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JP5386342B2 - LSI, Fail-safe LSI for railway, Electronic equipment, Electronic equipment for railway - Google Patents
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LSI, Fail-safe LSI for railway, Electronic equipment, Electronic equipment for railway Download PDF

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Description

この発明は、マイクロプロセッサを内蔵した半導体チップに関し、特に、鉄道における信号システムのように、高い安全性を必要とする制御システムに利用される半導体チップに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor chip with a built-in microprocessor, and more particularly to a semiconductor chip used in a control system requiring high safety such as a signal system in a railway.

鉄道における信号システムのように高い安全性が必要とされる制御システムでは、システム内の機器に異常が発生した場合でもシステムを危険な状態に陥らせず、安全な状態で停止できるよう、「フェールセーフ」の思想にしたがって機器を設計している。フェールセーフの実現には機器の異常を確実に検出することが不可欠であるが、マイクロプロセッサを使用した制御システムにおいては、プロセッサを多重化して相互に監視することによってプロセッサ部の異常を検出している。   For control systems that require high safety, such as signal systems in railways, if a failure occurs in equipment in the system, the system will not be put into a dangerous state and can be stopped safely. The equipment is designed according to the concept of “safe”. In order to realize fail-safe, it is indispensable to reliably detect device abnormalities. However, in a control system using a microprocessor, it is possible to detect abnormalities in the processor unit by multiplexing the processors and monitoring each other. Yes.

近年、半導体の高集積化が進んで1つのLSIチップ内に2つのプロセッサを内蔵して動作比較を行うことが可能になった。その比較方式は特許文献1などに見られる。また、実際に1チップフェールセーフLSIを作成した例が非特許文献1に見られる。   In recent years, with the progress of high integration of semiconductors, it has become possible to perform operation comparison by incorporating two processors in one LSI chip. The comparison method can be found in Patent Document 1 and the like. Further, Non-Patent Document 1 shows an example of actually creating a one-chip failsafe LSI.

特開平6−161798号公報JP-A-6-161798

K. Shimamura, et al.:“A Single-Chip Fail-Safe Microprocessor with Memory Data Comparison Feature”, IEEE 12th Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing (PRDC'06), (18-20 Dec. 2006)K. Shimamura, et al .: “A Single-Chip Fail-Safe Microprocessor with Memory Data Comparison Feature”, IEEE 12th Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing (PRDC'06), (18-20 Dec. 2006)

最近では、半導体の高集積化がますます進み、これまではチップに外付けされていた周辺回路をチップ内に内蔵することが可能になった。また、高速に動作するプロセッサの性能を活かすため、高速で大容量なメモリを外付けすることが必要になった。   Recently, higher integration of semiconductors has progressed, and it has become possible to incorporate peripheral circuits that have been externally attached to the chip. In order to take advantage of the performance of a processor that operates at high speed, it is necessary to attach a high-speed and large-capacity memory.

多様な周辺回路や高速な外部メモリなどをチップに接続できるようにするためには、チップ及びチップを内蔵したパッケージの信号ピン数を増やす必要がある。また、周辺回路の動作周波数も高速化しているため、信号ピンの配置には配線ディレイや電気的特性の違いを考慮する必要がある。   In order to connect various peripheral circuits and high-speed external memories to the chip, it is necessary to increase the number of signal pins of the chip and the package incorporating the chip. In addition, since the operating frequency of the peripheral circuit is also increased, it is necessary to consider the wiring delay and the difference in electrical characteristics when arranging the signal pins.

一方、従来技術では、信頼性確保の観点から、チップ内のプロセッサや比較回路の配置について言及されているが、パッケージの信号ピン配置や装置基板の部品配置までは言及されていない。さらに、チップの外部に接続される周辺回路も、汎用的なバスが1種類存在するだけで、多様な周辺回路や高速な外部メモリへの対応は考慮されていなかった。   On the other hand, in the prior art, from the viewpoint of ensuring reliability, reference is made to the arrangement of the processor and the comparison circuit in the chip, but no mention is made of the signal pin arrangement of the package or the arrangement of the parts of the device board. Further, the peripheral circuit connected to the outside of the chip has only one type of general-purpose bus, and the correspondence to various peripheral circuits and high-speed external memories has not been considered.

また、一般的に、プロセッサを内蔵したLSIは、用途に汎用性を持たせるため一つの外部信号ピンに複数の機能を持たせ、必要に応じて機能を切り替える、いわゆるピンマルチプレクス、を設定した信号ピンを持つことも多い。これにより、数が限られた信号ピンを有効に使用できるが、従来技術ではフェールセーフLSIにおけるピンマルチプレクスについても考慮されていなかった。   In general, an LSI with a built-in processor has a so-called pin multiplex, in which a single external signal pin has a plurality of functions and the functions are switched as necessary in order to make the application versatile. Often has a signal pin. As a result, a limited number of signal pins can be used effectively, but the conventional technology does not consider pin multiplexing in fail-safe LSIs.

本発明の目的は、LSIチップの周辺回路まで含めて安全性と高性能化を両立させることである。   An object of the present invention is to achieve both safety and high performance including the peripheral circuit of an LSI chip.

周辺回路まで含めて安全性と高性能化を両立させるため、プロセッサを含む2つの系統に関する信号ピンをパッケージの対角即ち互いに最も離れた場所に配置するともに、2つの系統に関する信号ピンの間に共通系に関する信号ピンを配置するようにする。共通系の周辺回路が2つある場合は、2箇所ある2つの系統に関する信号の間の領域に1つずつの周辺回路に関する信号ピンを配置する。   In order to achieve both safety and high performance including the peripheral circuits, the signal pins for the two systems including the processor are arranged at the diagonal positions of the package, that is, at the farthest positions from each other, and between the signal pins for the two systems. A signal pin related to the common system is arranged. When there are two common peripheral circuits, one signal pin related to the peripheral circuit is arranged in a region between signals related to the two systems in two places.

2つの系統に関する信号ピンの間に共通系に関する信号ピンを配置することにより2つの系統に関する信号ピンの距離を最大にすることができるので、電磁ノイズなどの単一要因で2つの系統が同時に誤動作を起こす可能性をより少なくすることができる。   By placing the signal pins for the common system between the signal pins for the two systems, the distance between the signal pins for the two systems can be maximized, so that the two systems malfunction simultaneously due to a single factor such as electromagnetic noise. It is possible to reduce the possibility of causing

本発明の概要。Summary of the present invention. フェールセーフLSIの物理的構造。Physical structure of fail-safe LSI. フェールセーフLSIの内部構成。Internal configuration of fail-safe LSI. 共通系内部バスに接続される配線の概要。Outline of wiring connected to common internal bus. 共通系内部バスの内部構成。Internal configuration of common internal bus. 内部バスの動作を説明するためのタイミングチャート。The timing chart for demonstrating operation | movement of an internal bus. 比較装置の内部構成。The internal configuration of the comparison device. 交番信号発生器の動作。Operation of the alternating signal generator. バス比較器の内部構成。Internal configuration of the bus comparator. 二重化制御回路の内部構成。Internal configuration of duplex control circuit. 汎用入出力回路の内部構成。Internal configuration of general-purpose input / output circuit. LSIチップ内の論理回路レイアウト及び入出力パッド配置について説明するための図。The figure for demonstrating the logic circuit layout and input-output pad arrangement | positioning in a LSI chip. LSIの外部ピン配置について説明するための図。The figure for demonstrating external pin arrangement | positioning of LSI. 電子回路基板における部品配置。Component placement on electronic circuit boards. 第2の実施例におけるフェールセーフLSIの内部構成。The internal structure of the fail safe LSI in the second embodiment. 第2の実施例における汎用入出力回路及びピン機能セレクタの内部構成。The internal structure of the general purpose input / output circuit and the pin function selector in the second embodiment. 第2の実施例におけるLSIチップ内の論理回路レイアウト及び入出力パッド配置について説明するための図。The figure for demonstrating the logic circuit layout and input-output pad arrangement | positioning in the LSI chip in a 2nd Example. 第2の実施例におけるLSIの外部ピン配置について説明するための図。The figure for demonstrating the external pin arrangement | positioning of LSI in a 2nd Example. 異なる物理的構造を持つフェールセーフLSIの概要。Overview of fail-safe LSIs with different physical structures. 異なる外部ピン構造を持つフェールセーフLSIにおける外部ピン配置について説明するための図。The figure for demonstrating external pin arrangement in the fail safe LSI which has a different external pin structure.

本発明の第1の実施例を図1から図14により説明する。図1は本発明の概要を説明する図である。一つのLSI10内にプロセッサ及び外部インタフェース(以下I/F)回路を含む同一構成の処理装置を2系統搭載している。本実施例では2つの系統をA系,B系と呼ぶ。それぞれの処理装置は、1つ以上のプロセッサ及び1つ以上の外部I/F回路を有し、それらは各系等内の内部バスに接続されている。各系等内のプロセッサの処理結果は内部バスに現れるので、A系内部バスとB系内部バスに接続された比較装置によって、両方のバスの信号を比較すれば、2系統の処理装置が同じ動作を行っていることがわかる。両者が同じ動作を行っている場合は正常、両者が異なる動作を行っている場合は異常、を示す信号を正常異常判別信号200によってフェールセーフLSIチップ100の外部に出力する。正常な場合、即ち2系統の内部バスから同じ信号が出力された場合、比較装置はその一方を選んで共通系内部バスに出力する。共通系内部バスから処理装置への出力は比較装置が2系統の内部バスの両方に出力する。このようなバスの一本化により、2系統の動作タイミングがずれることはなく同じ処理が続けられる。共通系内部バスには共通系外部インタフェース回路が複数接続される。2系統の同一構成の外部I/F及び共通系外部I/Fにはそれぞれ外部装置を接続することができる。このように、2つのプロセッサからの出力を照合して一本化された内部インタフェースを、従来のように直接チップの外部に出力するのではなく、一旦共通系内部バスに接続し、その共通系内部バスに複数の外部インタフェース回路を接続できるようにすることで、多様な周辺回路を接続可能とすることができ、LSIの性能向上を図ることができる。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the present invention. Two LSIs having the same configuration including a processor and an external interface (hereinafter referred to as I / F) circuit are mounted in one LSI 10. In this embodiment, the two systems are called A system and B system. Each processing apparatus has one or more processors and one or more external I / F circuits, which are connected to an internal bus in each system or the like. Since the processing result of the processor in each system etc. appears on the internal bus, if the signals of both buses are compared by the comparison device connected to the A system internal bus and the B system internal bus, the two systems of processing devices are the same You can see that it is moving. A normal / abnormal determination signal 200 is used to output a signal indicating normal when both perform the same operation, and abnormal when both perform different operations, to the outside of the fail-safe LSI chip 100. When normal, that is, when the same signal is output from the two internal buses, the comparison device selects one of them and outputs it to the common internal bus. The comparison device outputs the output from the common internal bus to the processing device to both internal buses of the two systems. By unifying such buses, the same processing is continued without shifting the operation timing of the two systems. A plurality of common external interface circuits are connected to the common internal bus. An external device can be connected to each of the two external I / Fs and the common external I / F having the same configuration. In this way, the integrated internal interface by collating the outputs from the two processors is not directly output to the outside of the chip as in the prior art, but once connected to the common internal bus, By allowing a plurality of external interface circuits to be connected to the internal bus, various peripheral circuits can be connected, and the performance of the LSI can be improved.

言い換えると、共通系内部バスを設けることにより複数の外部インタフェースが内蔵できるようになるので、複数の外部装置を直接チップに接続できるようになる。   In other words, a plurality of external interfaces can be built in by providing a common internal bus, so that a plurality of external devices can be directly connected to the chip.

図2は本実施例におけるフェールセーフLSIの物理的構造の概要を示す図である。図2(a)はフェールセーフLSI10の断面を示した図で、LSIチップ100の外部I/F信号及び電源はボンディングワイヤ103によってパッケージ基板101に接続され、パッケージ基板101の下部に取り付けられた半田ボール104を介して外部と接続される。LSIチップ100の上部は封止材102によって保護されている。図2(b)はフェールセーフLSI10から封止材102を取り除いた状態の俯瞰図で、パッケージ基板101にLSIチップ100が回路面を上部に向けて配置され、ボンディングワイヤ103によってパッケージ基板101に接続されていることを示す。図2(c)はLSIチップ100の回路面を表した図で、LSIチップ100は2系統の処理装置や比較装置などの論理回路が形成される論理回路実装領域105と、信号や電源を接続するための入出力パッド領域106から成ることを示す。また、本実施例においてはLSIチップ100の左側にA系の処理装置、右側にB系の処理装置、中央に共通系の回路が配置されている。チップ内配置に関しては後述する。   FIG. 2 is a diagram showing an outline of the physical structure of the fail-safe LSI in this embodiment. FIG. 2A is a diagram showing a cross section of the fail-safe LSI 10. The external I / F signal and power supply of the LSI chip 100 are connected to the package substrate 101 by bonding wires 103, and solder is attached to the lower portion of the package substrate 101. It is connected to the outside via the ball 104. The upper part of the LSI chip 100 is protected by a sealing material 102. FIG. 2B is an overhead view of the fail-safe LSI 10 with the sealing material 102 removed. The LSI chip 100 is arranged on the package substrate 101 with the circuit surface facing upward, and is connected to the package substrate 101 by bonding wires 103. Indicates that FIG. 2C is a diagram showing a circuit surface of the LSI chip 100. The LSI chip 100 is connected to a logic circuit mounting area 105 in which logic circuits such as two systems of processing devices and comparison devices are formed, and to signals and power supplies. This indicates that the input / output pad area 106 is formed. In this embodiment, an A-system processing device is arranged on the left side of the LSI chip 100, a B-system processing device is arranged on the right side, and a common system circuit is arranged in the center. The arrangement within the chip will be described later.

図3は本実施例におけるフェールセーフLSIの内部構成及び外部機器を示す図である。フェールセーフLSI10は2つの系統のプロセッサ11A及び11B、2つの系統の内部バス12A及び12B、を有し、2つの系統の外部I/Fとして高速メモリI/F回路13A及び13B,外部バスI/F回路14A及び14B,汎用入出力回路15A及び15Bを有する。高速メモリI/F回路13A及び13Bには外部RAM131A及び131Bが、外部バスI/F回路14A及び14Bには外部ROM141A及び141Bが、それぞれ外部装置として接続される。また、フェールセーフLSI10は比較装置20,共通系内部バス21、を有し、共通系外部I/Fとしては、システムバスI/F回路22及びネットワークI/F回路23を有する。システムバスI/F回路22にはシステムバスブリッジ221が、ネットワークI/F回路23にはネットワーク物理層231が、それぞれ外部装置として接続される。比較装置20からは正常異常判別信号200が出力される。   FIG. 3 is a diagram showing the internal configuration of the fail-safe LSI and external devices in this embodiment. The fail-safe LSI 10 has two systems of processors 11A and 11B, two systems of internal buses 12A and 12B, and high-speed memory I / F circuits 13A and 13B and external bus I / F as two systems of external I / F. F circuits 14A and 14B and general-purpose input / output circuits 15A and 15B are provided. External RAMs 131A and 131B are connected to the high-speed memory I / F circuits 13A and 13B, and external ROMs 141A and 141B are connected to the external bus I / F circuits 14A and 14B as external devices, respectively. The fail safe LSI 10 includes a comparison device 20 and a common internal bus 21, and includes a system bus I / F circuit 22 and a network I / F circuit 23 as the common external I / F. A system bus bridge 221 is connected to the system bus I / F circuit 22 and a network physical layer 231 is connected to the network I / F circuit 23 as an external device. A normal / abnormal determination signal 200 is output from the comparison device 20.

図4は本実施例における共通系内部バス21に接続される配線の概要を示す図である。共通系内部バス21には比較装置20とのI/F信号205,システムバスI/F回路22とのI/F信号222,ネットワークI/F回路23とのI/F信号232、が接続される。I/F信号205,222,232、はそれぞれ、内部バスにリード/ライト要求を出すマスタポート205M,222M,232M、及び内部バスからのリード/ライト要求を受け取るスレーブポート205S,222S,232S、に分かれる。本実施例においては共通系内部バス21に接続される3つのモジュールは全てマスタポートとスレーブポートを有しているが、一般的にはいずれかのポートのみでよい。2つの系統の内部バス12A及び12Bも接続されるモジュール数が異なるだけで共通系内部バス21と同様の構成及び機能を持つため詳細な説明は省略するが、例えば高速メモリI/F回路13A及び13BとのI/Fはスレーブポートのみを有する。   FIG. 4 is a diagram showing an outline of wiring connected to the common internal bus 21 in this embodiment. An I / F signal 205 with the comparison device 20, an I / F signal 222 with the system bus I / F circuit 22, and an I / F signal 232 with the network I / F circuit 23 are connected to the common internal bus 21. The The I / F signals 205, 222, and 232 are respectively sent to master ports 205M, 222M, and 232M that issue read / write requests to the internal bus, and slave ports 205S, 222S, and 232S that receive read / write requests from the internal bus. Divided. In the present embodiment, all three modules connected to the common internal bus 21 have a master port and a slave port, but generally only one of the ports is sufficient. Since the internal buses 12A and 12B of the two systems have the same configuration and functions as the common internal bus 21 except for the number of modules to be connected, detailed description will be omitted. For example, the high-speed memory I / F circuit 13A and The I / F with 13B has only a slave port.

図5は本実施例における共通系内部バス21の内部構成及び接続される配線の詳細を示す図である。図5では信号の流れを分かりやすくするためマスタポートとスレーブポートを分けて示している。共通系内部バス21はバス制御回路211と各ポートへの配線から成る。バス制御回路211はリクエスト制御回路212とレスポンス制御回路213から成る。各マスタポートは、アドレス(出力),ライトデータ(出力),コマンド(出力),グラント(入力),リードデータ(入力),バリッド(入力)、の6種の信号から構成される。各スレーブポートは、アドレス(入力),ライトデータ(入力),コマンド(入力),ビジー(出力),ポート番号(出力),リードデータ(出力),バリッド(出力)、の7種の信号から構成される。入出力の向きは各ポートからバス制御回路211に対してのものである。リクエスト制御回路212は各マスタポートからの転送要求を調停し、アドレスをデコードして出力先のスレーブポートを選択する。バス調停やアドレスでコードは良く知られた技術であり、詳細な説明は省略する。レスポンス制御回路213は各スレーブポートからのリードデータ返送要求を調停し、要求元のマスタポートに出力する。レスポンス制御回路213は各スレーブポート用にリードデータを一時的に保持するバッファ(図示せず)を持ち、各スレーブポートからの返送要求が待たされることは無い。   FIG. 5 is a diagram showing details of the internal configuration of the common internal bus 21 and the wiring to be connected in this embodiment. In FIG. 5, the master port and the slave port are shown separately for easy understanding of the signal flow. The common internal bus 21 includes a bus control circuit 211 and wiring to each port. The bus control circuit 211 includes a request control circuit 212 and a response control circuit 213. Each master port is composed of six types of signals: address (output), write data (output), command (output), grant (input), read data (input), and valid (input). Each slave port consists of seven types of signals: address (input), write data (input), command (input), busy (output), port number (output), read data (output), and valid (output). Is done. The input / output directions are from each port to the bus control circuit 211. The request control circuit 212 arbitrates a transfer request from each master port, decodes an address, and selects an output destination slave port. The code is well known for bus arbitration and address, and detailed description is omitted. The response control circuit 213 arbitrates the read data return request from each slave port, and outputs it to the requesting master port. The response control circuit 213 has a buffer (not shown) for temporarily holding read data for each slave port, and a return request from each slave port is not awaited.

図6は共通系内部バス21の動作を説明するためのタイミングチャートである。図6ではマスタポート205Mとスレーブポート222S間のデータのライト及びリードの動作を示している。共通系内部バス21は図の上部に示したクロック信号に同期して1クロックサイクルごとにデータを転送する。クロックサイクルiに比較装置20からアドレス2051MとしてシステムバスI/F回路22内部のレジスタを示すアドレス,ライトデータ2052M,コマンド2053Mとして4バイトライトを示す符号、がバス制御回路211に与えられると、リクエスト制御回路212は他のマスタポートからのリクエストやリクエスト発行先のスレーブポートのビジー状態が無いことを判定し、グラント2054Mをアサートしてリクエスト元に要求が受け付けられたことを通知する。同時にリクエスト制御回路212はリクエスト発行先のスレーブポート222Sにはアドレス2221S,ライトデータ2222S,コマンド2223S、を出力する。スレーブポート222Sに接続されたシステムバスI/F回路22は受け取ったアドレスに従ってライトデータを自モジュール内のレジスタに書き込む。   FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the common internal bus 21. FIG. 6 shows data write and read operations between the master port 205M and the slave port 222S. The common internal bus 21 transfers data every clock cycle in synchronization with the clock signal shown at the top of the figure. When the comparator 20 gives an address indicating the register in the system bus I / F circuit 22 as the address 2051M, a write data 2052M, and a code indicating 4-byte write as the command 2053M to the bus control circuit 211 in the clock cycle i, the request The control circuit 212 determines that there is no request from another master port or the busy state of the slave port to which the request is issued, and asserts the grant 2054M to notify the request source that the request has been accepted. At the same time, the request control circuit 212 outputs the address 2221S, the write data 2222S, and the command 2223S to the slave port 222S to which the request is issued. The system bus I / F circuit 22 connected to the slave port 222S writes the write data to the register in its own module according to the received address.

クロックサイクルjにアドレス2051MとしてシステムバスI/F回路22に接続されたシステムバスブリッジ221内部のレジスタを示すアドレス,コマンド2053Mとして4バイトリードを示す符号、がバス制御回路211に与えられると、リクエスト制御回路212はバスの状態を判定し、グラント2054Mをアサートしてリクエスト元に要求が受け付けられたことを通知する。同時にリクエスト制御回路212はリクエスト発行先のスレーブポート222Sにはアドレス2221S,コマンド2223S、を出力する。スレーブポート222Sに接続されたシステムバスI/F回路22は受け取ったアドレスに従ってシステムバスブリッジ221にリード要求を出す。クロックサイクルj+1では、システムバスI/F回路22はビジー2227Sをアサートし、他のリクエストを受け付けられないことをリクエスト制御回路212に通知する。クロックサイクルJ+2にシステムバスブリッジ221からのリードデータを返送する準備ができた場合、システムバスI/F回路22はポート番号2228Sとしてリクエストの要求元であるポート205Mを示す符号,リードデータ2225S、をバリッド2226Sとともにレスポンス制御回路213に対して出力する。レスポンス制御回路213はポート番号2228Sで示されたポート205Mに対してリードデータ2055M、及びバリッド2056Mを出力する。   When an address indicating the internal register of the system bus bridge 221 connected to the system bus I / F circuit 22 as an address 2051M and a code indicating a 4-byte read as a command 2053M are given to the bus control circuit 211 in the clock cycle j, a request is made. The control circuit 212 determines the bus state and asserts the grant 2054M to notify the request source that the request has been accepted. At the same time, the request control circuit 212 outputs an address 2221S and a command 2223S to the slave port 222S to which the request is issued. The system bus I / F circuit 22 connected to the slave port 222S issues a read request to the system bus bridge 221 according to the received address. In clock cycle j + 1, the system bus I / F circuit 22 asserts busy 2227S and notifies the request control circuit 212 that other requests cannot be accepted. When the read data from the system bus bridge 221 is ready to be returned in the clock cycle J + 2, the system bus I / F circuit 22 uses the port number 2228S as a code indicating the requesting port 205M, read data 2225S. The data is output to the response control circuit 213 together with the valid 2226S. The response control circuit 213 outputs read data 2055M and valid 2056M to the port 205M indicated by the port number 2228S.

このように、共通系内部バス21を使用して、接続されたモジュール間でのデータ転送が行える。特にこのバスでは、リクエスト制御とレスポンス制御を分離することにより、1つのモジュールからのリード要求中でも他のモジュール間のデータ転送を妨げない、いわゆるスプリットトランザクションを実現しているので、ネットワークI/FやシステムバスI/Fのように一度に大量のDMAデータ転送を行うモジュールがあってもバスを占有することが無く、バススループットが低下することを避けられる。また、各ポートとバス制御回路間の配線は1対1にできるので、物理的に離れた位置にモジュールを置いても、バス全体の動作速度に与える配線遅延の影響を最小にできる。   In this way, data can be transferred between connected modules using the common internal bus 21. In particular, this bus separates request control and response control to realize a so-called split transaction that does not prevent data transfer between other modules even during a read request from one module. Even if there is a module that transfers a large amount of DMA data at a time, such as the system bus I / F, the bus is not occupied, and a reduction in bus throughput can be avoided. In addition, since the wiring between each port and the bus control circuit can be made one-to-one, the influence of wiring delay on the operation speed of the entire bus can be minimized even if the module is placed at a physically separated position.

図7は本実施例における比較装置20の内部構成を示す図である。比較装置20は交番信号発生器201,バス比較器202,二重化制御回路203、から成り、A系内部バス121A,B系内部バス121B,共通系内部バス21、と接続されている。   FIG. 7 is a diagram showing an internal configuration of the comparison device 20 in this embodiment. The comparison device 20 includes an alternating signal generator 201, a bus comparator 202, and a duplex control circuit 203, and is connected to the A system internal bus 121A, the B system internal bus 121B, and the common system internal bus 21.

図8は本実施例における交番信号発生器201の動作を表す図である。交番信号発生器201はバス比較器202が出力する比較不一致信号204に従って、正常異常判別信号200を出力する。正常または異常という状態を1本のレベル信号で外部に出力すると、信号レベルがONまたはOFFに固定される故障モードを避けられないため、鉄道の信号システムなどでは、一定周波数でON,OFFを繰り返している場合は正常、それ以外の状態は異常、とする「交番信号」が従来から使用されてきた。本実施例においても、交番信号発生器201は比較不一致信号204が一致即ち正常を示している場合は周波数信号を、不一致即ち異常を示した場合はレベル信号を、それぞれ出力する。交番信号の生成論理は公知であるため詳細な説明は省略する。   FIG. 8 is a diagram showing the operation of the alternating signal generator 201 in this embodiment. The alternating signal generator 201 outputs a normal / abnormal determination signal 200 in accordance with the comparison mismatch signal 204 output from the bus comparator 202. If a normal or abnormal state is output to the outside with a single level signal, a failure mode in which the signal level is fixed to ON or OFF is unavoidable. Therefore, in railway signal systems, etc., ON and OFF are repeated at a constant frequency. The “alternating signal” has been used in the past, which is normal if it is normal and abnormal in other states. Also in this embodiment, the alternating signal generator 201 outputs a frequency signal when the comparison mismatch signal 204 matches or indicates normality, and outputs a level signal when it does not match or indicates abnormality. Since the generation logic of the alternating signal is well known, detailed description thereof is omitted.

図9は本実施例におけるバス比較器202の内部構成を示す図である。バス比較器202はA系内部バス121Aから出力される信号とB系内部バス121Bから出力される信号とを常時比較し、不一致を検出した場合は比較不一致信号204をONする。比較するデータは、アドレス1211MAと1211MB,ライトデータ1212MAと1212MB,コマンド1213MAと1213MB,ビジー1217SAと1217SB,ポート番号1218SAと1218SB,リードデータ1215SAと1215SB,バリッド1216SAと1216SB、であり、一度でも不一致を検出した場合はバス比較器202内部のフリップフロップがセットされ、比較不一致信号204はONのままとなる。なお、バス比較器自身の誤動作を検出するために、比較器を多重化したり、一定時間ごとに故意にエラーを発生させたりする技術が知られているが、本実施例では高信頼な比較器の論理は公知として詳細な説明は省略する。   FIG. 9 is a diagram showing an internal configuration of the bus comparator 202 in the present embodiment. The bus comparator 202 constantly compares the signal output from the A-system internal bus 121A and the signal output from the B-system internal bus 121B, and turns on the comparison mismatch signal 204 when a mismatch is detected. The data to be compared are address 1211MA and 1211MB, write data 1212MA and 1212MB, command 1213MA and 1213MB, busy 1217SA and 1217SB, port numbers 1218SA and 1218SB, read data 1215SA and 1215SB, and valid 1216SA and 1216SB. If detected, the flip-flop inside the bus comparator 202 is set, and the comparison mismatch signal 204 remains ON. In addition, in order to detect malfunction of the bus comparator itself, a technique is known in which the comparators are multiplexed or an error is intentionally generated at regular intervals. In this embodiment, a highly reliable comparator is used. Since this logic is publicly known, detailed description is omitted.

図10は本実施例における二重化制御回路203の内部構成を示す図である。二重化制御回路203はバス比較器202で比較不一致が検出されない限り、A系内部バス121Aから出力される信号を共通系内部バス21に出力する。即ち、アドレス1211MA,ライトデータ1212MA,コマンド1213MA,ビジー1217SA,ポート番号1218SA,リードデータ1215SA,バリッド1216SAを、それぞれアドレス2051M,ライトデータ2052M,コマンド2053M,ビジー2057S,ポート番号2058S,リードデータ2055S,バリッド2056S、として出力する。比較不一致が検出された場合、比較不一致信号204によってコマンド1213MAとバリッド1216SAの出力が抑止され、共通系内部バス21はリクエスト及びレスポンスの発行を検知しないので、不一致となったデータを共通系内部バス21に出力するのを止められる。   FIG. 10 is a diagram showing the internal configuration of the duplex control circuit 203 in this embodiment. The duplex control circuit 203 outputs a signal output from the A-system internal bus 121A to the common system internal bus 21 unless a comparison mismatch is detected by the bus comparator 202. That is, address 1211MA, write data 1212MA, command 1213MA, busy 1217SA, port number 1218SA, read data 1215SA, valid 1216SA are address 2051M, write data 2052M, command 2053M, busy 2057S, port number 2058S, read data 2055S, valid. 2056S. When the comparison mismatch is detected, the output of the command 1213MA and the valid 1216SA is suppressed by the comparison mismatch signal 204, and the common internal bus 21 does not detect the issuance of the request and the response. The output to 21 is stopped.

共通系内部バス21から出力される信号は、A系内部バス121A及びB系内部バス121Bに同時に送られる。即ち、グラント2054M,リードデータ2055M,バリッド2056M,アドレス2051S,ライトデータ2052S,コマンド2053S、はそれぞれ、グラント1214MA及び1214MB,リードデータ1215MA及び1215MB,バリッド1216MA及び1216MB,アドレス1211SA及び1211SB,ライトデータ1212SA及び1212SB,コマンド1213SA及び1213SB、に送られる。このように、二重化制御回路203によって、共通系内部バス21からは、A系内部バス121A及びB系内部バス121Bが1本のバス(ポート205)のように見え、A系内部バス121AとB系内部バス121Bの動作タイミングもずれることは無いので、2系統の処理装置における処理もずれることは無い。   Signals output from the common internal bus 21 are sent simultaneously to the A internal bus 121A and the B internal bus 121B. That is, grant 2054M, read data 2055M, valid 2056M, address 2051S, write data 2052S, command 2053S are grant 1214MA and 1214MB, read data 1215MA and 1215MB, valid 1216MA and 1216MB, address 1211SA and 1211SB, write data 1212SA and 1212SB and commands 1213SA and 1213SB. As described above, the redundant control circuit 203 makes the A system internal bus 121A and the B system internal bus 121B look like one bus (port 205) from the common system internal bus 21, and the A system internal buses 121A and B Since the operation timing of the internal system bus 121B is not deviated, the processing in the two systems of processing devices is not deviated.

プロセッサ11A及び11Bは一般的なマイクロプロセッサを想定しており、公知の技術として説明は省略する。高速メモリI/F回路13A及び13BはDDR−SDRAM(Double Data Rate-Synchronous DRAM)などの汎用高速メモリを想定しており、公知の技術として説明は省略するが、高速化のためにI/F電圧を汎用的な外部バスよりも低くする傾向にある。具体的には、汎用的な外部バスのI/F電圧が3.3V、DDR−SDRAMのI/F電圧が2.5V、となり、LSIは複数のI/F電圧に対応する必要がある。外部バスI/F回路14A及び14Bはチップセレクト,アドレス,データ,リード/ライトストローブ、などから構成される一般的なマイクロプロセッサの外部バスを想定しており、公知の技術として説明は省略する。   The processors 11A and 11B are assumed to be general microprocessors, and description thereof is omitted as a known technique. The high-speed memory I / F circuits 13A and 13B are assumed to be general-purpose high-speed memories such as a DDR-SDRAM (Double Data Rate-Synchronous DRAM), and the description thereof is omitted as a known technique. The voltage tends to be lower than that of a general-purpose external bus. Specifically, the general-purpose external bus has an I / F voltage of 3.3 V, and the DDR-SDRAM has an I / F voltage of 2.5 V, and the LSI needs to support a plurality of I / F voltages. External bus I / F circuits 14A and 14B are assumed to be external buses of general microprocessors composed of chip select, address, data, read / write strobe, etc., and description thereof is omitted as a known technique.

図11は本実施例における汎用入出力回路15Aの内部構成を示す図である。汎用入出力回路15Bも同様な構成である。汎用入出力回路15Aは汎用IOリードデータレジスタ(PIORR_A)151A,汎用IOライトデータレジスタ(PIOWR_A)152A,汎用IO機能設定レジスタ(PIOFR_A)153A、を有し、これらのレジスタは内部バス12Aを介してプロセッサ11Aによって値のリード,ライトが行われる。PIORR_A及びPIOWR_Aは8ビットのデータ幅を有し、入出力バッファ154Aを介してLSI10の外部信号線150Aと接続される。PIOFR_Aは1ビットのデータ幅を有し、その値が0の場合はデータ出力となり、PIOWR_Aに設定した値が外部信号線150Aに出力される。PIOFR_Aの値が1の場合はデータ入力となり、外部信号線150Aの信号レベルがPIORR_Aに入力される。   FIG. 11 is a diagram showing an internal configuration of the general-purpose input / output circuit 15A in this embodiment. The general-purpose input / output circuit 15B has the same configuration. The general-purpose input / output circuit 15A has a general-purpose IO read data register (PIORR_A) 151A, a general-purpose IO write data register (PIOWR_A) 152A, and a general-purpose IO function setting register (PIOFR_A) 153A, which are connected via the internal bus 12A. Values are read and written by the processor 11A. PIORR_A and PIOWR_A have a data width of 8 bits and are connected to the external signal line 150A of the LSI 10 via the input / output buffer 154A. PIOFR_A has a data width of 1 bit. When the value is 0, the data is output, and the value set in PIOWR_A is output to the external signal line 150A. When the value of PIOFR_A is 1, it is a data input, and the signal level of the external signal line 150A is input to PIORR_A.

図12は本実施例におけるLSIチップ100内の論理回路レイアウト及び入出力パッド配置について説明するための図である。2系統の処理装置は、単一の要因が両方の系統に同一の誤りを引き起こすことを避けるため、チップ内においてできるだけ距離を離して配置されることが望ましい。そのため本実施例における論理回路レイアウトは、チップの左側にA系の処理装置,チップの右側にB系の処理装置を配置し、両者の間即ち中央部に比較装置及び共通系の外部I/Fを配置することにより、A系とB系の論理回路を分離している。さらにB系の処理装置内のレイアウトをA系の上下転置とすることにより、A系とB系の同一論理回路間の距離を最大にしている。入出力パッドの配置は論理回路レイアウトと密接に関係しているが、本実施例ではA系のメモリI/Fに関する信号の入出力パッドをチップの左辺に、B系のメモリI/Fに関する信号の入出力パッドをチップ右辺に、A系の他の外部I/Fに関する信号の入出力パッドをチップの左下に、B系の他の外部I/Fに関する信号の入出力パッドをチップの右上に、というように、A系の信号とB系の信号がチップ外周で対角の位置になるように配置される。また、共通系外部I/Fに関する信号の入出力パッドはチップの上辺及び下辺に、A系とB系の信号を分離するように配置される。なお、本発明においては各I/Fの並び方即ちA系とB系の各I/F信号がそれぞれ対角に配置され、その間を共通系の信号で分離することが重要であり、各I/Fの具体的信号本数,各I/Fの具体的境界位置,各I/F内の具体的信号並び、の詳細については言及しない。また、チップの左右,上下、といった方向も相対的なものであり、本実施例で示した方向に限定されるものではない。   FIG. 12 is a diagram for explaining a logic circuit layout and input / output pad arrangement in the LSI chip 100 according to this embodiment. In order to avoid a single factor from causing the same error in both systems, it is desirable that the two systems be placed as far apart as possible in the chip. For this reason, the logic circuit layout in this embodiment is arranged such that an A-system processing device is arranged on the left side of the chip and a B-system processing device is arranged on the right side of the chip. By separating the A-system and B-system logic circuits. Further, the distance between the same logic circuits of the A system and the B system is maximized by making the layout within the B system processing apparatus upside down of the A system. The arrangement of the input / output pads is closely related to the logic circuit layout. In this embodiment, the input / output pads for signals relating to the A-system memory I / F are on the left side of the chip, and the signals relating to the B-system memory I / F are used. The input / output pads for the signals related to other external I / Fs in the A system are on the lower left side of the chip, and the input / output pads for signals related to the other external I / Fs in the B system are on the upper right side of the chip. In this manner, the A system signal and the B system signal are arranged at diagonal positions on the outer periphery of the chip. In addition, signal input / output pads related to the common external I / F are arranged on the upper and lower sides of the chip so as to separate the A and B signals. In the present invention, it is important to arrange the I / Fs, that is, the I / F signals of the A system and the B system are arranged diagonally, and to separate them with the signals of the common system. Details of the number of specific signals of F, the specific boundary positions of each I / F, and the specific signal arrangement in each I / F are not mentioned. Further, the directions of the left and right and the top and bottom of the chip are also relative, and are not limited to the directions shown in this embodiment.

さらに、実際の入出力パッド配置では、電源や診断機能のためのリザーブパッドなど、入出力パッド設計上の制約が存在するのが通常である。入出力パッド配置に制約が存在する場合、全ての信号をチップの中心点に対して対角の位置の入出力パッドに配置することは現実には困難である。本発明は厳密に対角位置の入出力パッドへの信号配置を求めるものではなく、おおよそ対角の位置に2系統の信号を配置すればよい。たとえば各I/F単位の並び順が対角になっていれば、各I/Fに属する信号同士で配置を入れ換えても差し支えない。   Further, in the actual input / output pad arrangement, there are usually restrictions on the input / output pad design such as a reserve pad for a power supply and a diagnostic function. When there is a restriction on the input / output pad arrangement, it is actually difficult to arrange all the signals on the input / output pads diagonally with respect to the center point of the chip. The present invention does not strictly require signal arrangement on the input / output pads at diagonal positions, and it is only necessary to arrange two systems of signals at approximately diagonal positions. For example, if the arrangement order of each I / F unit is diagonal, the arrangement of signals belonging to each I / F may be interchanged.

図13は本実施例におけるLSI10の外部ピン配置について説明するための図である。図13(a)は、図13(b)でLSI10の外観に指示した視点、即ちLSI10の真上からピン配置を透視した図である。本実施例ではパッケージの中央部に信号ピンは配置されず、空き領域となっている。外部ピン配置は図12で示したLSIチップ100内の論理回路レイアウト及び入出力パッド配置と同様に、A系のメモリI/Fに関する信号の入出力ピンをパッケージの左側に、B系のメモリI/Fに関する信号の入出力ピンをパッケージ右側に、A系の他の外部I/Fに関する信号の入出力ピンをパッケージの左下に、B系の他の外部I/Fに関する信号の入出力信号をパッケージの右上に、というように、A系の信号とB系の信号ピンがパッケージ外周で対角の位置になるように配置される。また、共通系外部I/Fに関する信号の入出力ピンはパッケージの上側及び下側に、A系とB系の信号ピンを分離するように配置される。また、本発明においては各I/Fの並び方即ちA系とB系の各I/F信号ピンが、それぞれパッケージの中心点に対して対角に配置され、その間を共通系の信号ピンで分離することが重要であり、各I/Fの具体的信号ピン数,各I/Fの具体的境界位置,各I/F内の具体的信号ピン並び、の詳細については言及しない。また、パッケージの左右,上下、といった方向も相対的なものであり、本実施例で示した方向に限定されるものではない。   FIG. 13 is a diagram for explaining the external pin arrangement of the LSI 10 in this embodiment. FIG. 13A is a perspective view of the pin arrangement seen from the viewpoint instructed to the appearance of the LSI 10 in FIG. 13B, that is, directly above the LSI 10. In this embodiment, the signal pin is not arranged at the center of the package, and is an empty area. The external pin arrangement is the same as the logic circuit layout and input / output pad arrangement in the LSI chip 100 shown in FIG. 12, with the input / output pins for signals related to the A-system memory I / F on the left side of the package and the B-system memory I. Input / output pins for signals related to / F on the right side of the package, input / output pins for signals related to other external I / Fs in the A system at the lower left of the package, and input / output signals for signals related to other external I / Fs in the B system On the upper right side of the package, the A system signal and the B system signal pin are arranged diagonally on the outer periphery of the package. Also, signal input / output pins related to the common system external I / F are arranged on the upper and lower sides of the package so as to separate the A system and B system signal pins. Further, according to the present invention, the arrangement of each I / F, that is, each I / F signal pin of the A system and the B system is arranged diagonally with respect to the center point of the package, and the common signal pins separate them. It is important to do so, and details of the number of specific signal pins of each I / F, the specific boundary position of each I / F, and the specific signal pin arrangement in each I / F are not mentioned. Moreover, the directions such as the left and right and the top and bottom of the package are relative and are not limited to the directions shown in the present embodiment.

さらに、実際の信号ピン配置では、電源ピンや診断機能のためのリザーブピンなど、パッケージ設計上の制約が存在するのが通常である。ピン配置に制約が存在する場合、全ての信号ピンをパッケージの中心点に対して対角の位置に配置することは現実には困難である。本発明は厳密に対角位置へのピン配置を求めるものではなく、おおよそ対角の位置に2系統の信号ピンを配置すればよい。たとえば各I/F単位の並び順が対角になっていれば、各I/Fに属する信号ピン同士で配置を入れ換えても差し支えない。   Furthermore, in actual signal pin arrangements, there are usually package design restrictions such as power supply pins and reserve pins for diagnostic functions. When there is a restriction on pin arrangement, it is actually difficult to arrange all signal pins diagonally with respect to the center point of the package. The present invention does not strictly require pin arrangement at diagonal positions, and two signal pins may be arranged at roughly diagonal positions. For example, if the arrangement order of each I / F unit is diagonal, the signal pins belonging to each I / F may be interchanged.

図14は本実施例におけるLSI10と外部装置を搭載した電子回路基板30における部品配置を示す図である。フェールセーフLSI10の高速メモリI/F回路13A及び13B、にはRAM−A1(1311A),RAM−A2(1312A),RAM−B1(1311B)及びRAM−B2(1312B)が接続され、外部バスI/F回路14A及び14B、にはROM−A(141A)及びROM−B(141B)が接続される。また、フェールセーフLSI10のシステムバスI/F回路22にはシステムバスブリッジLSI221が、ネットワークI/F回路23にはネットワーク物理層LSI231が、それぞれ接続される。これらの外部装置を示した図形の角の黒丸は、半導体部品のインデックスマーク即ち部品の搭載向きを判別する印である。A系に接続される装置とB系に接続される装置では、信号ピンの配置と同様に上下が逆になっている。比較装置20から出力される正常異常判別信号200は状態通知用コネクタ2000に接続され、電子回路基板30の外部に状態を通知する。システムバスブリッジLSI221から出力される信号はシステムバス用コネクタ2210に接続され、電子回路基板30と別な基板でバス信号がやり取りされる。ネットワーク物理層LSI231から出力される信号はネットワーク用コネクタ2310に接続され、電子回路基板30と別な基板でネットワーク信号がやり取りされる。本実施例のように、LSI10の上辺にネットワークI/F回路23、下辺にシステムバスI/F回路22、に関する信号ピンを配置することにより、基板上でそれぞれのI/Fからそれぞれの外部回路への配線を迂回や混雑させずに引くことができるので、基板の設計コストからも、性能からも有利になる。   FIG. 14 is a diagram showing a component arrangement on the electronic circuit board 30 on which the LSI 10 and the external device are mounted in the present embodiment. RAM-A1 (1311A), RAM-A2 (1312A), RAM-B1 (1311B), and RAM-B2 (1312B) are connected to the high-speed memory I / F circuits 13A and 13B of the failsafe LSI 10, and the external bus I The ROM-A (141A) and the ROM-B (141B) are connected to the / F circuits 14A and 14B. In addition, a system bus bridge LSI 221 is connected to the system bus I / F circuit 22 of the fail safe LSI 10, and a network physical layer LSI 231 is connected to the network I / F circuit 23. The black circles at the corners of the figures showing these external devices are index marks for semiconductor components, that is, marks for determining the mounting direction of the components. The device connected to the A system and the device connected to the B system are upside down in the same manner as the arrangement of the signal pins. The normality / abnormality determination signal 200 output from the comparison device 20 is connected to the state notification connector 2000 and notifies the outside of the electronic circuit board 30 of the state. A signal output from the system bus bridge LSI 221 is connected to a system bus connector 2210, and a bus signal is exchanged between the electronic circuit board 30 and another board. A signal output from the network physical layer LSI 231 is connected to the network connector 2310, and a network signal is exchanged between the electronic circuit board 30 and another board. As in the present embodiment, by arranging signal pins relating to the network I / F circuit 23 on the upper side of the LSI 10 and the system bus I / F circuit 22 on the lower side, the respective external circuits are connected to the respective I / F on the substrate. The wiring can be routed without detouring or being congested, which is advantageous from the design cost and performance of the board.

図14の電子回路基板30において、LSI10の高速メモリI/F回路13Aに関する信号ピン領域,RAM−A1(1311A)及びRAM−A2(1312A)が実装される領域300A(図中でハッチングした領域)と、LSI10の高速メモリI/F回路13Bに関する信号ピン領域,RAM−B1(1311B)及びRAM−B2(1312B)が実装される領域300B(図中でハッチングした領域)は、それ以外の領域と電源電圧が異なる領域である。具体的には、高速メモリI/Fは2.5Vの電源電圧、それ以外のI/Fは3.3Vである。このように、本実施例では異電圧領域を左右に分離できるので、高速RAMの動作に伴うノイズが、反対側の系の高速RAMの動作に与える影響を少なくすることができる。なお、本発明の本質は、どのI/Fがどのような電源電圧であるか、異電圧領域が何種類存在するか、にかかわらず、2つの系統の同一機能I/Fを対角の位置に配置することで、相互の干渉を最小にできることにある。   In the electronic circuit board 30 of FIG. 14, a signal pin area relating to the high-speed memory I / F circuit 13A of the LSI 10, and an area 300A in which RAM-A1 (1311A) and RAM-A2 (1312A) are mounted (hatched area in the figure) The signal pin area related to the high-speed memory I / F circuit 13B of the LSI 10 and the area 300B (hatched area in the figure) where the RAM-B1 (1311B) and RAM-B2 (1312B) are mounted are the other areas. This is a region where the power supply voltage is different. Specifically, the high-speed memory I / F is a power supply voltage of 2.5V, and other I / Fs are 3.3V. Thus, in this embodiment, the different voltage regions can be separated into left and right, so that the influence of noise accompanying the operation of the high-speed RAM on the operation of the high-speed RAM on the opposite side can be reduced. Note that the essence of the present invention is that the same function I / F of the two systems is located at a diagonal position regardless of which I / F is what power supply voltage and how many different voltage regions exist. By arranging them in this way, mutual interference can be minimized.

本発明の第2の実施例を図15から図18により説明する。本発明の対象としているフェールセーフLSIにおいてピンマルチプレクスを設定する場合、2系統の処理装置に関する信号同士又は共通系の信号同士、のピンマルチプレクスに関しては、第1の実施例で述べた外部I/Fの配置の中で解決すべき問題であり、2系統の処理装置に関する信号がLSIの対角に配置されれば良い。しかし、2系統の処理装置に関する信号と共通系の信号のピンマルチプレクスに関してはこれから述べる第2の実施例のように配置するのが良い。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. When setting pin multiplexes in the fail-safe LSI which is the subject of the present invention, the external I / O described in the first embodiment is used for pin multiplexes between signals relating to two systems of processing devices or signals of common systems. This is a problem to be solved in the arrangement of / F, and it is sufficient that signals relating to the two systems of processing devices are arranged on the diagonal of the LSI. However, the pin multiplexes of the signals related to the two systems of processing devices and the signals of the common system are preferably arranged as in the second embodiment to be described.

図15は第2の実施例におけるフェールセーフLSIの内部構成及び外部機器を示す図である。第1の実施例における図3と異なる点は、汎用入出力回路24A及び24B,ピン機能セレクタ25A及び25B、を有し、汎用入出力回路15A及び15Bに関する信号が直接LSI10の外部には接続されず、ピン機能セレクタ25A及び25Bによって共通系の汎用入出力回路24A及び24Bに関する信号と選択的に外部と接続されている、即ちピンマルチプレクスされていることである。   FIG. 15 is a diagram showing an internal configuration of the fail-safe LSI and external devices in the second embodiment. The first embodiment differs from FIG. 3 in that it has general-purpose input / output circuits 24A and 24B and pin function selectors 25A and 25B, and signals related to the general-purpose input / output circuits 15A and 15B are directly connected to the outside of the LSI 10. First, signals related to the general-purpose general-purpose input / output circuits 24A and 24B are selectively connected to the outside by the pin function selectors 25A and 25B, that is, are pin multiplexed.

図16は第2の実施例における汎用入出力回路15A,汎用入出力回路24A及びピン機能セレクタ25Aの内部構成を示す図である。汎用入出力回路15B,汎用入出力回路24B及びピン機能セレクタ25Bも同様な構成である。汎用入出力回路15Aは第1の実施例と同じく、汎用IOリードデータレジスタ(PIORR_A)151A,汎用IOライトデータレジスタ(PIOWR_A)152A,汎用IO機能設定レジスタ(PIOFR_A)153A、を有し、これらのレジスタは内部バス12Aを介してプロセッサ11Aによって値のリード,ライトが行われる。汎用入出力回路24Aは、汎用IOリードデータレジスタ(PIORR_C1)241A,汎用IOライトデータレジスタ(PIOWR_C1)242A,汎用IO機能設定レジスタ(PIOFR_C1)243A、を有し、これらのレジスタは共通系内部バス21を介してプロセッサ11A及び11Bからの同時アクセスによって値のリード,ライトが行われる。   FIG. 16 is a diagram showing the internal configuration of the general purpose input / output circuit 15A, the general purpose input / output circuit 24A and the pin function selector 25A in the second embodiment. The general-purpose input / output circuit 15B, the general-purpose input / output circuit 24B, and the pin function selector 25B have the same configuration. As in the first embodiment, the general purpose input / output circuit 15A has a general purpose IO read data register (PIORR_A) 151A, a general purpose IO write data register (PIOWR_A) 152A, and a general purpose IO function setting register (PIOFR_A) 153A. The register is read and written by the processor 11A via the internal bus 12A. The general-purpose input / output circuit 24A includes a general-purpose IO read data register (PIORR_C1) 241A, a general-purpose IO write data register (PIOWR_C1) 242A, and a general-purpose IO function setting register (PIOFR_C1) 243A. The values are read and written by simultaneous access from the processors 11A and 11B.

ピン機能セレクタ25Aは汎用IO選択レジスタ(PIOSR_A)251A及び選択回路252Aから成る。PIOSR_Aのレジスタアクセスのための回路(図示せず)は汎用入出力回路15A内にあり、内部バス12Aを介してプロセッサ11Aによって値のリード,ライトが行われる。PIORR_A及びPIOWR_Aは8ビットのデータ幅,PIOFR_Aは1ビットのデータ幅を有し、選択回路252Aに接続される。PIORR_C1及びPIOWR_C1は8ビットのデータ幅,PIOFR_C1は1ビットのデータ幅を有し、選択回路252Aに接続される。PIOSR_Aは1ビットのデータ幅を有し、その値が0の場合は汎用入出力回路24Aの機能、値が1の場合は汎用入出力回路15Aの機能、が選択される。即ち汎用入出力回路24Aの機能が選択された場合はPIORR_C1及びPIOWR_C1が入出力バッファ252Aを介してLSI10の外部信号線250Aと接続され、PIOFR_C1の値に従って入出力の方向が決定される。汎用入出力回路15Aの機能が選択された場合はPIORR_A及びPIOWR_Aが入出力バッファ252Aを介してLSI10の外部信号線250Aと接続され、PIOFR_Aの値に従って入出力の方向が決定される。   The pin function selector 25A includes a general purpose IO selection register (PIOSR_A) 251A and a selection circuit 252A. A circuit (not shown) for register access of PIOSR_A is in the general-purpose input / output circuit 15A, and values are read and written by the processor 11A via the internal bus 12A. PIORR_A and PIOWR_A have an 8-bit data width, and PIOFR_A has a 1-bit data width, and are connected to the selection circuit 252A. PIORR_C1 and PIOWR_C1 have an 8-bit data width, and PIOFR_C1 has a 1-bit data width, and are connected to the selection circuit 252A. PIOSR_A has a data width of 1 bit. When the value is 0, the function of the general-purpose input / output circuit 24A is selected, and when the value is 1, the function of the general-purpose input / output circuit 15A is selected. That is, when the function of the general-purpose input / output circuit 24A is selected, PIORR_C1 and PIOWR_C1 are connected to the external signal line 250A of the LSI 10 via the input / output buffer 252A, and the input / output direction is determined according to the value of PIOFR_C1. When the function of the general-purpose input / output circuit 15A is selected, PIORR_A and PIOWR_A are connected to the external signal line 250A of the LSI 10 via the input / output buffer 252A, and the input / output direction is determined according to the value of PIOFR_A.

図17は第2の実施例におけるLSIチップ100内の論理回路レイアウト及び入出力パッド配置について説明するための図である。図12と異なる点は、チップの左下にA系外部I/Fと共通系外部I/Fを切り替えるピン機能セレクタを配置し、チップの右上にB系外部I/Fと共通系外部I/Fを切り替えるピン機能セレクタを配置し、左下部のA系外部I/Fに関する信号の入出力パッドと共通系外部I/Fに関する信号の入出力パッドの間にピン機能セレクタで切り替えられる信号に関する入出力パッド即ちA系/共通系混在領域,右上部のB系外部I/Fに関する信号の入出力パッドと共通系外部I/Fに関する信号の入出力パッドの間にピン機能セレクタで切り替えられる信号に関する入出力パッド即ちB系/共通系混在領域、を配置していることである。   FIG. 17 is a diagram for explaining a logic circuit layout and input / output pad arrangement in the LSI chip 100 according to the second embodiment. The difference from FIG. 12 is that a pin function selector for switching between the A system external I / F and the common system external I / F is arranged at the lower left of the chip, and the B system external I / F and the common system external I / F are arranged at the upper right of the chip. A pin function selector for switching between the signal input / output pad for the signal related to the A system external I / F and the signal input / output pad for the signal related to the common system external I / F at the lower left Input signals related to signals switched by the pin function selector between the pad input / output pads for signals related to the B system external I / F and the signal input / output pads related to the common system external I / F. The output pad, that is, the B system / common system mixed region is arranged.

図18は第2の実施例におけるLSI10の外部ピン配置について説明するための図である。図13と異なる点は図17と同様に、左下部のA系外部I/Fに関する信号の入出力ピンと共通系外部I/Fに関する信号の入出力ピンの間にピン機能セレクタで切り替えられる信号に関する入出力ピン即ちA系/共通系混在領域,右上部のB系外部I/Fに関する信号の入出力ピンと共通系外部I/Fに関する信号の入出力ピンの間にピン機能セレクタで切り替えられる信号に関する入出力ピン即ちB系/共通系混在領域、を配置していることである。2系統の処理装置に関する信号と共通系の信号のピンマルチプレクスを行う場合、この第2の実施例のようなピン配置にすることで、A系とB系の信号の対称性を崩すことを防止できる。   FIG. 18 is a diagram for explaining the external pin arrangement of the LSI 10 in the second embodiment. The difference from FIG. 13 is related to the signal switched by the pin function selector between the signal input / output pin for the A system external I / F and the signal input / output pin for the common system external I / F in the lower left as in FIG. I / O pins, that is, A / common system mixed area, signals that are switched by the pin function selector between the I / O pins for signals related to the B-system external I / F in the upper right part and the I / O pins for signals related to the common-system external I / F Input / output pins, that is, B system / common system mixed areas are arranged. When performing pin multiplexing of the signals related to the two systems of processing devices and the signals of the common system, it is possible to break the symmetry of the signals of the A system and the B system by using the pin arrangement as in the second embodiment. Can be prevented.

図19は第1の実施例とは異なる物理的構造を持つフェールセーフLSIの概要を示す図である。図19(a)はフェールセーフLSIの断面を示した図で、LSIチップの外部I/F信号及び電源はチップ上バンプ107によってパッケージ基板に接続される。図19(b)はフェールセーフLSIから封止材を取り除いた状態の俯瞰図で、パッケージ基板にLSIチップ100が回路面を下部に向けて配置され、チップ上バンプ107によってパッケージ基板に接続されていることを示す。図19(c)はLSIチップの回路面を表した図で、LSIチップの左側にB系の処理装置、右側にA系の処理装置、中央に共通系の回路が配置されている。ただし、LSIパッケージの外部ピンは第1の実施例と同じくLSIの左側にA系、右側にB系、上下に共通系、の信号ピンが配置される。即ち、この図のようにチップが背面実装される場合はLSIチップとLSIパッケージの信号配置が左右逆になる。   FIG. 19 is a diagram showing an outline of a fail-safe LSI having a physical structure different from that of the first embodiment. FIG. 19A is a diagram showing a cross section of the fail-safe LSI. The external I / F signal and power supply of the LSI chip are connected to the package substrate by the bumps 107 on the chip. FIG. 19B is an overhead view of a state where the sealing material is removed from the fail-safe LSI. The LSI chip 100 is arranged on the package substrate with the circuit surface facing downward, and is connected to the package substrate by the bump 107 on the chip. Indicates that FIG. 19C is a diagram showing the circuit surface of the LSI chip. A B-type processing device is arranged on the left side of the LSI chip, an A-type processing device is arranged on the right side, and a common system circuit is arranged in the center. However, as with the first embodiment, the external pins of the LSI package are arranged such that signal pins of the A system are arranged on the left side of the LSI, the B system is arranged on the right side, and the common pins are arranged vertically. That is, when the chip is mounted on the back as shown in this figure, the signal arrangement of the LSI chip and the LSI package is reversed left and right.

図20は第1の実施例とは異なる外部ピン構造を持つフェールセーフLSIにおける外部ピン配置について説明するための図である。図20(a)は第1の実施例の場合で、パッケージの中央部に外部ピンが無い場合であり、LSIの左側にA系、右側にB系、上下に共通系、の信号ピンが配置される。ただし、この図ではI/F信号ではない電源ピン(グラウンドピンも含む)を黒丸で示している。なお、全体のピン数,電源ピンの配置及び数、はパッケージの設計に依存して変わるものであり、この図はA系,B系及び共通系の信号ピンがどのような位置関係に実装されるかを示している。図20(b)はパッケージの中央部にも外部ピンがあるが、中央部は全て電源ピンである場合であり、LSIの左側にA系、右側にB系、上下に共通系、の信号ピンが配置される。中央部には信号ピンが無いので、図20(a)と同様、A系とB系の信号ピンは共通系の信号ピンによって分離される。図20(c)はパッケージの中央部にも外部ピンがあり、中央部も信号ピンとなっている場合であり、LSIの左側にA系、右側にB系、上下及び中央に共通系、の信号ピンが配置される。このように、中央部に共通系の信号ピンを配置することによって他の例と同様にA系とB系の信号ピンは共通系の信号ピンによって分離される。   FIG. 20 is a diagram for explaining an external pin arrangement in a fail-safe LSI having an external pin structure different from that of the first embodiment. FIG. 20A shows the case of the first embodiment in which there is no external pin at the center of the package. The signal pins of the A system are arranged on the left side of the LSI, the B system is arranged on the right side, and the common system is arranged vertically. Is done. However, in this figure, power pins (including ground pins) that are not I / F signals are indicated by black circles. The total number of pins and the arrangement and number of power supply pins vary depending on the package design. In this figure, the signal pins of the A system, B system, and common system are mounted in any positional relationship. It shows that. FIG. 20B shows the case where there are external pins at the center of the package, but the center is all power pins. The signal pins of the A system on the left side of the LSI, the B system on the right side, and the common system on the top and bottom. Is placed. Since there is no signal pin in the central portion, the signal pins of the A system and the B system are separated by the common signal pins as in FIG. FIG. 20C shows the case where there is an external pin at the center of the package, and the center is also a signal pin. The signal of the A system on the left side of the LSI, the B system on the right side, and the common system at the top and bottom and center A pin is placed. As described above, the common system signal pins are separated from the common system signal pins by disposing the common system signal pins in the center as in the other examples.

10 フェールセーフLSI
11A,11B プロセッサ
12A,12B 系統内内部バス
13A,13B 高速メモリインタフェース回路
14A,14B 外部バスインタフェース回路
15A,15B 汎用入出力回路
20 比較装置
21 共通系内部バス
22 システムバスインタフェース回路
23 ネットワークインタフェース回路
25A,25B ピン機能セレクタ
30 電子回路基板
100 フェールセーフLSIチップ
200 正常異常判別信号
201 交番信号発生器
202 バス比較器
203 二重化制御回路
204 比較不一致信号
10 Fail-safe LSI
11A, 11B Processors 12A, 12B Internal buses 13A, 13B High-speed memory interface circuits 14A, 14B External bus interface circuits 15A, 15B General-purpose input / output circuit 20 Comparison device 21 Common internal bus 22 System bus interface circuit 23 Network interface circuit 25A , 25B Pin function selector 30 Electronic circuit board 100 Fail-safe LSI chip 200 Normal / abnormal discrimination signal 201 Alternating signal generator 202 Bus comparator 203 Duplex control circuit 204 Comparison mismatch signal

Claims (20)

プロセッサ及び外部インタフェース回路を含む第一系統の処理装置と、
前記第一系統の処理装置と同一のプロセッサ及び外部インタフェース回路を含む第二系統の処理装置と、
前記2系統の処理装置の処理結果を比較する前記2系統に属さない共通系の比較装置と、
前記2系統に属さない共通系の外部インタフェース回路と、を有し、
前記比較装置は、前記2系統の処理装置が同一の動作をしている場合に正常、前記2系統の処理装置が異なる動作をした場合に異常、を示す判別信号を出力するバス比較器を有し、
前記2系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンが隣接しないように、前記2系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンの間には、前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号ピンが配置されることを特徴とするLSI。
A first processor including a processor and an external interface circuit;
A second processor including the same processor and external interface circuit as the first processor;
A comparison device of a common system not belonging to the two systems for comparing the processing results of the two systems of processing devices;
A common external interface circuit not belonging to the two systems,
The comparison device has a bus comparator that outputs a determination signal indicating normal when the two systems of processing devices perform the same operation and abnormal when the two systems of processing devices perform different operations. And
The input / output signal pins of the common external interface circuit are arranged between the input / output signal pins of the two external interface circuits so that the input / output signal pins of the two external interface circuits are not adjacent to each other. LSI characterized by that.
請求項1に記載のLSIにおいて、
前記第一系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンと、対応する前記第二系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンとは、
LSIパッケージの中心点に対しそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージの外周におけるそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージのそれぞれ対辺側に配置されることを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 1,
The input / output signal pins of the external interface circuit of the first system and the corresponding input / output signal pins of the external interface circuit of the second system are:
LSI, characterized in that the position of it respectively diagonally to the central point of the LSI package, or the position of each diagonal in the outer periphery of the LSI package, or in each opposite side side of the LSI package.
請求項2に記載のLSIにおいて、
前記共通系の外部インタフェース回路を2つ以上有し、前記共通系の2つ以上の外部インタフェース回路の入出力信号ピンは、LSIパッケージ上の中心点に対し、それぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージの外周におけるそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージのそれぞれ対辺側に配置されたことを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 2,
Has the common system external interface circuit of the two or more input and output signal pins of the two or more external interface circuit of the common system, with respect to the center point on the LSI package, it respectively versus position of the corners, or An LSI characterized by being arranged at diagonal positions on the outer periphery of the LSI package or on opposite sides of the LSI package .
請求項3に記載のLSIを搭載した電子回路基盤を有する電子装置であって、
前記共通系の2つ以上の外部インタフェース回路に接続される2つ以上の前記共通系の外部装置の中間に前記LSIを配置することを特徴とする電子装置。
An electronic device having an electronic circuit board on which the LSI according to claim 3 is mounted,
An electronic apparatus, wherein the LSI is arranged between two or more external devices of the common system connected to two or more external interface circuits of the common system.
請求項1に記載のLSIにおいて、
前記比較装置は、前記2系統の処理装置からそれぞれ出力される信号が一致している場合は、一致した前記処理装置からの信号を出力し、一致していない場合は、前記処理装置からの信号を出力しない二重化制御回路と、を有し、
前記2系統の処理装置からそれぞれ出力される信号が一致している場合に、一致した前記処理装置からの信号を前記二重化制御回路より受信し、当該信号を前記共通系の複数の外部インタフェース回路へ出力する共通系内部バス制御回路を有することを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 1,
The comparison device outputs a signal from the matched processing device when the signals output from the two processing devices match, and outputs a signal from the processing device when they do not match. A duplex control circuit that does not output
When the signals output from the two processing devices match each other, the matched signals from the processing devices are received from the duplex control circuit, and the signals are sent to the plurality of external interface circuits in the common system. An LSI having a common internal bus control circuit for outputting.
請求項5に記載のLSIにおいて、
前記二重化制御回路は、前記共通系内部バス制御回路からの信号を前記2系統の処理装置へ出力する伝送手段を備えることを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 5,
2. The LSI according to claim 1, wherein the duplex control circuit includes a transmission means for outputting a signal from the common internal bus control circuit to the two systems of processing devices.
請求項1に記載のLSIにおいて、
前記第一系統の外部インタフェース回路の入出力信号の一部と、前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号の一部と、を選択して同じ入出力信号ピンで共用する第一ピン機能選択回路と、
前記第二系統の外部インタフェース回路の入出力信号の一部と、前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号の一部と、を選択して同じ入出力信号ピンで共用する第二ピン機能選択回路と、を有することを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 1,
First pin function selection that selects a part of the input / output signals of the external interface circuit of the first system and a part of the input / output signals of the external interface circuit of the common system and shares them with the same input / output signal pin Circuit,
Second pin function selection for selecting a part of the input / output signals of the external interface circuit of the second system and a part of the input / output signals of the external interface circuit of the common system to be shared by the same input / output signal pins And an LSI.
請求項1に記載のLSIにおいて、
前記第一系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンと、前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号ピンとの間に、前記第一系統の外部インタフェース回路の入出力信号の一部と、前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号の一部とを共用した入出力信号ピンが配置され、
前記第二系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンと、前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号ピンとの間に、前記第二系統の外部インタフェース回路の入出力信号の一部と、前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号の一部とを共用した入出力信号ピンが配置されたことを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 1,
Between the input / output signal pin of the external interface circuit of the first system and the input / output signal pin of the external interface circuit of the common system, a part of the input / output signals of the external interface circuit of the first system and the common system Input / output signal pins that share part of the input / output signals of the external interface circuit
Between the input / output signal pin of the external interface circuit of the second system and the input / output signal pin of the external interface circuit of the common system, a part of the input / output signal of the external interface circuit of the second system and the common system And an input / output signal pin that shares a part of the input / output signal of the external interface circuit.
請求項1に記載のLSIにおいて、
LSIチップに搭載される前記2系統の外部インタフェース回路の入出力パッドは、パッケージ内のLSIチップの中心点に対しそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージの外周におけるそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージのそれぞれ対辺側に配置され、
前記2系統の外部インタフェース回路の入出力パッドが互いに隔てて配置されるように、LSIチップに搭載される前記共通系の外部インタフェース回路の入出力パッドは、前記2系統の外部インタフェース回路の入出力パッドの間に配置され、
LSIチップ内の論理回路実装領域において、前記第一系統のプロセッサ及び外部インタフェース回路を実装した領域と前記第二系統のプロセッサ及び外部インタフェース回路を実装した領域の間に、前記比較装置及び前記共通系のインタフェース回路を実装した領域を、前記第一系統の領域と前記第二系統の領域が隣接しないように配置したことを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 1,
Output pads of the external interface circuit of the two systems mounted on the LSI chip, the position of which respectively the diagonal with respect to the center point of the LSI chip in the package, or the position of each diagonal in the outer periphery of the LSI package, or Placed on opposite sides of the LSI package ,
The input / output pads of the common external interface circuit mounted on the LSI chip are input / output of the two external interface circuits so that the input / output pads of the two external interface circuits are spaced apart from each other. Between the pads,
In the logic circuit mounting area in the LSI chip, the comparison device and the common system are between the area where the first processor and the external interface circuit are mounted and the area where the second processor and the external interface circuit are mounted. An LSI in which the interface circuit is mounted so that the first system area and the second system area are not adjacent to each other.
請求項1に記載のLSIにおいて、
前記2系統の外部インタフェース回路に接続される外部装置を備え、
前記外部装置には外部メモリが含まれることを特徴とするLSI。
In the LSI according to claim 1,
An external device connected to the two external interface circuits;
An LSI, wherein the external device includes an external memory.
請求項10に記載のLSIにおいて、
前記2系統の外部インタフェース回路に接続される前記外部メモリの信号電圧が、前記共通系の外部インタフェース回路の信号電圧と、少なくとも一部分で異なることを特徴としたLSI。
The LSI according to claim 10, wherein
2. An LSI according to claim 1, wherein a signal voltage of the external memory connected to the two systems of external interface circuits differs at least in part from a signal voltage of the common system external interface circuit.
請求項10に記載のLSIを搭載した鉄道用電子装置において、
前記第一系統における外部メモリの配置と、前記第二系統における外部メモリの配置とは、LSIが搭載される電子回路基板上において、当該LSIを中心として対角の位置、或いは当該LSIの外周における対角の位置、或いは当該LSIの対辺になっていることを特徴とした電子装置。
In an electronic device for railroad equipped with the LSI according to claim 10,
And an external memory disposed in said first line, said the arrangement of the external memory in the second system, the electronic circuit board on which the LSI is mounted, the position of the diagonal centered the LSI, or the outer periphery of the LSI An electronic device characterized by being at a diagonal position in or opposite to the LSI .
プロセッサ及び外部インタフェース回路を含む第一系統の処理装置と、前記第一系統の処理装置と同一のプロセッサ及び外部インタフェース回路を含む第二系統の処理装置と、を1つのLSIチップ内に備え、
前記2系統の処理結果を比較する前記2系統に属さない共通系の比較装置と、
前記2系統に属さない共通系の外部インタフェース回路と、を有し、
前記比較装置は、前記2系統の処理装置が同一の動作をしている場合に正常、前記2系統の処理装置が異なる動作をした場合に異常、を示す判別信号を出力するバス比較器を有し、
前記第一系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンと、前記第二系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンと、の間に前記共通系の外部インタフェース回路の入出力信号ピンが配置され、前記第一系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンの配置領域と、前記第二系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンの配置領域と、が隔てて配置されることを特徴とする鉄道用フールセーフLSI。
A first system processing device including a processor and an external interface circuit, and a second system processing device including the same processor and external interface circuit as the first system processing device are provided in one LSI chip.
A comparison device for a common system that does not belong to the two systems for comparing the processing results of the two systems;
A common external interface circuit not belonging to the two systems,
The comparison device has a bus comparator that outputs a determination signal indicating normal when the two systems of processing devices perform the same operation and abnormal when the two systems of processing devices perform different operations. And
The input / output signal pins of the external interface circuit of the common system are arranged between the input / output signal pins of the external interface circuit of the first system and the input / output signal pins of the external interface circuit of the second system, and the first system the arrangement region of the input and output signal pins of the external interface circuit of the system, the second system external interface circuit output signal pins railway off O Rusefu LSI to the arrangement region, characterized in that are spaced in the .
請求項13に記載の鉄道用フェールセーフLSIにおいて、
前記第一系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンの配置領域と、対応する前記第二系統の外部インタフェース回路の入出力信号ピンの配置領域とは、LSIパッケージの中心点に対しそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージの外周におけるそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージのそれぞれ対辺側に配置されることを特徴とする鉄道用フェールセーフLSI。
In the fail safe LSI for railways according to claim 13,
The arrangement region of the input and output signal pins of the external interface circuit of the first system, and the arrangement region of the input and output signal pins of the external interface circuit of the corresponding second system,, respectively whereas the center point of the LSI package pairs A fail-safe LSI for railroad, which is arranged at a corner position or at each diagonal position on the outer periphery of the LSI package or at each opposite side of the LSI package .
請求項14に記載の鉄道用フェールセーフLSIにおいて、
前記共通系の外部インタフェース回路を2つ以上有し、前記共通系の2つ以上の外部インタフェース回路の入出力信号ピンは、LSIパッケージ上の中心点に対し、それぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージの外周におけるそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージのそれぞれ対辺側に配置されたことを特徴とする鉄道用フェールセーフLSI。
In the failsafe LSI for railway according to claim 14,
Has the common system external interface circuit of the two or more input and output signal pins of the two or more external interface circuit of the common system, with respect to the center point on the LSI package, it respectively versus position of the corners, or A rail-safe fail-safe LSI, characterized by being arranged at diagonal positions on the outer periphery of the LSI package or on opposite sides of the LSI package .
請求項15に記載の鉄道用フェールセーフLSIにおいて、
LSIチップに搭載される前記2系統の外部インタフェース回路の入出力パッドは、パッケージ内のLSIチップの中心点に対しそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージの外周におけるそれぞれ対角の位置、或いはLSIパッケージのそれぞれ対辺側に配置され、
前記2系統の外部インタフェース回路の入出力パッドが互いに隔てて配置されるように、LSIチップに搭載される前記共通系の外部インタフェース回路の入出力パッドは、前記2系統の外部インタフェース回路の入出力パッドの間に配置され、
LSIチップ内の論理回路実装領域において、前記第一系統のプロセッサ及び外部インタフェース回路を実装した領域と前記第二系統のプロセッサ及び外部インタフェース回路を実装した領域の間に、前記比較装置及び前記共通系のインタフェース回路を実装した領域を、前記第一系統の領域と前記第二系統の領域が隣接しないように配置したことを特徴とする鉄道用フェールセーフLSI。
In the fail safe LSI for railroad according to claim 15,
Output pads of the external interface circuit of the two systems mounted on the LSI chip, the position of which respectively the diagonal with respect to the center point of the LSI chip in the package, or the position of each diagonal in the outer periphery of the LSI package, or Placed on opposite sides of the LSI package ,
The input / output pads of the common external interface circuit mounted on the LSI chip are input / output of the two external interface circuits so that the input / output pads of the two external interface circuits are spaced apart from each other. Between the pads,
In the logic circuit mounting area in the LSI chip, the comparison device and the common system are between the area where the first processor and the external interface circuit are mounted and the area where the second processor and the external interface circuit are mounted. An area for mounting the interface circuit is arranged so that the area of the first system and the area of the second system are not adjacent to each other.
請求項16に記載の鉄道用フェールセーフLSIにおいて、
前記2系統の外部インタフェース回路に接続される外部装置には外部メモリが含まれており、
前記2系統の外部インタフェース回路に接続される前記外部メモリの信号電圧が、前記共通系の外部インタフェース回路の信号電圧と、少なくとも一部分で異なることを特徴とした鉄道用フェールセーフLSI。
In the fail safe LSI for railroad according to claim 16,
The external device connected to the two external interface circuits includes an external memory,
A rail fail-safe LSI, wherein a signal voltage of the external memory connected to the two external interface circuits differs from a signal voltage of the common external interface circuit at least in part.
請求項17に記載の鉄道用フェールセーフLSIを搭載した鉄道用電子装置において、 前記第一系統における外部メモリの配置と、前記第二系統における外部メモリの配置とは、LSIが搭載される電子回路基板上において、当該LSIを中心として対角の位置、或いは当該LSIの外周における対角の位置、或いは当該LSIの対辺になっていることを特徴とした鉄道用電子装置。 18. The railway electronic device equipped with the rail fail-safe LSI according to claim 17, wherein the arrangement of the external memory in the first system and the arrangement of the external memory in the second system are an electronic circuit on which the LSI is mounted. on the substrate, the position of the diagonal centered the LSI, or the position of the diagonal in the outer periphery of the LSI, or railway electronic apparatus, characterized in that has a very of the LSI. 請求項17に記載の鉄道用フェールセーフLSIにおいて、
前記比較装置は、前記2系統の処理装置からそれぞれ出力される信号が一致している場合は、一致した前記処理装置からの信号を出力し、一致していない場合は、前記処理装置からの信号を出力しない二重化制御回路と、を有し、
前記2系統の処理装置からそれぞれ出力される信号が一致している場合に、一致した前記処理装置からの信号を前記二重化制御回路より受信し、当該信号を前記共通系の複数の外部インタフェース回路へ出力する共通系内部バス制御回路を有することを特徴とする鉄道用フェールセーフLSI。
The failsafe LSI for railroad according to claim 17,
The comparison device outputs a signal from the matched processing device when the signals output from the two processing devices match, and outputs a signal from the processing device when they do not match. A duplex control circuit that does not output
When the signals output from the two processing devices match each other, the matched signals from the processing devices are received from the duplex control circuit, and the signals are sent to the plurality of external interface circuits in the common system. A rail-safe fail-safe LSI having a common internal bus control circuit for output.
請求項19に記載の鉄道用フェールセーフLSIにおいて、
前記二重化制御回路は、前記共通系内部バス制御回路からの信号を前記2系統の処理装置へ出力する伝送手段を備えることを特徴とする鉄道用フェールセーフLSI。
In the fail safe LSI for railroad according to claim 19,
The redundant control circuit includes a transmission unit that outputs a signal from the common internal bus control circuit to the two systems of processing devices.
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