(57)【要約】【課題】  接続不良が発生した場合でもコスト高にならずに修復が可能な集積回路装置を得る。【解決手段】  絶縁基板１上に搭載した書き換え可能な集積回路素子３とその周辺回路素子５とを、絶縁基板１上の配線パターン７で接続する。書き換え可能な集積回路素子３では、特定の機能が設定された１つの論理回路９に対して予め２以上の入出力電極１１が割り当てられている。１つの論理回路９と割り当てられた２以上の入出力電極１１の１つとが電気的に接続されるように接続関係が定められている。【選択図】    図２
2008124367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に露出する複数の入出力電極を備え、内部に機能の変更が可能な複数の論理回路が配列され、しかも前記複数の論理回路の機能と、前記論理回路間の接続関係と前記論理回路と前記入出力電極との接続関係が外部から入力される設定データに基づいて設定される書き換え可能な集積回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子のための周辺回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とが表面に実装され、且つ前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とを電気的に接続する配線回路パターンを備えた絶縁基板とを有し、
前記配線回路パターンは、前記複数の入出力電極と半田等の接続手段を介して接続される複数の接続用電極と前記複数の接続用電極と前記周辺回路素子とを電気的に接続する複数の配線とを備えており、
前記書き換え可能な集積回路素子では、特定の機能が設定された１つの論理回路に対して予め２以上の前記入出力電極が割り当てられており、前記１つの論理回路と割り当てられた前記２以上の入出力電極の１つとが電気的に接続されるように前記接続関係が定められており、
前記配線回路パターンは、前記２以上の入出力電極と前記接続手段を介して接続される２以上の前記接続用電極が、１つの前記配線に対してそれぞれ電気的に接続されるように構成されていることを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
外部に露出する複数の入出力電極を備え、内部に機能の変更が可能な複数の論理回路が配列され、しかも前記複数の論理回路の機能と、前記論理回路間の接続関係と前記論理回路と前記入出力電極との接続関係が外部から入力される設定データに基づいて設定される書き換え可能な集積回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子のための周辺回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とが表面に実装され、且つ前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とを電気的に接続する配線回路パターンを備えた絶縁基板とを有し、
前記配線回路パターンは、前記複数の入出力電極と半田等の接続手段を介して接続される複数の接続用電極と前記複数の接続用電極と前記周辺回路素子とを電気的に接続する複数の配線とを備えており、
前記書き換え可能な集積回路素子では、特定の機能が設定された１つの論理回路に対して予め２以上の前記入出力電極が割り当てられており、前記１つの論理回路と割り当てられた前記２以上の入出力電極とが電気的に接続されるように前記接続関係が定められており、
前記配線回路パターンは、前記２以上の入出力電極と前記接続手段を介して接続される２以上の前記接続用電極が、１つの前記配線に対してそれぞれ電気的に接続されるように構成されていることを特徴とする集積回路装置。
【請求項３】
外部に露出する複数の入出力電極を備え、内部に機能の変更が可能な複数の論理回路が配列され、しかも前記複数の論理回路の機能と、前記論理回路間の接続関係と前記論理回路と前記入出力電極との接続関係が外部から入力される設定データに基づいて設定される書き換え可能な集積回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子のための周辺回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とが表面に実装され、且つ前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とを電気的に接続する配線回路パターンを備えた絶縁基板とを有し、
前記配線回路パターンは、前記複数の入出力電極と半田等の接続手段を介して接続される複数の接続用電極と前記複数の接続用電極と前記周辺回路素子とを電気的に接続する複数の配線とを備えており、
前記書き換え可能な集積回路素子では、特定の機能が設定された１つの論理回路に対して予め２以上の前記入出力電極が割り当てられており、前記１つの論理回路と割り当てられた前記２以上の入出力電極の１つとが電気的に接続されるように前記接続関係が定められており、
前記配線回路パターンは、前記２以上の入出力電極と前記接続手段を介して接続される２以上の前記接続用電極が、１つの前記配線に対してそれぞれ電気的に接続されるように構成されている集積回路装置を用い、
前記書き換え可能な集積回路素子の１つの前記論理回路に故障または損傷が生じた際には、故障または損傷が生じてない他の前記論理回路と前記入出力電極とを接続するように前記接続関係を切り換え、
前記論理回路との間に接続関係が設定された前記入出力電極と前記接続用電極との接続部に接続不良が生じた際には、前記２以上の入出力電極のうち残りの前記入出力電力と前記論理回路とを接続するように前記接続関係を切り換えることを特徴とする集積回路装置の使用方法。
【請求項４】
外部に露出する複数の入出力電極を備え、内部に機能の変更が可能な複数の論理回路が配列され、しかも前記複数の論理回路の機能と、前記論理回路間の接続関係と前記論理回路と前記入出力電極との接続関係が外部から入力される設定データに基づいて設定される書き換え可能な集積回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子のための周辺回路素子と、
前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とが表面に実装され、且つ前記書き換え可能な集積回路素子と前記周辺回路素子とを電気的に接続する配線回路パターンを備えた絶縁基板とを有し、
前記配線回路パターンは、前記複数の入出力電極と半田等の接続手段を介して接続される複数の接続用電極と前記複数の接続用電極と前記周辺回路素子とを電気的に接続する複数の配線とを備えており、
前記書き換え可能な集積回路素子では、特定の機能が設定された１つの論理回路に対して予め２以上の前記入出力電極が割り当てられており、前記１つの論理回路と割り当てられた前記２以上の入出力電極とが電気的に接続されるように前記接続関係が定められており、
前記配線回路パターンは、前記２以上の入出力電極と前記接続手段を介して接続される２以上の前記接続用電極が、１つの前記配線に対してそれぞれ電気的に接続されるように構成されている集積回路装置の使用方法であって、
前記１つの論理回路から、該１つの論理回路に割り当てられて電気的に接続された前記２以上の入出力電極を通して並列的に入出力を行うことを特徴とする集積回路装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板上に搭載された書き換え可能な集積回路素子とその周辺回路素子とが絶縁基板上の配線パターンで接続されている集積回路装置及びその使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、書き換え可能な集積回路素子を備えた集積回路装置は、集積回路素子の内部で故障または損傷が後から発見されると、その故障または損傷箇所を使用しないように書き換えを行うことができるので、高い信頼性を保証し且つ長期間安心して利用できる。そのため書き換え可能な集積回路素子を備えた集積回路装置は、例えば人工衛星、離島、山頂、遠隔地等における電源、通信、ダム設備等の制御システムで使用されている。このような制御システムでは、遠隔からモニタリング（故障検知）し、遠隔制御によりハードウエアレベルで修復をすることができる。
【０００３】
また特許文献１に示された集積回路装置では、書き換え可能な集積回路素子の他に書き換え可能な配線用集積回路を備えており、両者を実際につないでいる系統に故障または損傷が発生した場合には、書き換え可能な配線用集積回路の配線を変えて異なる系統に切り換えることにより、配線の不具合を修復することができる。
【特許文献１】米国特許第６，１６０，２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような集積回路装置では、書き換え可能な配線用集積回路が別に必要になり、コスト高になる問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、コスト高にならずに修復が可能な集積回路装置及びその使用方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、書き換え可能な配線用集積回路を別に用いずに故障や損傷の修復が可能な集積回路装置及びその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明の構成を説明すると、次のとおりである。
【０００８】
本発明に係る集積回路装置は、書き換え可能な集積回路素子を有する。この書き換え可能な集積回路素子は、外部に露出する複数の入出力電極を備えており、内部には機能の変更が可能な複数の論理回路が配列されている。そしてこの書き換え可能な集積回路素子では、複数の論理回路の機能と、論理回路間の接続関係及び論理回路と入出力電極との接続関係が、外部から入力される設定データに基づいて設定される。また集積回路装置、書き換え可能な集積回路素子のための周辺回路素子を有する。そして書き換え可能な集積回路素子と周辺回路素子とは、書き換え可能な集積回路素子と周辺回路素子とを電気的に接続する配線回路パターンを備えた絶縁基板上に実装される。なおこの絶縁基板は、一枚の基板であってもよいが、複数枚の基板がコネクタを介して接続された複合基板であってもよい。また周辺回路素子には、電源回路、制御回路等を構成する１以上の回路回路素子の他、コネクタ部品等の電気部品も含まれる。
【０００９】
配線回路パターンは、複数の入出力電極と半田等の接続手段を介して接続される複数の接続用電極と複数の接続用電極と周辺回路素子とを電気的に接続する複数の配線とを備えている。そして書き換え可能な集積回路素子では、特定の機能が設定された１つの論理回路に対して予め２以上の入出力電極が割り当てられており、１つの論理回路と割り当てられた２以上の入出力電極の１つとが電気的に接続されるように接続関係が定められている。また配線回路パターンは、２以上の入出力電極と接続手段を介して接続される２以上の接続用電極が、１つの配線に対してそれぞれ電気的に接続されるように構成されている。
【００１０】
本発明の集積回路装置によれば、１つの論理回路に対して割り当てた２以上の入出力電は、１つの配線に電気的に接続された２以上の接続用電極に接続手段を介して接続されている。そして１つの論理回路とこの論理回路に割り当てられた２以上の入出力電極の１つとが電気的に接続されるように接続関係が定められている。この１つの入出力電極と１つの接続用電極との接続部に接続不良が発生した場合には、残りの入出力電極と１つの論理回路との間に接続関係が成立するように接続関係を設定する。このようにすれば、従来のように、書き換え可能な配線用集積回路を別に設けることなく、接続不良に対して対処することができる。
【００１１】
接続不良が発見された後に、１つの論理回路と対応する残りの入出力電極との間に接続関係を成立させてもよいが、最初から１つの論理回路と対応する２以上の入出力電極との間に接続関係を予め設定しておくこともできる。このようにしておけば、接続不良が発生した場合でも、その段階で接続関係について特別な設定を行うことなく、接続不良に対応することができる。またこのような構成を採用すると、１つの論理回路と周辺回路素子との間において、両者間の距離と信号の波長との関係から生じる信号の反射の問題に対処することができる。すなわち１つの論理回路と対応する２以上の入出力電極とをすべて接続状態にするように接続関係を予め形成した場合には、１つの論理回路と周辺回路素子との間に、距離の異なる複数の通信路（系統）を形成できる。そのため複数の通信路（系統）のいずれかで信号の反射が発生したとしても、他の通信路（系統）においては信号の反射が発生していなければ、正常に通信を行うことが可能になる。
【００１２】
次に、１つの論理回路と１つの入出力電極との間に接続関係を設定した集積回路装置を使用する場合には、次のように集積回路装置を使用することができる。すなわち書き換え可能な集積回路素子の１つの論理回路に故障または損傷が生じた際には、故障または損傷が生じてない他の論理回路と入出力電極とを接続するように接続関係を切り換える。また、１つの論理回路との間に接続関係が設定された入出力電極と接続用電極との接続部に接続不良が生じた際には、２以上の入出力電極のうち残りの入出力電力と１つの論理回路とを接続するように接続関係を切り換える。このようにすれば、論理回路の故障または損傷に対処し、しかも接続不良にも対処することができる。このため書き換え可能な配線用集積回路を用いずに、低コストで故障や損傷の修復をして、集積回路装置を使用することができる。
【００１３】
また１つの論理回路と割り当てられた２以上の入出力電極との間に、予めすべて接続関係を設定した場合には、これら２以上の入出力電極を通して並列的に入出力を行う。このような集積回路装置の使用方法によれば、１つの入出力電極を含む系統に故障または損傷が生じても、他の入出力電極を含む系統に故障または損傷が生じていなければ、支障なく入出力を行うことができる。さらに、１つの論理回路に対する入出力を複数の入出力電極を含む系統で行うと、複数の入出力電極を含む系統は長さが異なり、１つの系統で起こり得る反射の問題を、異なる長さの複数の系統の組み合わせにより改善することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、１つの論理回路に対して割り当てた２以上の入出力電極が、１つの配線に電気的に接続された２以上の接続用電極に接続手段を介して接続されているので、１つの入出力電極と１つの接続用電極との接続部に接続不良が発生した場合には、残りの入出力電極と１つの論理回路との間に接続関係が成立すれば、従来のように、書き換え可能な配線用集積回路を別に設けることなく、接続不良に対して対処することができる。
【００１５】
低コストで故障や損傷の修復を行うことができる効果が得られる。
【００１６】
また最初から１つの論理回路と対応する２以上の入出力電極との間に接続関係を予め設定しておけば、接続不良が発生した場合でも、その段階で接続関係について特別な設定を行うことなく、接続不良に対応することができる効果が得られる。そしてこのような構成を採用すると、１つの論理回路と周辺回路素子との間において、両者間の距離と信号の波長との関係から生じる信号の反射の問題に対処することができる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る集積回路装置及びその使用方法を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の集積回路装置の実施の形態の基本構成を示す概略図である。本例の集積回路装置では、図１に示すように、絶縁基板１上に、書き換え可能な集積回路素子３とその周辺回路素子５とが搭載されている。絶縁基板１上には配線パターン７が形成され、集積回路素子３と周辺回路素子５とは配線パターンを利用して接続されている。
【００１９】
図２に示すように、書き換え可能な集積回路素子３は、外装ケースの内部に機能の変更が可能な複数の論理回路９が、図示しない接続回路を介してマトリックス状に配置された構造を有している。なお図２は、概略的なものであって、論理回路９の個数及び後述する入出力電極１１の数は、実際のものよりも少なく描いてある。複数の論理回路９は、それぞれ複数の論理素子によって構成されており、設定データに基づいて、論理回路は特定の機能を発揮するように設定がなされる。集積回路素子３は、接点部分が外装ケースの外部に露出する複数の入出力電極１１を備えている。そして本実施の形態では、特定の機能が設定された１つの論理回路９に対して、４つの入出力電極１１が割り当てられている。すなわち１つの論理回路９に対して４つの入出力電極１１が使用できるようにしている。なお複数の入出力電極には、電源用の電極や設定データの入力用の電極や、その他集積回路素子３の動作に必要な電極は含まれていない。複数の論理回路９の機能と、各論理回路９間の接続関係と、論理回路９と入出力電極１１との接続関係は、それぞれ図示しない接続回路を外部から入力される設定データに基づいて設定することにより、設定される。なお図３には、論理回路９と入出力電極１１とを接続する接続回路のイメージを１つのトランジスタ等のスイッチ回路１３を用いて示してある。
【００２０】
絶縁基板１上に形成された配線パターン７は、複数の接続用電極１５と、分岐配線パターン部１９ａ及び接続配線パターン１９ｂとからなる複数本の配線１９を含んで構成されている。集積回路素子３の複数の入出力電極１１を含む複数の電極は、半田等の接続手段１７を介して複数の接続用電極１５にそれぞれ接続されている。配線１９の分岐配線パターン部１９ａは、特定の機能が設定された１つの論理回路９に割り当てられている４つの接続電極１５を、１本の接続配線パターン１９ｂにそれぞれ接続する。接続配線パターン１９ｂは、周辺回路素子５の複数の入出力電極が接続された複数の接続用電極に接続されている。各スイッチング素子１３には、集積回路素子内に含まれる図示しない制御回路からオン，オフの制御信号が与えられるようになっている。
【００２１】
本実施の形態におけるメモリー回路等の周辺回路素子５は、図２に示すように、複数の論理回路２１がマトリクス状に配置された集積回路素子として示されている。しかしながら周辺回路素子５の構成は、これに限定されるものではなく、種々の回路素子が使用可能であることは勿論である。
【００２２】
図４に示す本発明の第１の実施の形態の集積回路装置では、機能の変更が可能な１つの論理回路９に対して４つの入出力電極１１が割り当てられている。そして１つの論理回路９と４つの入出力電極１１との接続関係は、図５に概略的に示すように構成されえいる。なお図４において、符号１３で示したスイッチ回路は、図示しない接続回路によって構成される接続関係を形成するための回路を模擬的に示している。図５から判るように、本実施の形態では、１つの入出力電極１１と論理回路９とが接続関係が成立した１つのスイッチ回路１３により接続されている。そして残りの３つの入出力電極１１と論理回路９との間の接続関係は成立していないため、両者は接続されていない状態にある。したがって、この状態では、もし接続関係が成立してスイッチ回路につながる入出力電極１１と接続用電極１５の間の接続手段１７に接続不良が発生した場合には、信号の送受信が不能になる。この場合には、残りの３つの入出力電極１１のいずれか一つと論理回路９との間のスイッチ回路１３を接続状態にすれば、再度信号の送受信が可能になる。
【００２３】
そこで、このような構成の集積回路装置を用いて行う該集積回路装置の使用方法の複数の例について説明する。図６に示すように、例えば機能の変更が可能な１つの論理回路９１に故障または損傷が生じた際（×印で表示）には、図７に示すように、故障または損傷していない他の１つの論理回路９２を論理回路９１に対して割り当てていた４つの入出力電極１１のいずれかに接続するように接続関係を切り換える。なおこの接続関係の切り替えは、図示しない接続回路を用いて行う。
【００２４】
また図８及び図９に示すように、例えば機能の変更が可能な１つの論理回路９と１つの入出力電極１１とを接続するスイッチ回路１３が接続状態になっているときに、この１つの入出力電極１１と接続用電極１５との間の接続手段（接続部）１７や、分岐配線パターン部１９ａに断線等が発生した場合（×印で表示）には、図９に示すように、前記１つの入出力電極１１につながるスイッチ回路１３を非接続状態とし、残りの３つのスイッチ回路１３の一つを接続状態とすることにより、他の１つの入出力電極１１を選択する。この操作により、新たに接続関係が成立したスイッチ回路１３が接続状態となって、論理回路９と対応する配線パターン１９ｂとの電気的な接続が維持される。
【００２５】
このような集積回路装置の使用方法によれば、書き換え可能な配線用集積回路を用いずに、低コストで故障または損傷の修復が可能となる。なお接続不良や論理回路の故障の発見は、書き換え可能な集積回路素子において従来から使用されている公知の不良発生検出システムを用いて行えばよい。なおこの公知の不良発生検出システムについての説明は省略する。また接続関係の変更を行うための変更データについても、書き換え可能な集積回路素子において従来から使用されている書き換えシステムを用いて行えばよい。
【００２６】
次に、本発明に係る集積回路装置及びその使用方法の他の例を、前述した図４と図１０をと参照して説明する。本例の集積回路装置は、機能の変更が可能な１つの論理回路９に対して、４つの入出力電極１１がそれぞれ図１０に示すスイッチ回路１３をすべて接続状態にして（１つの論理回路９と４つの入出力電極９との接続関係をすべて成立させて）、４つの通信路を形成している。このようにしておけば、４箇所の接続手段のすべてにおいて接続不良が発生しない限り、必ず少なくとも１つの接続手段１７を介して信号の送受信が行われる。したがって接続不良が発生した場合でも、その段階で接続関係について特別な検出動作や設定操作を行うことなく、接続不良に対応することができる。
【００２７】
またこのような構成を採用すると、１つの論理回路９と周辺回路素子５との間において、両者間の距離と信号の波長との関係から生じる信号の反射の問題に対処することができる。すなわち１つの論理回路９と対応する４つの入出力電極とをすべて接続状態にするように接続関係を予め形成した場合には、１つの論理回路９と周辺回路素子５との間に、距離の異なる４本の通信路（系統）を形成できる。そのため４本の通信路（系統）のいずれか１本の通信路で信号の反射が発生したとしても、残りの通信路（系統）においては信号の反射が発生していなければ、正常に通信を行うことが可能になる。
【００２８】
上記各実施の形態では、１つの論理回路に対して４つの入出力電極を割り当てているが、割り当てる入出力電極の数は２以上であれば幾つであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の集積回路装置の実施の形態の基本構成を示す概略図である。
【図２】図１の集積回路素子及び周辺回路素子の構成を具体的に示した図である。
【図３】１つの論理回路と入出力電極との接続関係を成立させるための概念を説明するための図である。
【図４】図２に示す書き換え可能な集積回路素子の中において、特定の機能を発揮するように設定された論理回路を明示した図である。
【図５】１つの論理回路と４つの入出力電極との間の接続関係を概念的に説明するために用いる図である。
【図６】集積回路素子の中において、特定の機能を発揮するように設定された論理回路が故障またが損傷を受けている状態を明示した図である。
【図７】集積回路素子の中において、特定の機能を発揮するように設定された論理回路が故障またが損傷を受けたために、他の論理回路が使用可能な状態に設定されたことを明示した図である。
【図８】図２と同様の構成において、接続不良が発生している箇所を明示した図である。
【図９】接続不良が発生した場合における接続関係の変更を説明するために用いる図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態において採用する１つの論理回路と４つの入出力電極との間の接続関係を概念的に説明するために用いる図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  絶縁基板
２  書き換え可能な集積回路素子
５  周辺回路素子
７  配線パターン
９  論理回路
１１  入出力電極
１３  スイッチ回路
１５  接続用電極
１７  接続手段
【図１】
2008124367.tif 000003
【図２】
2008124367.tif 000004
【図３】
2008124367.tif 000005
【図４】
2008124367.tif 000006
【図５】
2008124367.tif 000007
【図６】
2008124367.tif 000008
【図７】
2008124367.tif 000009
【図８】
2008124367.tif 000010
【図９】
2008124367.tif 000011
【図１０】
2008124367.tif 000012