半导体装置及其功率监测方法制造方法及图纸

本申请涉及半导体装置及其功率监测方法。根据本发明专利技术的一个方面，提供了一种半导体装置，该半导体装置包括第一功率监测装置和第二功率监测装置。第一功率监测装置输出要提供给第二控制部分的第一操作功率。第二功率监测装置输出要提供给第一控制部分的第二操作功率。基于从第一控制部分给出的第一设置，第一功率监测电路自发地验证第二操作功率是否正常，并且周期性地将验证结果作为第一错误信息发送到第二控制部分。基于从第二控制部分给出的第二设置，第二功率监测电路自发地验证第一操作功率是否正常，并且周期性地将验证结果作为第二错误信息发送到第一控制部分。

Semiconductor Device and Its Power Monitoring Method

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其功率监测方法相关申请的交叉引用2017年11月29日提交的日本专利申请No.2017-228570的公开内容，包括说明书、附图和摘要，通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及半导体装置。例如，本专利技术涉及一种半导体装置，其被用于提供由于其多路复用配置而带来的高可靠性并且检测多路复用配置中的错误。
技术介绍
近年来，通过使用多个监测系统来监测系统操作，以便提供改进的系统可靠性。以上述方式将安全保证功能结合到用于配置目的的系统中被称为功能安全性。在日本未审查专利申请公开No.2006-302614中公开了其中针对监测目的使用多个监测系统的示例。日本未审查专利申请公开No.2006-302614中描述的控制装置使用第一MPU和第二MPU。控制装置使用第二MPU操作输出电路，并使用第一MPU观察输出电路操作的结果。在这种情况下，控制装置在第一MPU和第二MPU之间建立交叉通信，以检查输出电路的异常。
技术实现思路
然而，在日本未审查专利申请公开No.2006-302614中描述的两个计算装置相互验证错误的配置中，这种验证过程消耗计算装置的计算功率。因此，不能充分发挥计算装置的处理能力。根据以下描述和附图，其他问题和新颖特征将变得显而易见。根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体装置，包括第一功率监测装置和第二功率监测装置。第一功率监测装置输出要提供给第二控制部分的第一操作功率。第二功率监测装置输出要提供给第一控制部分的第二操作功率。基于从第一控制部分给出的第一设置，第一功率监测电路自发地验证第二操作功率是否正常，并且周期性地将验证结果作为第一错误信息发送到第二控制部分。基于从第二控制部分给出的第二设置，第二功率监测电路自发地验证第一操作功率是否正常，并且周期性地将验证结果作为第二错误信息发送到第一控制部分。根据本专利技术的上述方面，半导体装置能够实现对给予控制部分的操作功率中的异常的早期检测，同时减少控制部分的计算功率的消耗量。附图说明图1是示出根据本专利技术第一实施例的半导体装置的框图；图2示出根据第一实施例的关于存储自动状态发送电路的操作设置的寄存器的示例性定义信息；图3示出根据第一实施例的从自动状态发送电路输出的错误信息的示例性数据格式；图4是示出根据第一实施例的半导体装置的操作的流程图；图5是示出根据本专利技术第二实施例的半导体装置的框图；图6是示出根据第二实施例的半导体装置的操作的流程图；图7是示出根据本专利技术第三实施例的半导体装置的框图；图8示出根据第三实施例的关于存储看门狗计时器的操作设置的寄存器的示例性定义信息；图9示出根据第三实施例的关于存储功率切断控制电路的操作设置的寄存器的示例性定义信息；图10是示出根据第三实施例的半导体装置的操作的流程图；图11是示出根据本专利技术第四实施例的半导体装置的框图；图12是示出根据本专利技术第四实施例的输入/输出信号监测电路的框图；图13是示出根据本专利技术第四实施例的关于存储输入/输出信号监测电路的操作设置的寄存器的示例性定义信息；以及图14是示出根据第四实施例的半导体装置的操作的流程图。具体实施方式在以下描述和附图中，为了解释清楚，根据需要进行省略和简化。此外，附图中描绘的各种元件的硬件作为执行各种处理的功能块可以由CPU、存储器或其他电路实现，而用于这些元件的软件例如通过加载到存储器中的程序来实现。因此，本领域技术人员应该理解，功能块可以仅通过硬件、仅通过软件或通过硬件和软件的组合来不同地实现，并且不限制性地仅通过硬件或仅通过软件来实现。此外，附图中相同的元件由相同的附图标记表示，并且不再赘述。此外，上述程序可以存储在各种类型的非瞬态计算机可读介质上并提供给计算机。非瞬态计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非瞬态计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，软盘、磁带或硬盘)、磁光记录介质(例如，磁光盘)、CD-ROM(只读存储器)、CD-R、CD-R/W和半导体存储器(例如，掩模ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存ROM或RAM(随机访问存储器))。可以通过使用各种类型的瞬态计算机可读介质将程序提供给计算机。瞬态计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。瞬态计算机可读介质可以通过电线、光纤或其他有线通信信道或通过无线通信信道将程序提供给计算机。第一实施例图1是示出根据本专利技术第一实施例的半导体装置1的框图。如图1中所示，根据第一实施例的半导体装置1包括监测目标电路10、第一安全控制电路11、第二安全控制电路12、第一功率监测装置13和第二功率监测装置14。根据第一实施例的半导体装置1被配置为使得第一安全控制电路11、第二安全控制电路12、第一功率监测装置13和第二功率监测装置14形成在单独的半导体芯片之上。备选方式是在一个半导体芯片之上形成第一安全控制电路11和第二安全控制电路12，并且在与其中形成第一安全控制电路11和第二安全控制电路12的该半导体芯片不同的单独半导体芯片上形成第一功率监测装置13和第二功率监测装置14。应注意，监测目标电路10是预定系统，该预定系统包括用于输入和输出例如传感器的信号的元件、用于接收例如来自开关的控制信号输入的元件和例如半导体装置的其它装置。根据第一实施例的半导体装置1使用第一安全控制电路11和第二安全控制电路12来双重地验证从设置在监测目标电路10中的检查点获取的监测信号Smoni。第一安全控制电路11和第二安全控制电路12是半导体装置，每个半导体装置包括例如MCU(微控制器单元)或能够执行程序的其他算术单元、模数转换电路、数模转换电路以及由算术单元使用的计时器或其他外围电路。此外，根据第一实施例的半导体装置1分别将由不同功率电路生成的操作功率提供给第一安全控制电路11和第二安全控制电路12。更具体地，半导体装置1将由第二功率监测装置14生成的第二操作功率PWRb提供给第一安全控制电路11，并提供由第一功率监测装置13生成的第一操作功率PWRa至第二安全控制电路12。此外，根据第一实施例的半导体装置1通过使第一安全控制电路11向第一功率监测装置13给出第一设置(例如，寄存器设置Drega)来定义第一功率监测装置13的操作。根据第一实施例的半导体装置1通过使第二安全控制电路12向第二功率监测装置14给出第二设置(例如，寄存器设置Dregb)来定义第二功率监测装置14的操作。在根据第一实施例的半导体装置1中，基于寄存器设置Drega，第一功率监测装置13自发地检测由第二功率监测装置14生成并提供给第一安全控制电路11的第二操作功率PWRb中的异常。此外，在根据第一实施例的半导体装置1中，基于寄存器设置Dregb，第二功率监测装置14自发地检测由第一功率监测装置13生成并提供给第二安全控制电路12的第一操作功率PWRa中的异常。在另一个观点中，基于存储在寄存器中的寄存器设置Drega，第一功率监测装置13周期性地监测第二操作功率PWRb的电压和电流中的至少一个。如果监测参数在预设参考范围之外，则第一功率监测装置13将第一错误信息ERR_info_a输出到第二控制部分(例如，第二安全控制电路12)。同时，基于存储在寄存器中的寄存器设置Dregb，第二功率监测装置14周期性地监测第一操作功率PWR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：第一功率监测装置，包括适于基于外部功率生成第一操作功率的第一功率电路；和第二功率监测装置，包括适于基于所述外部功率生成第二操作功率的第二功率电路；其中，所述第一操作功率是从第二控制部分给出的，所述第二控制部分向所述第二功率监测装置给出第二设置，所述第二设置指示所述第二功率监测装置的操作；其中，所述第二操作功率是从第一控制部分给出的，所述第一控制部分向所述第一功率监测装置给出第一设置，所述第一设置指示所述第一功率监测装置的操作；其中，所述第一功率监测装置根据存储在寄存器中的所述第一设置来周期性地监测所述第二操作功率的电压和电流中的至少一个，并且如果所监测的参数在预设的参考范围之外，则所述第一功率监测装置向所述第二控制部分输出第一错误信息；以及其中，所述第二功率监测装置根据存储在寄存器中的所述第二设置来周期性地监测所述第一操作功率的电压和电流中的至少一个，并且如果所监测的参数在预设的参考范围之外，则所述第二功率监测装置向所述第一控制部分输出第二错误信息。

【技术特征摘要】
2017.11.29 JP 2017-2285701.一种半导体装置，包括：第一功率监测装置，包括适于基于外部功率生成第一操作功率的第一功率电路；和第二功率监测装置，包括适于基于所述外部功率生成第二操作功率的第二功率电路；其中，所述第一操作功率是从第二控制部分给出的，所述第二控制部分向所述第二功率监测装置给出第二设置，所述第二设置指示所述第二功率监测装置的操作；其中，所述第二操作功率是从第一控制部分给出的，所述第一控制部分向所述第一功率监测装置给出第一设置，所述第一设置指示所述第一功率监测装置的操作；其中，所述第一功率监测装置根据存储在寄存器中的所述第一设置来周期性地监测所述第二操作功率的电压和电流中的至少一个，并且如果所监测的参数在预设的参考范围之外，则所述第一功率监测装置向所述第二控制部分输出第一错误信息；以及其中，所述第二功率监测装置根据存储在寄存器中的所述第二设置来周期性地监测所述第一操作功率的电压和电流中的至少一个，并且如果所监测的参数在预设的参考范围之外，则所述第二功率监测装置向所述第一控制部分输出第二错误信息。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一功率监测装置包括第一监测处理部分，所述第一监测处理部分对从所述第一功率电路输出的第一内部功率进行操作，其中，所述第二功率监测装置包括第二监测处理部分，所述第二监测处理部分对从所述第二功率电路输出的第二内部功率进行操作，其中，所述第一监测处理部分和所述第二监测处理部分均包括：功率监测电路，所述功率监测电路输出用于报告正常模式或测试模式作为当前操作模式的操作模式报告信号，所述正常模式根据报告所述操作功率中的异常检测结果的确定信号和确定所述操作功率异常的正常确定值来检测在监测目标操作功率中的异常，所述测试模式根据即使在正常状态下的所述操作功率中也指示错误的测试确定值来确定所述操作功率的状态；和自动状态发送电路，所述自动状态发送电路根据所述操作模式报告信号以及报告通过所述功率监测电路监测的结果的确定信号生成错误信息，其中，所述第一监测处理部分输出所述错误信息作为所述第一错误信息，以及其中，所述第二监测处理部分输出所述错误信息作为所述第二错误信息。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述自动状态发送电路包括：计数器；发送间隔寄存器，存储输出所述错误信息的间隔作为所述计数器的计数；时钟计数存储寄存器，存储所述计数器的计数；计数器源时钟寄存器，设置要由所述计数器计数的时钟的分频比；和发送控制寄存器，启用或禁用周期性地输出所述错误信息的功能，以及其中，当所述计数达到存储在所述发送间隔寄存器中的值时，所述计数器重置所述计数。4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述自动状态发送电路包括发送计数数据字段，用于存储具有以发送间隔循环变化的值的发送计数数据作为所述错误信息。5.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述自动状态发送电路包括确定信号数据字段和操作模式数据字段作为所述错误信息，所述确定信号数据字段存储关于所述确定信号的信息，所述操作模式数据字段存储关于所述操作模式报告信号的信息。6.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述功率监测电路在所述正常模式下的操作和所述测试模式下的操作之间周期性地切换。7.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述自动状态发送电路包括以预定间隔改变所述操作模式报告信号的逻辑电平的计时器，以及其中，所述功率监测电路根据所述操作模式报告信号在所述正常模式下的操作和所述测试模式下的操作之间切换。8.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述第一监测处理部分和所述第二监测处理部分均包括功率切断控制电路，所述功率切断控制电路根据所述操作模式报告信号和所述确定信号来确定是否向外部输出要由本地装置监测的操作功率。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中，所述功率切断控制电路包括：错误状态寄存器，存储与指示所述正常模式的所述操作模式报告信号一起接收的所述确定信号的值；和功率切断因子启用寄存器，定义用于切断所述操作功率的故障因子。10.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述第一监测处理部分和所述第二监测处理部分均包括看门狗计时器，所述看门狗计时器监测将设置发送到本地装置中的寄存器的装置的所述操作状态，以及其中所述看门狗计时器输出与所述操作模式报告信号和所述确定信号对应的信号。11.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述第一监测处理部分和所述第二监测处理部分均包括信号监测电路，所述信号监测电路监测除所述操作功率之外的监测目标信号，并且将所监测的所述监测目标信号与存储在寄存器中的预期值进行比较，以便检测在输入和输出所述监测目标信号的装置中的异常。12.一种半导体装置，包括：第一功率布线；第二功率布线；第一功率监测装置，包括第一功率电...

【专利技术属性】
技术研发人员：山平敏树，酒井雅弘，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP