專利名稱：半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體器件。
背景技術：
防止集成進電子設備等的CPU(中央處理器)逃逸(runaway)的一種防護措施是使用看門狗定時器。當被監(jiān)視的CPU處于正常狀態(tài)時，看門狗定時器并不會操作。但是，當 CPU進入異常狀態(tài)時，就需要看門狗定時器適當地操作。因此，看門狗定時器穩(wěn)定性的增強對響應CPU異常很重要。日本未審專利申請公開No. 2003-131906公開了一種檢查看門狗定時器操作的技術。其中所公開的電子設備具有用于CPU的兩個看門狗定時器。各個看門狗定時器都具有執(zhí)行計數的內部計數器。CPU為兩個看門狗定時器提供看門狗清除信號。當提供看門狗清除信號時，每個看門狗定時器都清除內部計數值。當計數值溢出時，看門狗定時器會將復位信號提供給邏輯連接器。當把來自兩個看門狗定時器的復位信號提供給邏輯連接器時，該邏輯連接器就會將復位信號提供給CPU。因此，僅當一個看門狗定時器輸出復位信號時，CPU 不會被重置。在操作過程中，CPU有意停止一個看門狗清除信號，并確定已經被提供了信號的看門狗定時器是否在正確地操作。即，CPU確定看門狗定時器是否輸出了復位信號。借助上述操作，日本未審專利申請公開No. 2003-131906中公開的電子設備可在CPU操作期間確定看門狗定時器是否在正確地操作。

發(fā)明內容
本發(fā)明人已經發(fā)現日本未審專利申請公開No. 2003-131906中公開的電子設備存在的問題在于，其不能在用于檢查看門狗定時器操作的一個部分中出現故障時正確檢測看門狗定時器故障。例如，當從兩個看門狗定時器向其提供復位信號的邏輯連接器中發(fā)生故障時，則不能正確檢測看門狗定時器的異常。本發(fā)明的第一方面涉及一種半導體器件，其包括算術和邏輯單元；第一看門狗定時器，其用于算術和邏輯單元的逃逸監(jiān)視；第二看門狗定時器，其用于算術和邏輯單元的逃逸監(jiān)視；以及第一至第三診斷電路，其中，第一診斷電路監(jiān)視第二看門狗定時器并產生第一診斷結果信號，所述第一診斷結果信號指示監(jiān)視結果是否異常，第三診斷電路監(jiān)視第一看門狗定時器并產生第二診斷結果信號，所述第二診斷結果信號指示監(jiān)視結果是否異常，并且第二診斷電路根據第一診斷結果信號來確定第一診斷電路是否異常，以及根據第二診斷結果信號來確定第三診斷電路是否異常。
在本發(fā)明的一方面中，有關監(jiān)視目標是否處于正常的通知由第一診斷電路和第三診斷電路提供至第二診斷電路。第二診斷電路進行監(jiān)視相應看門狗定時器的第一和第三診斷電路的診斷。以此構造，根據本發(fā)明的該方面的半導體器件可在監(jiān)視看門狗定時器的診斷電路中發(fā)生異常時做出適當響應。根據本發(fā)明的上述方面，能夠提供一種半導體器件，其能在用于看門狗定時器的故障診斷的電路中發(fā)生異常時，做出適當響應。


結合附圖，從對某些實施例的以下說明中，本發(fā)明的上述和其他方面、優(yōu)點和特征將變得更加顯而易見，其中圖1是示出根據第一實施例的半導體器件的構造的框圖；圖2是示出根據第一實施例的半導體器件的異常確定的圖示；圖3是示出根據第二實施例的半導體器件的構造的框圖；圖4是示出根據第二實施例的半導體器件的異常確定的圖示；圖5是示出根據第三實施例的半導體器件的構造的框圖；圖6是示出根據第三實施例的半導體器件的異常確定的圖示；圖7是示出根據第四實施例的半導體器件的構造的框圖；圖8是示出根據第四實施例的診斷電路1的細節(jié)的框圖；圖9是示出根據第四實施例的半導體器件的異常確定的圖示；圖10是示出根據第四實施例的半導體器件的操作的時序圖；圖11是示出根據第四實施例的半導體器件的操作的時序圖；圖12是示出根據第四實施例的半導體器件的操作的時序圖；圖13是示出根據第五實施例的半導體器件的構造的框圖；圖14是示出根據第五實施例的診斷電路1的細節(jié)的框圖；以及圖15是示出根據第五實施例的半導體器件的頻率異常確定的圖示。
具體實施例方式第一實施例以下，將參考

本發(fā)明的一個實施例。圖1是示出根據該實施例的半導體器件的構造的框圖。半導體器件例如可以是諸如具有內置閃存的微型計算機或者具有內置掩蔽型R0M(只讀存儲器)或多CPU處理器的微型計算機的半導體器件。半導體器件10包括CPU100、看門狗定時器1 000)、看門狗定時器2 010)、診斷電路1 (300)、診斷電路2 (310)、以及診斷電路3 (320)。CPU100是算術和邏輯單元，其通過看門狗定時器執(zhí)行逃逸監(jiān)視。CPU100為看門狗定時器1(200)和看門狗定時器2(210)提供看門狗定時器清除信號?？撮T狗定時器清除信號是重置看門狗定時器中的計數以便看門狗定時器不向CPU100提供復位信號的信號。當看門狗定時器的計數值溢出(當其超過規(guī)定值)時，將復位信號提供給CPU100。而且，當每個診斷電路(診斷電路1(300)、診斷電路2(310)、診斷電路3(320))檢測到通過每個診斷電路監(jiān)視的目標處于異常情況時，將異常通知信號提供給CPU100。當把異常通知信號提供給CPU100時，CPU100對異常部分執(zhí)行故障安全(fail-safe)操作。將隨后描述故障安全操作的細節(jié)。看門狗定時器1(200)檢測CPU100的逃逸?？撮T狗定時器1(200)具有內部計數器，其對時鐘進行計數。當計數器的計數值溢出時，看門狗定時器1(200)就為CPU100提供復位信號。而且，當從CPU100提供看門狗定時器清除信號時，看門狗定時器1(200)會重置其內部計數值。而且，看門狗定時器1(200)根據時鐘計數為診斷電路3 (320)提供通知。當看門狗定時器1(200)正常執(zhí)行遞增計數操作時提供該通知?？撮T狗定時器2(210)檢測CPU100的逃逸。看門狗定時器2(210)具有內部計時器，其對時鐘進行計數。當計數器的計數值溢出時，看門狗定時器2(210)為CPU100提供復位信號。而且，當從CPU100提供看門狗定時器清除信號時，看門狗定時器2(210)將重置其內部計數值。此外，看門狗定時器2(210)根據時鐘計數為診斷電路2(310)提供通知。當看門狗定時器2(210)正常執(zhí)行遞增計數操作時，提供該通知。診斷電路1(300)進行看門狗定時器2 (210)的操作診斷。診斷電路1(300)提供診斷結果信號1，該信號1將看門狗定時器2(210)的操作診斷結果指示給診斷電路2(310)。 具體地說，當看門狗定時器2 (210)發(fā)出時鐘計數通知時，診斷電路1(300)將指示看門狗定時器2(210)處于正常情況的診斷結果信號1(高HIGH)提供給診斷電路2 (310)。該診斷結果信號1是所謂的脈沖波，且僅當確定處于正常情況時，該信號才處于高。另一方面，當診斷電路1(300)確定看門狗定時器2 (210)處于異常情況時，診斷電路1(300)將異常通知信號1提供給CPU 100。注意，當進行正常確定時，該診斷結果信號1也可以變成低(LOW)信號，只要其能夠通知看門狗定時器2(210)的正常/異常情況即可。診斷結果信號2和3的情況與診斷信號1 一樣，這將在下文說明。診斷電路3(320)進行看門狗定時器1(200)的操作診斷。該診斷電路3(320)提供診斷結果信號3，該信號3將看門狗定時器1(200)的操作的診斷結果指示給診斷電路 2(310)。具體地說，當看門狗定時器1(200)發(fā)出時鐘計數通知時，診斷電路3(320)將指示看門狗定時器1(200)處于正常情況的診斷結果信號3(高)提供給診斷電路2 (310)。另一方面，當診斷電路3(320)確定看門狗定時器1(200)處于異常情況時，診斷電路3(320)將異常通知信號3提供給CPU100。從診斷電路1 (300)和診斷電路3 (320)將診斷結果信號提供給診斷電路2 (310)。 當診斷電路1(300)未提供指示正常情況的診斷結果信號1(高)時，診斷電路2(310)則確定診斷電路1(300)或看門狗定時器2(210)處于異常情況。同樣地，當診斷電路3 (320)未提供指示正常情況的診斷結果信號3(高)時，診斷電路2 (310)則確定診斷電路3 (320)或看門狗定時器1(200)處于異常情況。隨后，診斷電路2(310)將用于通知異常部分的異常通知信號2提供給CPU100。以下，將參考圖2來說明每個診斷電路的診斷結果和異常部分之間的關系。圖2 是示出每個診斷電路的診斷結果和異常部分之間關系的表格。在圖2所示表格中，“0K”表示確定所監(jiān)視目標未出現異常。另一方面，“NG”表示確定所監(jiān)視目標出現異常。當診斷電路1(300)作出異常確定時，其確定看門狗定時器2 (210)處于異常情況。 診斷電路1 (300)利用異常通知信號1將異常部分通知給CPU100。收到異常通知信號1后，例如，CPU100關閉看門狗定時器2(210)來作為故障安全操作。當沒有從診斷電路1(300)將指示看門狗定時器2 (210)處于正常情況的診斷結果信號1(高)提供給診斷電路2(310)時，該診斷電路2(310)確定診斷電路1(300)或看門狗定時器2 (310)處于異常情況。隨后，診斷電路2(310)通過利用異常通知信號2將診斷電路1(300)或看門狗定時器2 (210)處于異常的情況通知給CPU100。接收異常通知信號2 后，例如，CPU100關閉看門狗定時器2(210)來作為故障安全操作。當沒有從診斷電路3 (320)將指示看門狗定時器1(200)處于正常情況的診斷結果信號3(高)提供給診斷電路2(310)時，該診斷電路2(310)確定診斷電路3(320)或看門狗定時器1(200)處于異常情況。隨后，診斷電路2(310)利用異常通知信號2將診斷電路 3(320)或看門狗定時器1(200)處于異常的情況通知給CPU100。接收異常通知信號2后， 例如，CPU100關閉看門狗定時器1 (200)來作為故障安全操作。當診斷電路3 (320)做出異常確定時，其確定看門狗定時器1(200)處于異常情況。 診斷電路3(320)通過利用異常通知信號3將異常部分通知給CPU100。接收異常通知信號 3后，例如，CPU100關閉看門狗定時器1 (200)來作為故障安全操作。應當注意，盡管CPU100執(zhí)行故障安全操作以關閉異常部分等，但其并不局限于此。已經識別出異常部分的診斷電路也可以關閉異常部分。例如，已經檢測出診斷電路 3(320)或看門狗定時器1(200)處于異常情況的診斷電路2(310)也可關閉看門狗計時器 1(200)。以下說明根據該實施例的半導體器件的優(yōu)點。如上所述，半導體器件10包括診斷電路2 (310)，從監(jiān)視相應看門狗定時器的診斷電路1(300)和診斷電路3(320)向其提供診斷結果信號。診斷電路2 (310)能夠確定，沒有從其提供診斷結果信號的診斷電路或由診斷電路監(jiān)視的看門狗定時器處于異常情況。CPU100可對被確定為異常情況的部分執(zhí)行適當的故障安全操作。因此，即使在監(jiān)視看門狗定時器的電路中發(fā)生異常情況時，也能適當地執(zhí)行故障安全操作。下文說明根據本實施例的半導體器件的元件和隨附的權利要求之間的對應關系。 診斷電路1(300)對應隨附權利要求中所述的第一診斷電路。診斷電路2(310)對應隨附權利要求中所述的第二診斷電路。診斷電路3(320)對應隨附權利要求中所述的第二診斷電路。診斷電路2(310)對應隨附權利要求中所述的第三診斷電路。診斷結果信號1對應隨附權利要求中所述的第一診斷結果信號。診斷結果信號3對應隨附權利要求中所述的第二診斷結果信號?？撮T狗定時器1對應隨附權利要求中所述的第一看門狗定時器。看門狗定時器2對應隨附權利要求中所述的第二看門狗定時器。以下實施例中出現的對應關系與上述對應關系相同。第二實施例根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的特征在于診斷電路2向診斷電路1和3 通知其處于正常操作情況。參考圖3在下文說明根據該實施例的半導體器件的基本構造和操作，其著重于說明與第一實施例的不同之處。診斷電路2(310)提供操作通知信號，該信號將診斷電路2(310)自身處于正常操作的情況定期地指示給診斷電路1(300)和診斷電路3 (320)。診斷電路1(300)和診斷電路 3(320)除了確定看門狗定時器是否處于異常情況之外，還確定診斷電路2(310)是否正確地操作。具體地說，當診斷電路2(310)沒有規(guī)律地提供操作通知信號時，診斷電路1(300) 和診斷電路3(320)就確定診斷電路2 (310)處于異常情況。當確定診斷電路2 (310)處于異常情況時，診斷電路1(300)或診斷電路3 (320)通過異常通知信號將該異常情況通知給CPU100。CPU100對被確定為異常的診斷電路2(310) 執(zhí)行故障安全操作。例如，CPU100在集成了 CPU100的電子設備的顯示單元上顯示診斷電路2 (310)處于異常情況。以下參考圖4說明每個診斷電路的診斷結果和異常部分之間的關系。圖4是示出每個診斷電路的診斷結果和異常部分之間關系的表格。本實施例與第一實施例的不同之處在于在診斷電路2 (310)未提供操作通知信號時，確定診斷電路2(310)處于異常情況。以下說明根據本實施例的半導體器件的優(yōu)點。在根據本實施例的半導體器件中， 診斷電路1(300)和診斷電路3(320)可定期地檢查診斷電路2 (310)是否正常操作。因此， 當診斷電路2(310)處于異常情況時，CPU100或另外的電路可執(zhí)行適當的故障安全操作。因此與第一實施例相比，該實施例可實現更精確的故障安全控制。應當注意，診斷電路2 (310)無需向診斷電路1(300)和診斷電路3 (320)均提供操作通知信號，而是可以將該信號提供給上述兩者之一。在這種情況下，被提供了操作通知信號的診斷電路進行診斷電路2 (310)的異常診斷。從診斷電路2(310)輸出的操作通知信號對應隨附權利要求中所述的第一操作通知信號。以下實施例中出現的對應關系與上述對應關系相同。第三實施例根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的特征在于診斷電路之間互相提供操作通知信號。以下參考圖5說明根據該實施例的半導體器件的基本構造和操作，其著重于說明與第一和第二實施例的不同之處。診斷電路1 (300)將診斷結果信號1提供給診斷電路2 (310)和診斷電路3 (320)。 診斷結果信號1是脈沖信號，且僅在看門狗定時器2(210)正常操作時才變?yōu)楦?，正如第一和第二實施例中所述的情況那樣。此外，診斷電路1(300)定期地將操作通知信號提供給診斷電路2(310)和診斷電路3(320)，該操作通知信號指示診斷電路1(300)自身正常操作。診斷電路1(300)具有內部計數器，該內部計數器對時鐘進行計數。診斷電路 1 (300)根據時鐘計數為診斷電路2 (310)提供通知。當診斷電路1(300)正常執(zhí)行遞增計算操作時提供該通知。診斷電路2 (310)進行診斷電路1 (300)的操作診斷。當診斷電路1 (300)發(fā)出時鐘計數的通知時，診斷電路2 (310)輸出診斷結果信號2 (高)，該信號2指示診斷電路1 (300) 處于正常情況。診斷結果信號2被提供給診斷電路1(300)和診斷電路3(320)。診斷電路3 (320)將診斷結果信號3提供給診斷電路1 (300)和診斷電路2 (310)。 診斷結果信號3是脈沖信號，且僅當看門狗定時器1 O00)正常操作時才變?yōu)楦撸绲谝缓偷诙嵤├兴龅那闆r那樣。此外，診斷電路3 (320)將操作通知信號定期地提供給診斷電路1(300)和診斷電路2(310)，該操作通知信號指示診斷電路3(320)自身正常操作。而且，每個診斷電路(診斷電路1至幻都包括內部異常部分識別電路。該異常部分識別電路是根據在下文說明的診斷表格(圖6)來識別單個異常部分的電路。當識別出一個異常部分時，每個診斷電路都利用異常通知信號將該異常部分通知給CPU100。
以下，參考圖6說明每個診斷電路的診斷結果與異常部分之間的關系。注意，在常規(guī)半導體器件等中，看門狗定時器和診斷電路很少同時發(fā)生異常情況。因此，在本實施例中，在假設僅存在一個異常部分的基礎上，說明每個診斷電路中的異常部分識別電路識別異常部分的方法。在表格中，“未提供診斷結果信號1(高)”表示高電平的診斷結果信號1 未提供給診斷電路2(310)和診斷電路3(320)?！拔刺峁┰\斷結果信號2(高)”表示高電平的診斷結果信號2未提供給診斷電路1(300)和診斷電路3(320)?！拔刺峁┰\斷結果信號 3(高)”表示高電平的診斷結果信號3未提供給診斷電路1 (300)和診斷電路2(310)。當提供來自其他電路的高電平的診斷結果信號(診斷結果信號1至3)，并且確定監(jiān)視目標正常操作時，該異常部分識別電路確定不存在異常部分(表格中的“ 1 ”、“3，，和 “5，，)。當提供來自其他電路的高電平的診斷結果信號(診斷結果信號1至3)，且確定監(jiān)視目標未正常操作時，異常部分識別電路確定未正常操作的監(jiān)視目標存在異常(表格中的 “2”、“4”和“6”)。例如，當診斷電路1(300)中的異常部分識別電路從其他電路接收高電平的診斷結果信號，并確定作為監(jiān)視目標的看門狗定時器2 (210)處于異常情況時，則確定異常部分是看門狗定時器2(210)(表格中的“2”)。以下，說明未提供高電平的診斷結果信號1的情況。在該情況下，作為診斷電路 1 (300)的監(jiān)視目標的看門狗定時器2(210)或診斷電路1(300)處于異常情況。當從診斷電路1(300)正常提供操作通知信號時，診斷電路1(300)處于正常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路則確定看門狗定時器2(210)處于異常(表格中的 “7”、“11”)。當確定看門狗定時器1(200)也處于異常(表格中的“13”)時，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個的異常部分。注意，因為由于診斷電路1 (300) 處于異常的同時該診斷電路1(300)還提供操作通知信號而存在矛盾，所以沒有考慮表格中的“9”。另一方面，當從診斷電路1(300)未提供操作通知信號時，則該診斷電路1(300) 處于異常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路確定診斷電路 1 (300)處于異常(表格中的“8”、“10”、“12”)。當確定看門狗定時器1(200)也處于異常 (表格中的“14”)時，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。以下，說明未提供高電平的診斷結果信號2的情況。在該情況下，作為診斷電路 2(310)的監(jiān)視目標的診斷電路1(300)或診斷電路2(310)處于異常情況。當從診斷電路 2(310)提供操作通知信號時，診斷電路2(310)處于正常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路則確定診斷電路1(300)處于異常(表格中的“15”、“19”)。 當另一部分被確定為異常(表格中的“17”、“21”)時，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。另一方面，當從診斷電路2(310)未提供操作通知信號時，診斷電路2(310)則處于異常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路就確定診斷電路 2(310)處于異常(表格中的“16”、“20”)。當確定看門狗定時器2(210)也處于異常時(表格中的“18”)，則異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。同樣地，當確定看門狗定時器1(200)也處于異常情況時(表格中的“22”)，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。以下進一步說明未提供高電平的診斷結果信號3的情況。在該情況下，作為診斷電路3(320)的監(jiān)視目標的看門狗定時器1(200)或診斷電路3(320)處于異常情況。當從診斷電路3 (320)提供操作通知信號時，診斷電路3 (320)處于正常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路就確定看門狗定時器1(200)處于異常(表格中的 “23”、“27”)。當確定看門狗定時器2(210)或診斷電路1(300)也處于異常時(表格中的 “25”、“四”)，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。另一方面，當從診斷電路3(320)未提供操作通知信號時，則診斷電路3(320)處于異常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路則確定診斷電路 3(320)處于異常(表格中的“24”、‘18”)。當確定看門狗定時器2 (210)或診斷電路1(300) 也處于異常時(表格中的“26”、“30”)，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。以下說明根據該實施例的半導體器件的優(yōu)點。如上所述，診斷電路互相之間通知它們處于正常操作。因此，當未提供高電平的診斷結果信號時，異常部分識別電路可清楚是監(jiān)視目標處于異常，還是進行監(jiān)視的診斷電路處于異常。例如，當未提供高電平的診斷結果信號1，且從診斷電路1(300)正常提供操作通知信號時，異常部分識別電路可識別看門狗定時器2(210)處于異常。而且，當未提供高電平的診斷結果信號2，且從診斷電路2(310) 正常提供操作通知信號時，異常部分識別電路可識別診斷電路1(300)處于異常。由此，異常部分可被精確地檢測到。借助異常部分的精確檢測，CPU100可根據異常部分執(zhí)行適當的故障安全操作。應當注意，上述故障安全操作基本上與第一和第二實施例中所述的故障安全操作相同。例如，當看門狗定時器2(210)處于異常情況時，CPU100就會關閉看門狗定時器 2(210)。從診斷電路1(300)輸出的操作通知信號對應隨附權利要求中所述的第二操作通知信號。從診斷電路3(320)輸出的操作通知信號對應隨附權利要求中所述的第三操作通知信號。以下實施例中出現的對應關系與上述對應關系相同。第四實施例根據本發(fā)明的第四實施例的半導體器件的特征在于，其包括多個時鐘源。以下參考圖7說明根據該實施例的半導體器件的基本構造和操作，其著重于說明其與第一、第二和第三實施例的不同之處。注意，在根據該實施例的半導體器件中，同樣假設僅存在一個要被識別的異常部分。除了具有根據第三實施例的半導體器件的構造外，該實施例的半導體器件還包括時鐘源1 G00)、時鐘源2 (410)、和時鐘源3 (420)。時鐘源1 (400)將時鐘提供給看門狗定時器1(200)以及診斷電路2 (310)。時鐘源2 (410)將時鐘提供給CPU100和診斷電路1 (300)。 時鐘源3(420)將時鐘提供給看門狗定時器2(210)和診斷電路3(320)。注意，各個時鐘源的工作頻率不必都相同。以下參考圖8說明本實施例的診斷電路1 (300)的構造。診斷電路1 (300)包括計數電路3001、操作診斷電路3002、以及異常部分識別電路3003。計數電路3001是對從計數時鐘源2 (410)提供的時鐘進行計數的電路。計數電路3001將時鐘計數通知給操作診斷電路3002。操作診斷電路3002接收來自看門狗定時器2 (210)的通知(每當時鐘被提供給看門狗定時器2 (210)時就提供通知)，并計數來自計數電路3001的時鐘。操作診斷電路3002 根據將時鐘提供給看門狗定時器2(210)的時鐘源3(420)的工作頻率和時鐘源2(410)的工作頻率之間的關系來進行看門狗定時器2(210)的操作診斷。例如，假設時鐘源2(410)的工作頻率為80Hz，且時鐘源3(420)的工作頻率為 20Hz。在該情況下，例如，操作診斷電路3002確定當從時鐘源2(410)提供五次時鐘時，看門狗定時器2 (210)是否發(fā)出了一次或一次以上的通知。當其發(fā)出了一次或一次以上的通知時，操作診斷電路3002就確定看門狗定時器2(210)正在操作。操作診斷電路3002將確定結果通知給異常部分識別電路3003。來自操作診斷電路3002的診斷結果被提供給異常部分識別電路3003。而且，將來自診斷電路2(310)的操作通知信號以及診斷結果信號2提供給異常部分識別電路3003。 同樣地，將來自診斷電路3 (320)的操作通知信號和診斷結果信號3提供給異常部分識別電路 3003。異常部分識別電路3003是根據診斷表格(圖9)識別單個異常部分的電路，該診斷表格將在下文說明。當識別出異常部分時，每個診斷電路利用異常通知信號將異常部分通知給CPU100。注意，雖未示出診斷電路2 (310)和診斷電路3 (320)的構造，但上述兩者的構造與圖8中示出的構造基本相同。以下參考圖9說明每個診斷電路的診斷結果與異常部分之間的關系。對于圖9中所示的“1”至“6”來說，以與第三實施例類似的方式來做出確定，因此省略其詳細說明。對未提供高電平的診斷結果信號1的情況進行描述。在該情況下，作為診斷電路 1 (300)的監(jiān)視目標的看門狗定時器W210)、診斷電路1(300)、以及為診斷電路1(300)提供時鐘的時鐘源2(410)中任一者處于異常情況。當從診斷電路1(300)提供操作通知信號時，診斷電路1(300)和時鐘源2 (410)處于正常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路就確定看門狗定時器2(210)處于異常(表格中的“7”、“11”)。當確定看門狗定時器1(200)同樣處于異常情況時(表格中的“13”)，異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。另一方面，當從診斷電路1(300)未提供操作通知信號時，診斷電路1(300)或時鐘源2 (410)處于異常情況。當時鐘源2 (410)處于異常時，則沒有時鐘提供給CPU100，且因此 CPU100輸出復位信號。因此，當沒有其他部分被確定為異常，且當從CPU100未輸出復位信號時，異常部分識別電路確定診斷電路1(300)處于異常(表格中的“8”、“10”、“12”)。而且，當沒有其他部分被確定為異常，且當從CPU100輸出復位信號時，異常部分識別電路就確定時鐘源2(410)處于異常(表格中的“8”、“10”、“12”)。當確定看門狗定時器1(200) 同樣處于異常時(表格中的“ 14”)，則異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。以下對未提供高電平的診斷結果信號2的情況進行描述。在該情況下，作為診斷電路2(310)的監(jiān)視目標的診斷電路1(300)、診斷電路2(310)、以及為診斷電路2(310)提供時鐘的時鐘源1(400)中任一者處于異常情況。當從診斷電路2(310)提供操作通知信號時，診斷電路2(310)和時鐘源1(400)都處于正常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路確定診斷電路1(300)處于異常(表格中的“15”、“19”)。當另一部分被確定異常時(表格中的“ 17”、“21” )，異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。另一方面，當從診斷電路2 (310)未提供操作通知信號時，診斷電路2 (310)或時鐘源1(400)處于異常情況。當確定看門狗定時器2(210)處于正常(表格中的“16”)、同時確定時鐘源3(420)正常操作時，異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。當確定看門狗定時器1(200)處于正常時(表格中的“20”)，證明為看門狗定時器1(200)提供時鐘的時鐘源1(400)處于正常情況。因此，異常部分識別電路就確定診斷電路2(310)處于異常 (表格中的“20”)。當確定看門狗定時器2(210)處于異常時(表格中的“18”)，異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。當確定看門狗定時器1(200)處于異常時(表格中的 “22”)，異常部分識別電路就識別出為看門狗定時器1 (200)提供時鐘的時鐘源1 (400)處于異常。以下進一步說明未提供高電平的診斷結果信號3的情況。在該情況下，作為診斷電路3 (320)的監(jiān)視目標的看門狗定時器1 (200)、診斷電路3 (320)、以及為診斷電路3 (320) 提供時鐘的時鐘源3 (420)中任一者處于異常情況。當從診斷電路3(320)提供操作通知信號時，診斷電路3(320)以及時鐘源3(420)處于正常情況。因此，當沒有其他部分被確定為異常時，異常部分識別電路確定看門狗定時器1(200)處于異常(表格中的“23”、“27”)。 當確定看門狗定時器2(210)或診斷電路1(300)也處于異常時(表格中的“25”、“四”)，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。另一方面，當從診斷電路3 (320)未提供操作通知信號時，診斷電路3 (320)或時鐘源3(420)就處于異常情況。當確定看門狗定時器2(210)處于正常時(表格中的“24”)， 則為看門狗定時器2(210)提供時鐘的時鐘源3(420)正常操作。因此，異常部分識別電路確定診斷電路3(320)處于異常(表格中的“24”)。當確定診斷電路1(300)處于正常時 (表格中的“28”)，異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。當確定診斷電路1(300) 處于異常時(表格中的“30”)，則存在多個異常部分，而異常部分識別電路就不能識別單個異常部分。當確定看門狗定時器2(210)處于異常時(表格中的“26”)，則為看門狗定時器 2(210)提供時鐘的時鐘源3 (420)可能處于異常。因此，異常部分識別電路識別出異常部分是時鐘源3(420)(表格中的‘16”)。以下參考圖10至12的時序圖說明與診斷電路1 (300)有關的每個處理單元的操作。圖10是示出在正常操作情況下進行處理的時序圖。在正常操作情況下，看門狗定時器2(210)正常地連續(xù)對時鐘進行計數。此外，以規(guī)律的時間間隔將來自看門狗定時器2 (210)時鐘計數的通知發(fā)給診斷電路1(300)。而且， 每個診斷電路都以規(guī)律的時間間隔為其他診斷電路提供操作通知信號。診斷電路1(300)將診斷結果(診斷結果信號1)通知給其他診斷電路，其中，該診斷結果指示看門狗定時器2 (210)正常操作。從診斷電路3(320)將診斷結果信號3提供給診斷電路1 (300)，其中，該診斷結果信號3指示看門狗定時器1 O00)正常操作。因此，診斷電路1(300)中的異常部分識別電路確定不存在異常處理單元(信號保持在低)。而且，從診斷電路1(300)輸出的診斷結果信號1處于低電平，這表示不存在異常部分。以下參考圖11說明在看門狗定時器2 (210)進入異常情況下的每個處理單元的操作。在本實例中，看門狗定時器2(210)在時間Tl處開始進入異常。在此情況下，時鐘計數的通知不再從看門狗定時器2(210)提供給診斷電路1(300)。當在規(guī)定時間周期內未提供計數通知時，診斷電路1(300)中的異常部分識別電路參考其他診斷電路的診斷結果。在本實例中，并未通知來自其他診斷電路的異常。因此，在時間T2處，異常部分識別電路檢測到看門狗定時器2(210)發(fā)生異常。當檢測到異常情況時，診斷電路1(300)就向CPU100輸出診斷結果信號1，其中該信號1指示看門狗定時器2 (210)處于異常。此外，在下文中參考圖12說明在診斷電路3(320)進入異常情況下的每個處理單元的操作。在本實例中，診斷電路3(320)在時間T3處開始發(fā)生異常。在該情況下，診斷電路3(320)不再為其他診斷電路提供操作通知信號。同時，因為提供了來自看門狗定時器2(210)的計數通知，所以診斷電路1(300)中的異常部分識別電路在時間T4處確定時鐘源3 (420)處于正常，而診斷電路3 (320)處于異
堂
巾ο因此，診斷電路1(300)通過異常通知信號1向CPU100通知診斷電路3 (320)處于
異常的情況。其他診斷電路的時序圖基本上與圖10至12中所示的時序圖相同。注意，在識別異常部分之后執(zhí)行的故障安全操作基本上與第一至第三實施例中所述的操作相同。以下說明根據本實施例的半導體器件的優(yōu)點。如上所述，根據本實施例的半導體器件包括多個時鐘源。因此，即使在一個時鐘源變得異常時，電路等也可從另一時鐘源提供時鐘，并仍能繼續(xù)正常操作。此外，通過根據上述診斷表格(圖9)來精確地識別異常部分，可執(zhí)行僅與異常部分相對應的故障安全操作。例如，當確定診斷電路2(310)處于異常時，時鐘源1(400)處于正常。因此，在不關閉時鐘源1(400)的情況下能夠執(zhí)行對應于診斷電路2(310)的異常情況的故障安全操作。時鐘源1(400)對應隨附權利要求中所述的第一時鐘源。時鐘源2 (410)對應隨附權利要求中所述的第二時鐘源。時鐘源3 (420)對應隨附權利要求中所述的第三時鐘源。以下實施例中出現的對應關系與上述對應關系相同。第五實施例根據本發(fā)明的第五實施例的半導體器件的特征在于改變診斷電路的內部構造， 以便時鐘源的頻率的異常也可被檢測到。以下參考圖13說明根據本實施例的半導體器件的基本構造和操作，其著重于說明與第四實施例的不同之處。根據本實施例的CPU100在確定時鐘源中發(fā)生頻率異常時關閉時鐘源。下文說明確定頻率異常的方法。參考圖14說明根據本實施例的診斷電路1 (300)的構造。根據本實施例的診斷電路1(300)具有如下構造即，在其中根據第四實施例的診斷電路1(300)的操作診斷電路 3002被差異檢測電路3004替代。差異檢測電路3004檢測看門狗定時器2(210)是否操作，以及為看門狗定時器 2(210)提供時鐘的時鐘源3 (420)中是否發(fā)生頻率異常。差異檢測電路3004進行如下的診斷，即，根據時鐘源2(410)的工作頻率與時鐘源3 (420)的工作頻率之間的關系來確定看門狗定時器2 (210)是否在操作，以及時鐘源3(420)中是否發(fā)生頻率異常。例如，假設時鐘源2(410)的工作頻率為80Hz，且時鐘源3(420)的工作頻率為 20Hz。在這種情況下，圖15中示出在時鐘源2(410)對時鐘進行五次計數時被通知的看門狗定時器2(210)的計數與診斷結果之間的關系。在這種情況下，理論上，在時鐘源2(410)對時鐘計數五次時，從看門狗定時器 2(210)給出略微多于一次的計數通知。因此，當看門狗定時器2(210)計數一次或兩次時， 差異檢測電路3004確定看門狗定時器2(210)處于正常情況。另一方面，當計數為零時，差異檢測電路3004確定看門狗定時器2(210)并未操作，并且處于異常情況。此后，將診斷結果通知給異常部分識別電路3003，并識別異常部分。識別異常部分的方法與第四實施例中所述的方法基本相同。另一方面，當來自看門狗定時器2(210)的計數為三次或三次以上時，則時鐘源 3(420)的工作頻率處于異常。在該情況下，差異檢測電路3004將異常通知信號1提供給 CPU100，其中，該信號1指示時鐘源3(420)中發(fā)生異常情況。接收有關頻率異常的通知后，CPU100立即關閉其中發(fā)生了頻率異常的時鐘源 3(420)。注意，雖未示出診斷電路2(310)和診斷電路3(320)的構造，但上述構造與圖14 中所示的構造基本相同。在上述構造中，可檢測到時鐘源的工作頻率的異常情況。由此能夠執(zhí)行故障安全操作，諸如，關閉其中發(fā)生頻率異常的時鐘源。故障安全操作防止時鐘源的工作頻率太高的缺陷，以及從看門狗定時器將復位信號不正確地提供給CPUlOO的缺陷。應當注意，本發(fā)明并不局限于上述實施例，且在不脫離本發(fā)明范圍的前提下可進行各種變更和改進。上述半導體器件可集成進計算器中。本領域技術人員可對上述實施例進行合理組合。雖然已經根據若干實施例對本發(fā)明進行了說明，但本領域技術人員將認識到可在隨附權利要求的精神和范圍內對本發(fā)明進行各種改進，且本發(fā)明并不局限于上述實例。此外，權利要求的范圍不受上述實施例的限制。此外，應注意，即使可能在專利申請過程中進行修改，但申請人的意圖是將所有要求保護的元素的等同都涵蓋在內。
權利要求
1.一種半導體器件，包括算術和邏輯單元；第一看門狗定時器，用于所述算術和邏輯單元的逃逸監(jiān)視； 第二看門狗定時器，用于所述算術和邏輯單元的逃逸監(jiān)視；以及第一至第三診斷電路，其中所述第一診斷電路監(jiān)視所述第二看門狗定時器，并產生第一診斷結果信號，所述第一診斷結果信號指示監(jiān)視結果是否異常，所述第三診斷電路監(jiān)視所述第一看門狗定時器，并產生第二診斷結果信號，所述第二診斷結果信號指示監(jiān)視結果是否異常，以及所述第二診斷電路根據所述第一診斷結果信號來確定所述第一診斷電路是否異常，并根據所述第二診斷結果信號來確定所述第三診斷電路是否異常。
2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第二診斷電路根據所述第一診斷結果信號來確定所述第二看門狗定時器是否異常，并根據所述第二診斷結果信號來確定所述第一看門狗定時器是否異常。
3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第二診斷電路產生第一操作通知信號，所述第一操作通知信號指示所述第二診斷電路是否正常操作，以及所述第一診斷電路和所述第三診斷電路中的至少一個根據所述第一操作通知信號來確定所述第二診斷電路是否異常。
4.根據權利要求3所述的半導體器件，其中所述第一至第三診斷電路的每個包括異常部分識別電路，所述第二診斷電路監(jiān)視所述第一診斷電路，并產生第三診斷結果信號，所述第三診斷結果信號指示監(jiān)視結果是否異常，所述第一診斷電路產生第二操作通知信號，所述第二操作通知信號指示所述第一診斷電路是否正常操作，所述第三診斷電路產生第三操作通知信號，所述第三操作通知信號指示所述第三診斷電路是否正常操作，以及包括在所述第一至第三診斷電路的每個中的所述異常部分識別電路根據所述第一至第三診斷結果信號以及所述第一至第三操作通知信號來識別異常部分。
5.根據權利要求4所述的半導體器件，其中，包括在所述第一至第三診斷電路的每個中的所述異常部分識別電路在未提供所述第一診斷結果信號、正常提供所述第二操作通知信號、并且所述第二或第三診斷電路的監(jiān)視結果為正常時，確定所述第二看門狗定時器處于異常，在未提供所述第一診斷結果信號、未提供所述第二操作通知信號、并且所述第二或第三診斷電路的監(jiān)視結果為正常時，確定所述第一診斷電路處于異常，在未提供所述第一診斷結果信號、未提供所述第二操作通知信號、并且所述第二診斷電路的監(jiān)視結果為異常時，確定所述第一診斷電路處于異常，在未提供所述第三診斷結果信號、正常提供所述第一操作通知信號、并且所述第一或第三診斷電路的監(jiān)視結果為正常時，確定所述第一診斷電路處于異常，在未提供所述第三診斷結果信號、未提供所述第一操作通知信號、并且所述第一或第三診斷電路的監(jiān)視結果為正常時，確定所述第二診斷電路處于異常，在未提供所述第二診斷結果信號、正常提供所述第三操作通知信號、并且所述第一或第二診斷電路的監(jiān)視結果為正常時，確定所述第一看門狗定時器處于異常，以及在未提供所述第二診斷結果信號、未提供所述第三操作通知信號、并且所述第一或第二診斷電路的監(jiān)視結果為正常時，確定所述第三診斷電路處于異常。
6.根據權利要求4所述的半導體器件，還包括 第一至第三時鐘源，其中所述第一時鐘源為所述第一看門狗定時器和所述第二診斷電路提供時鐘， 所述第二時鐘源為所述第一診斷電路和所述算術和邏輯單元提供時鐘，以及所述第三時鐘源為所述第二看門狗定時器和所述第三診斷電路提供時鐘。
7.根據權利要求6所述的半導體器件，其中所述第一診斷電路根據在來自所述第二時鐘源的時鐘被通知規(guī)定次數時，是否存在從所述第二看門狗定時器通知的計數，來確定所述第二看門狗定時器的監(jiān)視結果，所述第二診斷電路根據在來自所述第一時鐘源的時鐘被通知規(guī)定次數時，是否存在從所述第一診斷電路通知的計數，來確定所述第一診斷電路的監(jiān)視結果，以及所述第三診斷電路根據在來自所述第三時鐘源的時鐘被通知規(guī)定次數時，是否存在從所述第一看門狗定時器通知的計數，來確定所述第一看門狗定時器的監(jiān)視結果。
8.根據權利要求6所述的半導體器件，其中當在來自所述第二時鐘源的時鐘被通知規(guī)定次數時、從所述第二看門狗定時器通知的計數超過規(guī)定閾值時，所述第一診斷電路確定在所述第三時鐘源中發(fā)生頻率異常，當在來自所述第一時鐘源的時鐘被通知規(guī)定次數時、從所述第一診斷電路通知的計數超過規(guī)定閾值時，所述第二診斷電路確定所述第二時鐘源中發(fā)生頻率異常，當在來自所述第三時鐘源的時鐘被通知規(guī)定次數時、從所述第一看門狗定時器通知的計數超過規(guī)定閾值時，所述第三診斷電路確定所述第一時鐘源中發(fā)生頻率異常。
9.根據權利要求8所述的半導體器件，其中所述算術和邏輯單元關閉發(fā)生頻率異常的時鐘源。
10.一種計算器，其包括根據權利要求1所述的半導體器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體器件。第一診斷電路監(jiān)視第二看門狗定時器并將第一診斷結果信號提供給第二診斷電路，其中，所述第一診斷結果信號指示監(jiān)視結果是否正常。第三診斷電路監(jiān)視第一看門狗定時器并將第二診斷結果信號提供給第二診斷電路，其中，所述第二診斷結果信號指示監(jiān)視結果是否正常。在第一診斷結果信號不具有指示正常的值時，第二診斷電路確定第一診斷電路或第二看門狗定時器處于異常。此外，在第二診斷結果信號不具有指示正常的值時，第二診斷電路確定第三診斷電路或第一看門狗定時器處于異常。
文檔編號G06F11/07GK102331954SQ20111020116
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權日2010年7月12日
發(fā)明者淵上敬 申請人:瑞薩電子株式會社