(57)【要約】【課題】  リセット後に実行される初期化処理の処理時間を短縮可能なマイクロコンピュータ及び車載システムを提供する。【解決手段】  イグニションスイッチがオンされ、パワーオンリセットが解除されると、ＣＰＵによる初期化処理と、通信コントローラによる自律的な初期化及び通信セッションの確立とが並行して実行される。各ＥＣＵのＣＰＵによる初期化処理、及び通信コントローラによる自律的な初期化／通信セッションの確立のうち、最も処理時間が長いものが終了すると、車載システムの立ち上げが完了し、システム本来の機能を果たすための通常処理が開始される。このようにＣＰＵによる初期化処理と並行して通信コントローラの初期化が自律的に実行されるため、ＥＣＵの初期化、ひいてはシステム全体の初期化に要する時間を短縮することができ、通常処理を速やかに開始することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵ及び周辺回路を備えたマイクロコンピュータにおいて、
前記周辺回路に対するリセットが解除されると、該周辺回路の初期化を前記ＣＰＵからの指令によらず自律的に実行する初期化実行手段を備え、
当該マイクロコンピュータの起動時には、前記ＣＰＵ及び前記周辺回路のリセットが同時に解除されるよう設定されていることを特徴とするマイクロコンピュータ。
【請求項２】
前記周辺回路は、前記ＣＰＵからの命令により設定される設定レジスタを備え、該設定レジスタの設定内容に従って動作すると共に、該設定レジスタの設定内容の少なくとも一部が、前記初期化実行手段によって設定されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロコンピュータ。
【請求項３】
前記周辺回路には、他のマイクロコンピュータとの通信を制御する通信コントローラが少なくとも含まれており、
前記初期化実行手段は、前記通信コントローラの初期設定、及び該通信コントローラを介した他のマイクロコンピュータとの通信セッションの確立を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロコンピュータ。
【請求項４】
前記通信コントローラは、暗号通信機能を有しており、
前記初期化実行手段は、通信セッションを確立するために、通信相手となる他のマイクロコンピュータとの間で、データの暗号化，復号に用いるセッション鍵を共有するための鍵交換を実行することを特徴とする請求項３に記載のマイクロコンピュータ。
【請求項５】
不揮発性メモリからなり、前記初期化実行手段が初期化に使用する設定データを記憶する設定データ記憶手段と、
当該マイクロコンピュータの電源をオフする指令が入力されると、次回の起動時に使用すべき設定データを生成し、該設定データを前記設定データ記憶手段に記憶する事前設定処理を実行後、電源をオフする電源オフ制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロコンピュータ。
【請求項６】
ＣＰＵ及び起動する毎に異なった初期設定を必要とする周辺回路を備えたマイクロコンピュータにおいて、
不揮発性メモリからなり、前記周辺回路を動作可能な状態に設定するための初期化処理に用いる設定データを記憶する設定データ記憶手段と、
前記周辺回路に対するリセットが解除されると、該周辺回路を動作可能な状態に設定するための初期化処理を、前記ＣＰＵからの指令によらず、前記設定データ記憶手段に記憶された設定データに従って自律的に実行する初期設定実行手段と、
当該マイクロコンピュータの電源をオフする指令が入力されると、次回の起動時に使用すべき設定データを生成し、該設定データを前記設定データ記憶手段に記憶する事前設定処理を実行後、電源をオフする電源オフ制御手段と、
を備えることを特徴とするマイクロコンピュータ。
【請求項７】
前記周辺回路には、他のマイクロコンピュータとの暗号通信を制御する通信コントローラが少なくとも含まれており、
前記事前設定処理では、通信相手となる他のマイクロコンピュータとの間で、データの暗号化，復号に用いるセッション鍵を共有するための鍵交換を実行することを特徴とする請求項６又は７に記載のマイクロコンピュータ。
【請求項８】
車両内に設けられた通信ネットワークを介して相互接続される複数の電子制御装置からなり、該電子制御装置が請求項３，４，７のいずれかに記載のマイクロコンピュータを用いて構成されていることを特徴とする車載システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＰＵ及び周辺回路を備えたマイクロコンピュータ、及びマイクロコンピュータを用いて構成する車載システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，各種拡張機能を提供するための周辺回路を備えたマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と称する。）を用いて構成された装置では、電源投入後のパワーオンリセットが解除されると、ＣＰＵにより、ＲＡＭの内容を初期化や周辺回路を設定する初期化処理が実行され、この初期化処理の終了後に、装置本来の機能を果たすための通常処理が実行される。
【０００３】
そして近年では、多様な要求に応えるための様々な周辺回路や、画像データ等の大量データの扱いを可能とするための大容量メモリがマイコンに搭載されるようになり、これら周辺回路やメモリの初期化処理に要する時間や、初期化処理のためのプログラムのステップ数が増大する傾向にある。特に、プログラム内蔵型のワンチップマイコンでは、プログラムコード量への制限が厳しいためプログラムコード量の削減が要求される。
【０００４】
これに対して、周辺回路の一部を、ＣＰＵからの指令によらず自律的に初期化を実行するように構成し、電源投入後のＣＰＵのリセット解除を遅らせて、ＣＰＵがリセットされている間に周辺回路の自律的な初期化を実行するマイコンが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１７３３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のマイコンでは、ＣＰＵによる初期化処理のためのプログラムのコード量は削減されるものの、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、初期化処理時間を短縮することはできないという問題があった。
【０００６】
なお、図６（ｂ）は、ＣＰＵが全ての初期化処理を実行するマイコンの動作、図６（ｃ）は、周辺回路の一部が自律的な初期化処理を実行するマイコンの動作を示す説明図である。図６（ｂ），（ｃ）に示すように、周辺回路の初期化処理の実行順序が入れ替わるだけで、初期化処理時間全体としては、何の短縮にもならないのである。
【０００７】
そして、特に、車載システムのように、複数のマイコン（ＥＣＵ）が通信網（車載ＬＡＮ）を介してデータを交換し、互いに連動するように構成されたシステムでは、個々のマイコンの初期化を終了してから、更に、システム全体が一体となって機能するように、マイコンを相互に通信可能な状態とするための処理も実行する必要があり、通常処理を開始するまでの時間が更に長引くという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するために、リセット後に実行される初期化処理の処理時間を短縮可能なマイクロコンピュータ及び車載システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明のマイクロコンピュータでは、周辺回路に対するリセットが解除されると、初期設定実行手段が、周辺回路の初期化をＣＰＵからの指令によらず自律的に実行する。そして、当該マイクロコンピュータの起動時には、ＣＰＵ及び周辺回路のリセットが同時に解除されるよう設定されている。
【００１０】
このように構成された本発明のマイクロコンピュータでは、図６（ａ）に示すように、起動時にリセットが解除されると、ＣＰＵがプログラムに従って実行する初期化と、初期化実行手段がＣＰＵからの指令によらず自律的に実行する初期化とが並列に実行される。
【００１１】
その結果、両初期化のうち、いずれか短い方の処理時間分だけ、マイクロコンコンピュータ全体の初期化の処理時間が短縮されることになり、速やかに通常処理（マイクロコンピュータに割り当てられた本来の機能を果たすことが可能な状態）に移ることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、従来装置のように、ＣＰＵと周辺回路とで異なったリセット信号を用いる必要がなく、単純な構成によって初期化の処理時間を短縮することができる
なお、初期化実行手段による自律的な初期化の対象となる周辺回路が、ＣＰＵからの命令により設定される設定レジスタを備え、その設定レジスタの設定内容に従って動作するように構成されている場合には、この設定レジスタの設定内容の少なくとも一部を、初期化実行手段が設定するように構成すればよい。
【００１３】
また、初期化実行手段による自律的な初期化の対象となる周辺回路が複数存在する場合には、これら周辺回路を一つずつ順番に初期化を実行してもよいが、複数の周辺回路を並行して同時に初期化を実行することが望ましい。
【００１４】
そして、初期化実行手段による自律的な初期化処理の対象となる周辺回路が、例えば、他のマイクロコンピュータとの通信を制御する通信コントローラである場合、初期設定実行手段は、単に通信コントローラの初期設定を行うだけでなく、その通信コントローラを介した他のマイクロコンピュータとの通信セッションの確立まで行うように構成することが望ましい。
【００１５】
この場合、初期化実行手段による自律的な初期化が終了すると、その時点で直ちにマクロコンピュータ間の通信が可能となるため、ＣＰＵは、他のマイクロコンピュータと連動した処理を速やかに開始することができる。
【００１６】
ところで、通信コントローラが暗号通信機能を有している場合、通信相手となる他のマイクロコンピュータとの間で、データの暗号化，復号に用いるセッション鍵を事前に交換して共有しておく必要がある。従って、この鍵交換も初期化実行手段に実行させるようにしておけば、ＣＰＵが他の部分の初期化を実行している間に鍵交換を済ませることができるため、他のマイクロコンピュータと連動した処理を開始するまでに要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１７】
また、本発明のマイクロコンピュータは、不揮発性メモリからなる設定データ記憶手段に、初期化実行手段が初期化に用いる設定データを記憶させ、設定データ記憶手段に記憶された設定データに従って、初期設定実行手段に初期化を実行させるように構成してもよい。この場合、更に、当該マイクロコンピュータの電源をオフする指令が入力されると、電源オフ制御手段が、次回の起動時に使用すべき設定データを生成し、その設定データを不揮発性メモリからなる設定データ記憶手段に記憶する事前設定処理を実行後、電源をオフするように構成することが望ましい。
【００１８】
このように構成された本発明のマイクロコンピュータは、その起動時に、設定データを生成する処理を実行する必要がないため、その分、初期化の処理時間を短縮することができ、速やかに通常処理に移ることができる。
【００１９】
そして、初期化実行手段による自律的な初期化の対象となる周辺回路が、例えば、他のマイクロコンピュータとの暗号通信を制御する通信コントローラである場合、事前設定処理では、通信相手となる他のマイクロコンピュータとの間で、データの暗号化，復号に用いるセッション鍵を共有するための鍵交換を実行するように構成すればよい。
【００２０】
ところで、このようなマイクロコンピュータは、車両内に設けられた通信ネットワークを介して相互接続される複数の電子制御装置からなる車載システムにおいて、電子制御装置を構成する際に好適に用いることができる。
【００２１】
この場合、各電子制御装置内での初期化処理と、電子制御装置間の通信初期化処理とが並行して実行されることになるため、システム全体の立ち上げ時間（システム全体が機能する状態となるまでの時間）を、大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明が適用された実施形態の車載システム１の概要を示すブロック図である。
【００２３】
本実施形態の車載システム１は、図１に示すように、それぞれが互いに異なった車両制御を実行する複数の電子制御ユニット１０（エンジンＥＣＵ１０ａ，エアバッグＥＣＵ１０ｂ，ＡＢＳＥＣＵ１０ｃ，ドアＥＣＵ１０ｄ，シートＥＣＵ１０ｅ等）からなり、各電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する。）１０は、通信ラインＬを介して相互に接続され、いわゆる車載ＬＡＮを構成している。
【００２４】
ＥＣＵ１０は、いずれも同様の構成を有しており、ＣＰＵ１１，メモリ１２，電源回路１３，通信コントローラ１４，その他の周辺回路１５を備えている。但し、周辺回路１５については、ＥＣＵ１０毎に異なった構成を有する。そして、各ＥＣＵ１０では、メモリ１２に記憶されたプログラム及びデータ、及び通信コントローラ１４を介して他のＥＣＵとの間で送受信されるデータに基づいて、ＣＰＵ１１が各種処理を実行する。これにより、各ＥＣＵ１０は、それぞれに割り当てられた機能を、他のＥＣＵと連係して実現するようにされている。
【００２５】
このうち、電源回路１３は、図示しないイグニションスイッチがオンされると、ＥＣＵ１０各部への電源供給を開始すると共に、各部への供給電圧が、各部の動作が保証される所定レベルに達するまでの間、各部のリセット状態が保持されるようにリセット信号を制御するように構成されている。なお、リセット信号は、ＣＰＵ１１，通信コントローラ１４，周辺回路１５に対して、同時に入力されるように設定されている。
【００２６】
また、通信コントローラ１４は、図２に示すように、設定データや制御データ（コマンド）が書き込まれる設定レジスタ２１と、設定レジスタ２１の設定内容に基づき、予め設定された通信手順（プロトコル）に従って通信制御を実行するプロトコル制御部２２と、リセット信号によるリセット状態が解除されると動作を開始し、設定レジスタ２１の内容を自律的に初期化する自律設定ブロック２３とを備えている。
【００２７】
なお、設定レジスタ２１は、ＣＰＵ１１からの指令による書込が可能であるだけでなく、その一部（以下「ハード設定領域」と称する。）２１ａは、自律設定ブロック２３からの指令による書込も可能なように構成されている。
【００２８】
このうち、自律設定ブロック２３は、通信コントローラ１４の初期化に使用する各種データを記憶した不揮発性メモリ２３ａと、不揮発性メモリ２３ａに記憶されたデータを順次読み出して、設定レジスタ２１のハード設定可能領域２１ａに書き込む一連の動作を制御する初期設定コントローラ２３ｂとを備えている。
【００２９】
具体的に、不揮発性メモリ２３ａには、ボーレートやデータ長などプロトコル制御部２２の動作を規定するための初期設定データと、他のＥＣＵとの通信セッションを確立する動作をプロトコル制御部２２に実行させるためのコマンドとが少なくとも記憶されている。そして、初期設定コントローラ２３ｂは、初期設定データを設定レジスタ２１に書き込んで通信コントローラ１４自体の初期化を実行した後、コマンドを設定レジスタ２１に書き込むことにより、通信セッションの確立を指示する。
【００３０】
つまり、初期設定コントローラ２３ｂが動作することにより、通信コントローラ１４はＣＰＵ１１からの指令によらず自律的に初期化が行われ、通信セッションが確立した状態、即ち、直ちにデータの送受信を行うことが可能な状態となる。なお、通信コントローラ１４の自律的な初期化に要する時間は、どのＥＣＵ１０でもほぼ同じ長さとなる。
【００３１】
次に、ＣＰＵ１１は、リセットが解除されると、メモリ（特にＲＡＭ）１２の初期化、及び通信コントローラ１４以外の周辺回路１５の初期設定を行う初期化処理を実行後、通信コントローラ１４を介してデータを送受信することで他のＥＣＵと連動しながら、自ＥＣＵ１０に割り当てられた本来の機能を果たすための通常処理を実行するようにされている。なお、ＣＰＵ１１による初期化処理の処理時間は、周辺回路１５の構成やメモリ１２の容量などによって決まるため、ＥＣＵ毎に異なった長さとなる。
【００３２】
このように構成されたＥＣＵ１０では、図３に示すように、イグニションスイッチがオンされ、電源回路１３によってパワーオンリセットが解除されると、ＣＰＵ１１による初期化処理と、通信コントローラ１４による自律的な初期化及び通信セッションの確立とが並行して実行される。
【００３３】
そして、各ＥＣＵ１０のＣＰＵ１１による初期化処理、及び通信コントローラ１４による自律的な初期化／通信セッションの確立のうち、最も処理時間が長いもの（図３では、エンジンＥＣＵ１０ａのＣＰＵ１１による初期化処理）が終了すると、車載システム１の立ち上げが完了し、システム本来の機能を果たすための通常処理が開始される。
【００３４】
このように本実施形態の車載システム１によれば、当該車載システム１を構成する各ＥＣＵ１０では、ＣＰＵ１１の初期化処理と並行して通信コントローラ１４の初期化が自律的に実行されるため、ＥＣＵ１０の初期化、ひいてはシステム全体の初期化に要する時間を短縮することができ、通常処理を速やかに開始することができる。
【００３５】
しかも、本実施形態では、通信コントローラ１４の初期設定だけでなく、通信セッションの確立まで自律的に実行するため、初期化処理を終了したＣＰＵ１１は、直ちに他のＥＣＵ１０との通信を開始することができる。
【００３６】
なお、本実施形態において、自律設定ブロック２３が初期化実行手段、不揮発性メモリ２３ａが設定データ記憶手段に相当する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
【００３７】
本実施形態では、通信コントローラ１４の構成が第１実施形態のものとは一部異なっているだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。
本実施形態において、通信コントローラ１４は、図４に示すように、プロトコル制御部２２を介して送受信するデータについて、データの暗号化，復号を行う暗号処理部２４を備えている。
【００３８】
そして、初期設定コントローラ２３ｂは、第１実施形態と同様の動作に加えて、通信セッションを確立する際に、通信相手となるＥＣＵ１０との間で、データの暗号化，復号に用いるセッション鍵を共有するための鍵交換処理を実行する。
【００３９】
なお、この鍵交換処理は、第三者認証技術（例えば、ＳＳＬ：Secure Socket Layer やKerberos等）を利用するものであり、周知技術であるため、ここではその説明を省略する。
【００４０】
このように構成された本実施形態の車載システム１によれば、第１実施形態の場合と同様の効果が得られるだけでなく、イグニションキーがオンされる毎に、異なるセッション鍵を用いた暗号通信が行われるため、ＥＣＵ１０間の通信のセキュリティを各段に向上させることができる。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
【００４１】
本実施形態では、電源回路１３及び通信コントローラ１４の動作が、第２実施形態のものとは一部異なっているだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。
本実施形態において、電源回路１３は、イグニションスイッチがオフされたことを検知すると、通信コントローラ１４に対してパワーオフ指令を出力し、通信コントローラ１４が鍵交換を実行するのに十分な待機時間だけ待機した後、ＥＣＵ１０内の各部に対する電源供給を停止するように構成されている。
【００４２】
一方、通信コントローラ１４の初期設定コントローラ２３ｂは、パワーオンリセット後の初期化時には鍵交換を実行せずに、図５に示すように、電源回路１３からパワーオフ指令が入力されると、ＣＰＵ１１からの指令によらず、自律的に鍵交換処理を実行するように構成されている。
【００４３】
つまり、ＥＣＵ１０は、イグニションスイッチがオフされても、直ちに動作を停止してしまうのではなく、次回の起動時に使用するセッション鍵を生成，共有する鍵交換処理を実行してから動作を停止するようにされている。
【００４４】
従って、本実施形態の車載システム１によれば、起動時に鍵交換を行う必要がないため、第２実施形態のものと比較して、システムの立ち上げをより速やかに行うことができる。
【００４５】
なお、本実施形態において、電源回路１３及び初期設定コントローラ２３ｂが電源オフ制御手段に相当する。
また、本実施形態では、電源回路１３は、パワーオフ指令を出力後、待機時間だけ待機した後、電源供給を停止するようにされているが、通信コントローラ１４が鍵交換処理を終了するとその旨の通知を出力するように構成し、電源回路１３は、その通知があると電源供給を停止するように構成してもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、通信コントローラ１４が自律的に鍵交換を実行するようにされているが、ＣＰＵ１１がこれと同等の処理を、通信コントローラ１４に実行させるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態の車載システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における通信コントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】パワーオンリセット後のＥＣＵの動作を示す説明図である。
【図４】第２実施形態における通信コントローラの構成を示すブロック図である。
【図５】パワーオフ時のＥＣＵの動作を示す説明図である。
【図６】従来装置の問題点及び本発明の効果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…車載システム、１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１０ａ…エンジンＥＣＵ、１０ｂ…エアバッグＥＣＵ、１０ｃ…ＡＢＳＥＣＵ、１０ｄ…ドアＥＣＵ、１０ｅ…シートＥＣＵ、１２…メモリ、１３…電源回路、１４…通信コントローラ、１５…周辺回路、２１…設定レジスタ、２１ａ…ハード設定可能領域、２２…プロトコル制御部、２３…自律設定ブロック、２３ａ…不揮発性メモリ、２３ｂ…初期設定コントローラ、２４…暗号処理部、Ｌ…通信ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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