常動作が発生した場合に上位システムへ通知することや、なんらかの回避、もしくは切替による機能復帰などができない。

【0007】

本発明は、上記の事情を踏まえ、より自由度が高い監視機能を有する半導体装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、外部装置から送られた起動信号を契機として所定の処理を実行し前記所定の処理の完了後に完了信号を出力する機能部と、前記起動信号および前記完了信号に基づいて前記所定の処理における第１の異常を監視する第１の計時部と、前記起動信号を分岐して前記機能部および第１の計時部に送る第１の分岐部、および前記完了信号を分岐して前記第１の計時部および前記外部装置に送る第２の分岐部を備えた分岐部対と、を含むものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、より自由度が高い監視機能を有する半導体装置を提供することが可能となる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】実施の形態に係る半導体装置の他の形態を示すブロック図である。

【図3】第１の実施の形態に係る半導体装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図5】第３の実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図6】第４の実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図7】比較例に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

【0012】

[第１の実施の形態]
図１から図３を参照して、本実施の形態に係る半導体装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る半導体装置１０の構成の一例を示している。図１に示すように、半導体装置１０は、機能回路１３－１（以下、総称する場合は「機能回路１３」）」、接続切替回路１１－１、およびタイマ１２－１（以下、総称する場合は「タイマ１２」）を含んで構成されている。

【0013】

機能回路１３－１は半導体装置１０において所定の機能に基づいて動作する回路であり、起動信号によって当該機能の動作を開始し、動作の完了とともに完了信号を出力する。
図１では１個を例示しているが、本実施の形態では複数の機能回路１３－１を含んでいてもよい。タイマ１２－１は開始トリガによって時間の計数（計時）を開始し、終了トリガによって当該計数を終了し、リセットする計時回路である。タイマ１２－１は、起動信号を開始トリガとし、完了信号を終了トリガとしている。本実施の形態では、タイマ１２－１は特定の機能回路１３－１に属することのない汎用のタイマである。タイマ１２－１も１つのみならず、複数設けて構成してもよい。具体的な機能回路１３－１の例としては、例えばアナログデジタル変換回路、デジタルアナログ変換回路、比較器、パルス変調回路、通信回路等、動作を開始してから予め定められた時間以内に終了することが期待される回路一般を挙げることができる。

【0014】

一方、タイマ１２－１に監視回路としての機能を持たせるために、タイマ１２－１には計時時間に上限としての閾値時間を設定することができる。例えば、機能回路１３－１が動作を開始してから完了するまでの動作時間に予め定められた上限が設定可能な場合には、機能回路１３－１をタイマ１２－１に関連付け、計時された動作時間が当該閾値時間を越えた場合にタイマ１２－１から完了割込が出力されるように構成する。閾値時間は、例えば正常な処理に要する時間に予め定められた許容係数（例えば１．５等）を乗算して設定してもよい。完了割込は機能回路１３－１の異常を検知したことを示す信号である。

【0015】

接続切替回路１１－１は、起動信号を機能回路１３－１およびタイマ１２－１に振り分け、完了信号をタイマ１２－１および外部装置に振り分ける。そのため、分岐部１７－１、および１８－１、セレクタ１４－１、１４－２、１４－３、および１４－４（以下、総称する場合は「セレクタ１４」）を備えている。接続切替回路１１－１はさらにレジスタ１６を備え、セレクタ１４は設定信号によってレジスタ１６に設定されたレジスタ設定によって切替が制御される。

【0016】

本実施の形態に係る半導体装置１０では、一例として機能回路１３－１、およびタイマ１２－１を起動させるための起動信号が外部装置から入力され、機能回路１３－１が出力する完了信号は外部装置に出力される。外部装置としては特に限定されないが、図２に外部装置の一例を示す。図２は、本実施の形態に係る半導体装置１０をマイクロコンピュータ１の一部として配置する例を示している。図２に示すように、マイクロコンピュータ１は、ＣＰＵ２、および機能部３を備えており、半導体装置１０が機能部３として配置されている。なお、図２では、マイクロコンピュータ１が備える他の回路は図示を省略している。図２に示すマイクロコンピュータ１の場合、例えばＣＰＵ２から起動信号、および設定信号が機能部３に出力され、機能部３から完了信号、および完了割込がＣＰＵ２に出力される。

【0017】

次に、図１を参照して、半導体装置１０の構成、動作についてより詳細に説明する。

【0018】

まず、外部装置（例えばＣＰＵ）から起動信号が接続切替回路１１－１に入力される。
起動信号は機能回路１３－１を動作させるための信号であり、機能回路１３－１を１回動作させる信号であってもよいが、本実施の形態では機能回路１３－１をシーケンス動作させる複数の信号として想定している。従って、１のシーケンスに含まれる複数の動作の各々に対応する複数の起動信号が接続切替回路１１－１に入力される。また、当該シーケンス動作としては、単一の機能回路１３－１を連続して動作させる場合、複数の機能回路１３－１を順次動作させる場合が考えられるが、本実施の形態では単一の機能回路１３－１を連続して動作させる場合を例示して説明する。単一の機能回路１３－１を連続して動作させる場合の具体例は、例えばセンサとしての機能回路１３－１を複数回動作させて複数の計測値を取得し、平均化処理を行うような場合である。複数の機能回路１３－１を順次動作させる場合については、以下の説明に準じて理解することができる。

【0019】

接続切替回路１１－１に入力された起動信号は、分岐部１７－１において２分岐され、一方はセレクタ１４－１に、他方はセレクタ１４－３に入力される。セレクタ１４－１の出力はタイマ１２－１に接続され、レジスタ設定によって当該起動信号が選択された場合に当該起動信号がタイマ１２－１に出力される。セレクタ１４－３の出力は機能回路１３－１に接続され、レジスタ設定によって当該起動信号が選択された場合に当該起動信号が機能回路１３－１に出力される。

【0020】

一方、機能回路１３－１から出力された完了信号は分岐部１８－１において２分岐され、一方はセレクタ１４－２に、他方はセレクタ１４－４に入力される。セレクタ１４－２の出力はタイマ１２－１に接続され、レジスタ設定によって当該完了信号が選択された場合に当該完了信号がタイマ１２－１に出力される。セレクタ１４－４の出力は外部装置（例えばＣＰＵ）に接続され、レジスタ設定によって当該完了信号が選択された場合に当該完了信号が外部装置に出力される。外部装置は、当該完了信号を受け取ることにより、例えばシーケンスに含まれる処理を次の処理に移行させる。

【0021】

図１では詳細な図示を省略しているが、セレクタ１４－１、１４－２、および１４－３の各々には、起動信号、完了信号、複数の機能回路１３－１のすべての出力、およびタイマ１２－１のすべての出力（タイマ１２－１が複数設けられている場合は各々のタイマ１２－１のすべての出力）が接続されている。また、セレクタ１４－４にはすべての完了信号が接続されている。換言すると、セレクタ１４は、ｎ：１スイッチの機能を有し、このｎ：１スイッチの動作がレジスタ設定によって制御される。

【0022】

ここで、タイマ１２－１の出力は完了割込に限られず、また機能回路１３－１の出力も完了信号のみならず様々な出力が想定可能である。例えば、タイマ１２－１の出力は内蔵するクロック源によるクロック信号等であってもよい。この場合は、機能回路１３－１の完了信号以外のすべての出力、タイマ１２－１の完了割込以外のすべての出力もセレクタ１４－１～１４－３に入力される。このことによって、半導体装置１０においては、タイマ１２－１と、機能回路１３－１の自由な接続が可能となっている。

【0023】

以上のように構成された半導体装置１０は、以下のように動作する。すなわち、シーケンスに含まれる各処理の起動信号が順次入力されると、当該起動信号は分岐部１７－１で分岐され、一方の起動信号によって機能回路１３－１が所定の動作を開始し、他方の起動信号によってタイマ１２－１が計時を開始する。機能回路１３－１は所定の動作を完了すると完了信号を出力する。当該完了信号は分岐部１８－１で２分岐され、一方の完了信号によってタイマ１２－１が計時動作を停止し、リセットする。また、他方の完了信号はセレクタ１４－４を介して外部装置（例えばＣＰＵ）に出力される。この際、タイマ１２－１は、計時した時間が予め定められた閾値時間以内であれば、何も出力しない一方、計時時間が閾値時間を超えた場合には完了割込を外部装置に出力する。当該完了割込は異常状態を示しているので、当該完了割込を受信した外部装置（上位装置）は、例えば予め定められた異常処理を実行する。

【0024】

以上の動作がシーケンスに含まれる各処理ごとに順次実行され、機能回路１３－１が正常に動作を完了したことによりリセットされていたタイマ１２－１は、次の処理の起動信号によって再起動される。このことによって、半導体装置１０では、外部装置から入力された１つの起動信号によって機能回路１３－１、およびタイマ１２－１が起動し、機能回路１３－１が出力する１つの完了信号によってタイマ１２－１が計時を停止し、外部装置がシーケンスに含まれる処理を次の処理に移行させることができる。この際、機能回路１３－１が予め定められた閾値時間以内に処理を完了することができた場合は、外部装置はシーケンスを次の処理に移行させる、またはシーケンスを完了させることができる。一方、機能回路１３－１が予め定められた閾値時間以内に処理を完了することができなかった場合は、タイマ１２－１の計時満了によりタイマの割込信号（完了割込）が発生することで異常を通知することが可能になる。

【0025】

図３を参照し、本実施の形態に係る半導体装置１０の動作についてより詳細に説明する。図３は、半導体装置１０がシーケンス処理する場合の手順の流れを示すフローチャートであり、図３に示す「シーケンサ」は上記外部装置に相当する。

【0026】

ステップＳ１で、シーケンサが所定のシーケンスの全体を完了したか否か判定し、当該判定が否定判定となった場合はステップＳ２に移行する。一方、当該判定が肯定判定となった場合はステップＳ７に移行し、シーケンサが完了割込を出力する。当該完了割込は、シーケンスに含まれるすべての処理が終了したことを示す信号である。

【0027】

ステップＳ２で、シーケンサが起動信号を出力する。出力された起動信号は、分岐部１７－１によって分岐され、機能回路１３－１およびタイマ１２－１に送られる。

【0028】

ステップＳ３で、機能回路１３－１が動作を開始し、ステップＳ４でタイマ１２－１が動作を開始する。ステップＳ３、Ｓ４は経時的な動作ではなく、各々独立した動作である。

【0029】

ステップＳ５で、機能回路１３－１が所定の処理を正常に完了したか否かによって以降の処理がステップＳ６、Ｓ８に分岐する。なお、本ステップでは判定が行われるわけではなく、当該分岐は回路動作によって自立的に行われる。

【0030】

機能回路１３－１が所定の処理を正常に完了しなかった場合、タイマ１２－１は、ステップＳ６において、計時時間が閾値時間に達するまで計時を継続する。計時時間が閾値時間に達した場合、ステップＳ１０に移行し、タイマ１２－１は完了割込を出力する。

【0031】

ステップＳ８で、機能回路１３－１が正常に処理を完了したことを受け、機能回路１３－１が完了信号をシーケンサおよびタイマ１２－１に送る。

【0032】

シーケンサが完了信号を受け取るとステップＳ１に移行し、次の処理が開始される。一方、完了信号を受け取ったタイマ１２－１は、ステップＳ９で計時を途中で完了（停止）させるとともに、リセットする。すなわち、タイマ１２－１は、次の起動信号に対する待機状態となる。

【0033】

以上のように本実施の形態に係る半導体装置１０では、機能回路等他の用途にも用いることが可能な汎用のタイマ１２－１を機能回路１３－１の監視回路として使用し、機能回路１３－１専用の監視回路を設けていない。また、機能回路１３が複数設けられている場合、タイマ１２－１を複数の機能回路１３の各々に接続することにより、複数の機能回路１３によって１つのタイマ１２－１が共用化することも可能である。つまり、監視回路の削減が可能となっており、その結果コストも削減される。

【0034】

また、本実施の形態に係る半導体装置１０では、接続切替回路１１－１が分岐部１７－１、および１８－１を備えることによって、各々一つの入力信号（起動信号、完了信号）を複数の接続先に割り振っている。当該分岐部１７－１、１８－１およびセレクタ１４によって、機能回路１３、タイマ１２等の回路が複数設けられていた場合でも、接続を自由に組み替えることが可能となっている。このことにより、アプリケーションによって半導体装置１０に含まれる機能回路１３、タイマ１２の接続が変わる場合でも、レジスタ設定によって各セレクタの接続を組み換えることによって異なるアプリケーションに対応する半導体装置１０を構成することができる。

【0035】

以上詳述したように、本実施の形態に係る半導体装置によれば、より自由度が高い監視機能を有する半導体装置を提供することが可能となる、という効果を奏する。

【0036】

［第２の実施の形態］
図４を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０Ａについて説明する。半導体装置１０Ａは、上記実施の形態に係る半導体装置１０にシーケンス回路１５－１を追加した形態である。従って、接続切替回路１１－１、機能回路１３－１、およびタイマ１２－１から構成される部分は半導体装置１０と同様なので、必要に応じ図１を参照することとして詳細な説明を省略する。なお、図４では、図１に示すレジスタ１６の図示を省略している。

【0037】

図４に示すシーケンス回路１５－１は、機能回路１３－１における複数の処理を含むシーケンスを制御する回路であり、図２に示すＣＰＵ２と同様の機能を有する。すなわち、シーケンス回路１５－１は機能回路１３－１における各処理を制御するための起動信号を接続切替回路１１－１に送り、また接続切替回路１１－１から機能回路１３－１における各処理の完了信号を受け取る。シーケンス回路１５－１は順次実行される各処理の完了信号を受け取るごとに処理を次の処理に移行させる。そして、シーケンス回路１５－１は、最後の処理の完了信号を受け取った場合に完了割込を外部装置に向けて出力する。また、タイマ１２－１が発出した完了割込も外部装置に出力される。

【0038】

本実施の形態においては、外部装置の形態に特に制限はないが、例えば図２におけるＣＰＵ２とすることができる。この場合は、半導体装置１０Ａが図２に示す機能部３として設けられる。なお、図４では図示していないが、シーケンス動作を開始するための最初の起動信号をシーケンス回路１５－１が外部装置（例えばＣＰＵ）から受け取るように構成してもよい。本実施の形態に係る半導体装置１０Ａによっても、上記実施の形態に係る半導体装置１０と同様の効果を奏することができる。

【0039】

［第３の実施の形態］
図５を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０Ｂについて説明する。半導体装置１０Ｂは、用途に応じたタイマ１２を複数設ける形態である。

【0040】

図５に示すように、半導体装置１０Ｂはシーケンス回路１５－２、接続切替回路１１－２、機能回路１３－２、タイマ１２－２、１２－３、および１２－４を含んで構成されている。接続切替回路１１－２に含まれるセレクタ１４－８、１４－９、１４－１０、および１４－１１、機能回路１３－２、並びにタイマ１２－４で構成される部分の接続は図１に示す半導体装置１０と同様となっている。従って、当該部分の動作は半導体装置１０と同様である。本実施の形態においても機能回路１３－２は、シーケンスに含まれる各処理に対応する複数の処理を実行する。半導体装置１０Ｂは単体で構成してもよいし、図２に示すマイクロコンピュータ１における機能部３として構成してもよい。なお、図５では、図１に示すレジスタ１６の図示を省略している。

【0041】

シーケンス回路１５－２は、シーケンスに含まれる機能回路１３－２が実行する複数の処理の手順を制御するとともに、シーケンス回路１５－１に対して次の機能が追加されている。すなわち、起動信号を接続切替回路１１－２を介してタイマ１２－３に送り、シーケンスの完了を示すシーケンス完了信号を接続切替回路１１－２を介してタイマ１２－２に送り、タイマ１２－３からの完了信号を接続切替回路１１－２を介して受け取る。

【0042】

接続切替回路１１－２は、セレクタ１４－８～１４－１１以外に、セレクタ１４－５、１４－６、および１４－７を備えている。セレクタ１４－５はシーケンス回路１５－２からシーケンス完了信号を受け取り、タイマ１２－２に当該シーケンス完了信号を送る。セレクタ１４－６はシーケンス回路１５－２から起動信号を受け取り、当該起動信号をタイマ１２－３に送る。セレクタ１４－７はタイマ１２－３から完了信号を受け取り、シーケンス回路１５－２に当該完了信号を送る。

【0043】

ここで、半導体装置１０Ｂが備える各タイマの機能について説明する。タイマ１２－４は、図１に示すタイマ１２－１と同様に、機能回路１３－２における各処理の監視用のタイマである。すなわち、各処理に対する処理時間の閾値時間が設定されており、起動信号によって開始され、計時時間が当該閾値時間を越えた場合に異常を通知する完了割込を出力する。

【0044】

タイマ１２－３は、シーケンスに含まれる各処理の各々に対して、処理開始前に待ち時間を設ける機能を有する。つまり、シーケンス回路１５－２から各処理の待ち時間を開始させる起動信号がタイマ１２－３に入力され、待ち時間の計時が終了したことを示す完了信号がタイマ１２－３から出力される。待ち時間は予めタイマ１２－３に設定されるが、当該待ち時間は各処理で同じ時間にしてもよいし、異なる時間にしてもよい。

【0045】

さらに、タイマ１２－２は、シーケンス全体の監視を行うためのタイマである。従って、タイマ１２－２には、シーケンス全体の処理時間に対応する閾値時間が設定されている。タイマ１２－２は、シーケンス全体の完了を示すシーケンス完了信号を受け取ることによって終了した計時時間が、当該閾値時間以内であれば何も出力せず、計時時間が当該閾値時間を越えた場合に完了割込を外部装置に出力する。

【0046】

次に、シーケンス回路１５－２によって実行されるシーケンス処理について手順Ｔを追って説明する。本実施の形態に係るシーケンスは、処理１、処理２、・・・、処理ｎのｎ個の処理をこの順で実行するものとする。

【0047】

まず、機能回路１３－２における各処理が正常に完了した場合のシーケンス処理は以下のとおりである。
＜Ｔ１＞：シーケンスを立ち上げるシーケンス起動信号がタイマ１２－２に送信される。当該シーケンス起動信号は、シーケンス回路１５－２または外部装置から送信される（図示省略）。
＜Ｔ２＞：シーケンス回路１５－２は、シーケンス起動信号と同時に、または予め定められた遅延時間の後に、処理１の待ち時間を起動させる起動信号をタイマ１２－３に送信する。
＜Ｔ３＞：タイマ１２－３は、予め定められた計時時間の経過後に完了信号を出力し、計時をリセットする。
＜Ｔ４＞：タイマ１２－３から完了信号を受け取ったシーケンス回路１５－２は、処理１の起動信号を、機能回路１３－２、タイマ１２－４に送信する。
＜Ｔ５＞：処理１の起動信号を受け取った機能回路１３－２は処理１を開始し、タイマ１２－４は計時を開始する。
＜Ｔ６＞処理１を正常に完了した機能回路１３－２は完了信号を出力する。
＜Ｔ７＞機能回路１３－２から完了信号を受信したタイマ１２－４は計時をリセットする。また、機能回路１３－２から完了信号を受信したシーケンス回路１５－２は、タイマ１２－３に起動信号を送信する。

【0048】

手順Ｔ７は手順Ｔ２に相当し、以下手順Ｔ２からＴ７が繰り返される。以下処理ｎの起動から手順ＴＮを追って説明する。
＜ＴＮ１＞：シーケンス回路１５－２は、処理ｎの待ち時間を起動させる起動信号をタイマ１２－３に送信する。
＜ＴＮ２＞：タイマ１２－３は、予め定められた計時時間の経過後に完了信号を出力する。
＜ＴＮ３＞：タイマ１２－３から完了信号を受け取ったシーケンス回路１５－２は、処理ｎの起動信号を、機能回路１３－２、タイマ１２－４に送信する。
＜ＴＮ４＞：処理ｎの起動信号を受け取った機能回路１３－２は処理ｎを開始し、タイマ１２－４は計時を開始する。
＜ＴＮ５＞処理ｎを正常に完了した機能回路１３－２は完了信号を出力する。
＜ＴＮ６＞機能回路１３－２から完了信号を受信したシーケンス回路１５－２は、タイマ１２－２にシーケンス完了信号を送信する。
＜ＴＮ７＞シーケンス完了信号を受信したタイマ１２－２は計時を停止させ、リセットする。

【0049】

一方、処理１において機能回路１３－２に異常が発生した場合の手順Ｔ５以降の手順Ｔ’は以下のようになる。なお、以下の手順は処理１以外の処理についても同様である。
＜Ｔ’５＞：異常が発生している機能回路１３－２は、処理１の起動信号を受け取っても動作しない。
＜Ｔ’６＞：機能回路１３－２が手順１の完了信号を出力しないため、タイマ１２－４の計時時間が閾値時間に達し、タイマ１２－４が完了割込を出力する。
＜Ｔ’７＞：手順Ｔ’６における完了割込を受信した外部装置（例えばＣＰＵ）は、各機能回路１３－２の停止等、予め定められた異常処理を実行する。なお、当該完了割込がシーケンス回路１５－２に送信され、シーケンス回路１５－２が異常処理を実行するようにしてもよい。

【0050】

また、例えばシーケンス回路１５－２の異常等何らかの原因で、シーケンス完了信号がタイマ１２－２に送信されなかった場合の手順ＴＮ６以降の手順ＴＮ’は以下のようになる。
＜ＴＮ’６＞：異常が発生しているシーケンス回路１５－２は、機能回路１３－２から完了信号を受信してもタイマ１２－２にシーケンス完了信号を送信しない。
＜ＴＮ’７＞：シーケンス完了信号を受信しないことに起因して、タイマ１２－２における計時時間が閾値時間に達する。そのため、タイマ１２－２は完了割込を出力する。
＜ＴＮ’８＞：手順ＴＮ’７における完了割込を受信した外部装置（例えばＣＰＵ）は、各機能回路１３－２の停止等、予め定められた異常処理を実行する。なお、当該完了割込がシーケンス回路１５－２に送信され、シーケンス回路１５－２が異常処理を実行するようにしてもよい。

【0051】

以上詳述したように、本実施の形態に係る半導体装置１０Ｂでは、上記実施の形態に係る半導体装置１０が奏する効果に加えて、各々汎用のタイマであるタイマ１２－２、１２－３、および１２－４の接続を変えることによって、各々のタイマに異なる機能を割り振ることができる。また、当該接続の変更はセレクタ１４のレジスタ設定を変えることによって行うことができる。なお、本実施の形態ではタイマ１２に異なる機能を割り振る形態を例示して説明したが、同様に機能回路１３に異なる機能を割り振る形態とすることもできる。また、本実施の形態に係る半導体装置１０Ｂでは、ハードウエアで監視機能を動作させることが可能なので、ソフトウエアを削減することが可能となることから、ソフトウエアの開発工数を削減し、またＣＰＵの動作時間の低減による低消費化、も実現することができる。

【0052】

［第４の実施の形態］
図６を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０Ｃについて説明する。半導体装置１０Ｃは、上記各実施の形態に係る半導体装置に対して、複数の機能回路１３を含む点が相違している。従って、同様の機能を有する構成については同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。図６に示すように、半導体装置１０Ｃは、シーケンス回路１５－３、接続切替回路１１－３、機能回路１３－３、１３－４、およびタイマ１２－５を含んで構成されている。図６では、２つの機能回路１３－３、および１３－４が、１つのタイマ１２－５を監視回路として共用する場合を例示している。なお、図６では、図１に示すレジスタ１６の図示を省略している。

【0053】

図６に示すように、本実施の形態に係るシーケンス回路１５－３は、シーケンスに含まれる処理に応じて、機能回路１３－３、および１３－４の各々を起動させるための起動信号を、接続切替回路１１－３を介して機能回路１３－３、１３－４、およびタイマ１２－５に送り、機能回路１３－３、および１３－４の各々からの完了信号を接続切替回路１１－３を介して受け取る。また、シーケンス回路１５－３は、機能回路１３－３、１３－４の各々から受け取った完了信号を外部装置に送る。

【0054】

本実施の形態に係る接続切替回路１１－３は、分岐部１７－２、１７－３、１８－２、１８－３、およびセレクタ１４－１２、１４－１３、１４－１４、１４－１５、１４－１６、１４－１７を含んで構成されている。分岐部１７－２は、機能回路１３－３の起動信号をタイマ１２－５、機能回路１３－３に振り分け、分岐部１８－２は機能回路１３－３からの完了信号をタイマ１２－５、セレクタ１４－１５に振り分ける。セレクタ１４－１５に入力された完了信号はシーケンス回路１５－３に送られる。また、分岐部１７－３は、機能回路１３－４の起動信号をタイマ１２－５、機能回路１３－４に振り分け、分岐部１８－３は機能回路１３－４からの完了信号をタイマ１２－５、セレクタ１４－１７に振り分ける。セレクタ１４－１７に入力された完了信号はシーケンス回路１５－３に送られる。

【0055】

以上の構成によって、機能回路１３－３、１３－４の各々の起動信号が機能回路１３－３、１３－４へ送られるとともにタイマ１２－５にも送られ、機能回路１３－３、１３－４の各々からの完了信号がシーケンス回路１５－３に送られるとともにタイマ１２－５にも送られる。このことは、機能回路１３の個数が３個以上であっても同様である。すなわち、機能回路の個数分の分岐部１７、１８のペア（分岐部対）を備えることによって、複数の機能回路１３によって一つのタイマ１２を共用し、監視回路の削減を図ることが可能となっている。

【0056】

なお、半導体装置１０Ｃでは、上記各実施の形態に係る半導体装置において、シーケンスに含まれる各処理の起動信号が機能回路１３に個別に送られる構成となっている点のみ相違している。従って、半導体装置１０Ｃの動作については、上記各実施の形態に係る半導体装置と同様である。

【0057】

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置によっても、より自由度が高い監視機能を有する半導体装置を提供することが可能となる、という効果を奏する。

【符号の説明】

【0058】

１ マイクロコンピュータ
２ ＣＰＵ
３ 機能部
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 半導体装置
１１－１～１１－３ 接続切替回路
１２、１２－１～１２－５ タイマ
１３、１３－１～１３－４ 機能回路
１４、１４－１～１４－１７ セレクタ
１５－１～１５－３ シーケンス回路
１６ レジスタ
１７－１、１７－２ 分岐部
１８－１、１８－２ 分岐部
５０ 半導体装置
５１ 接続切替回路
５２ 機能回路
５３ シーケンス回路
５４－１、５４－２ セレクタ
５５ 機能回路専用タイマ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】