CN109840226A - 半导体器件及其故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例涉及半导体器件及其故障检测方法。一种半导体器件包括中断控制电路，其从电路块接收多个中断信号并向处理器输出中断请求；以及中断监测电路，其与中断信号中的一个中断信号相对应，并且包括用于设置监测类型以及第一监测周期和第二监测周期的设置电路。如果监测类型指示中断信号的断言状态，则中断监测电路监测该断言状态。如果连续断言状态的第一持续时间超过第一监测周期，则中断监测电路将该状态检测为故障。如果监测类型指示中断信号的否定状态，则中断监测电路监测该否定状态。如果连续否定状态的第二持续时间超过第二监测周期，则中断监测电路将该状态检测为故障。

Description

半导体器件及其故障检测方法

相关申请的交叉引用

于2017年11月28日提交的包括说明书、附图和摘要在内的日本专利申请号2017-227372的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体器件和故障检测方法，例如，监测中断信号的半导体器件和故障检测方法。

背景技术

日本未审查专利申请公开号2000-330798公开了一种控制器技术，用于检查对从输入/输出设备到处理器的中断信号的中断控制。日本未审查专利申请公开号2000-330798中的中断控制器包括寄存器，其保存中断信号的历史。在利用中断信号的中断之后，中断控制器参考寄存器的内容对该中断进行检查。

发明内容

然而，在日本未审查专利申请公开号2000-330798中，没有假设中断信号具有各种错误。

将通过本说明书的描述和附图，对其他问题和新特征进行阐明。

根据实施例，一种半导体器件通过根据针对每个中断信号设置的监测类型监测中断信号的特定状态的持续时间来检测故障。

根据该实施例，可以基于多个中断信号的各种错误来检测故障。

附图说明

图1是示出了根据第一实施例的半导体器件的配置的框图；

图2是示出了根据第一实施例的INTC监测器的配置的框图；

图3是示出了根据第一实施例的监测中断信号的断言周期的流程的流程图；

图4是在根据第一实施例的监测中断信号的断言周期时的时序图；

图5是示出了根据第一实施例的监测中断信号的断言周期和否定周期的流程的流程图；

图6是在根据第一实施例的监测中断信号的断言周期和否定周期时的时序图；

图7是示出了根据第二实施例的INTC监测器的配置的框图；

图8是示出了根据第三实施例的INTC监测器的配置的框图；

图9是示出了根据第三实施例的监测中断信号的断言周期和否定周期的流程的流程图；

图10是在根据第三实施例的监测中断信号的断言周期和否定周期时的时序图；

图11是示出了根据第四实施例的INTC监测器和分频器的配置的框图；

图12是示出了根据第五实施例的半导体器件的配置的框图；

图13示出了根据第五实施例的控制寄存器的示例；

图14是示出了根据第五实施例的控制标志确认寄存器的示例的图；

图15是示出了根据第六实施例的视频处理设备的配置的框图；

图16是示出了根据第七实施例的时间触发系统的配置的框图；

图17是示出了根据第七实施例的时间触发系统中的电子控制器的配置的框图；

图18是示出了根据第八实施例的语音处理单元的配置的框图；以及

图19是示出了根据第九实施例的半导体器件的配置的框图。

具体实施方式

为了解释清楚，可选地省略和简化以下描述和附图。此外，被图示为用于附图中的各种处理的功能块的元件可以配置有包括中央处理单元(CPU)、存储器和其他电路的硬件，以及包括加载在存储器中的程序的软件。因此，本领域技术人员可以理解，这些功能块可以以各种形式实现，例如，仅通过硬件、仅通过软件、或者通过硬件和软件的组合实现。功能块的形式没有具体限制。在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且可选地省略多余的解释。

程序可以在使用各种非暂态计算机可读介质存储的同时为计算机而被提供。非暂态计算机可读介质包括各种实际的记录介质。非暂态计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，软盘、磁带和硬盘驱动器)、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(随机存取存储器))。可以通过使用各种暂态计算机可读介质来为计算机提供程序。暂态计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。暂态计算机可读介质可以通过包括电线和光纤的有线通信线路或无线电通信线路来为计算机供应程序。

<第一实施例>

图1是示出了根据第一实施例的半导体器件100的配置的框图。半导体器件100包括处理器111和112、中断控制器(INTC)121和122、中断监测单元130和外围知识产权(IP)141至144。处理器111是控制电路，其响应于中断请求181而执行预先确定的中断。处理器112是控制电路，其响应于中断请求182而执行预先确定的中断。外围IP 141至144是电路块，其分别输出中断信号161至164。在相对高的功能安全水平下对外围IP 141和143进行设置。在比外围IP 141和143更低的功能安全水平下对外围IP 142和144进行设置。因此，从外围IP 141和143输出的中断信号161和163被置于相对高的监测优先级。此外，从外围IP 142和144输出的中断信号162和164被置于相对低的监测优先级。因此，在本实施例的示例中，对中断信号161和163进行监测，并且不会对中断信号162和164进行监测。然而，甚至可能对处于低监测优先级的中断信号进行监测。更进一步地，甚至可能不对处于高监测优先级的中断信号进行监测。换句话说，在本实施例中，要监测的信号不受限制，只要中断信号161和163中的至少一个中断信号被监测。外围IP的数目和中断信号的数目不受限制。例如，可以从外围IP输出数百个中断信号。此外，处于高功能安全水平的外围IP与处于低功能安全水平的外围IP的比率不受限制。更进一步地，根据本实施例的半导体器件100仅需要至少一个外围IP，其输出要监测的中断信号。处理器的数目和INTC的数目在本实施例中不受限制。

INTC 121是中断控制电路，其接收多个中断信号并且向处理器111输出中断请求181。在该配置中，INTC 121耦合到用于来自相应外围IP 141至144的中断信号161至164的信号线，以及用于来自错误控制单元150的中断信号169的信号线。中断信号161和163被设置为INTC 121中的中断目标。因此，响应于中断信号161或163，INTC 121向处理器111输出中断请求181。换句话说，即使当接收到未被设置为中断目标的中断信号162、164和169时，INTC 121也不会输出中断请求。

INTC 122是中断控制电路，其接收多个中断信号并且向处理器112输出中断请求182。在该配置中，INTC 122耦合到用于来自相应外围IP 141至144的中断信号161至164的信号线，以及用于来自错误控制单元150的中断信号169的信号线。中断信号162、164和169被设置为INTC 122中的中断目标。因此，响应于中断信号162、164或169，INTC 122向处理器输出中断请求182。换句话说，即使当接收到未被设置为中断目标的中断信号161和163时，INTC 122也不会输出中断请求。具体地，INTC 121和INTC 122的内部设置可以可选地将中断信号的组合改变为INTC 121和INTC 122中的中断目标。INTC 121是第一中断控制电路的示例，其将稍后进行讨论。INTC 122是第二中断控制电路的示例，其将稍后进行讨论。中断监测单元130包括INTC监测器131和132以及OR电路1301，INTC监测器131和132是用于相应中断信号的中断监测电路。在这种情况下，INTC监测器131与中断信号161相对应，并且INTC监测器132与中断信号163相对应。

INTC监测器131监测中断信号161的状态。如果异常被检测到，则INTC监测器131输出故障通知信号171。INTC监测器132监测中断信号163的状态。如果异常被检测到，则INTC监测器132输出故障通知信号172。OR电路1301输出故障通知信号171和172的逻辑和的结果作为故障通知信号170。如已经在本实施例中所讨论的，可以输出至少一个中断信号作为中断目标。因此，中断监测单元130可以包括至少一个INTC监测器。在这种情况下，OR电路1301不是必需的。在要监测的三个或更多个中断信号的情况下，INTC监测器可以针对相应中断信号提供尽可能多的中断信号。

参考图2，下文将对INTC监测器131的内部配置进行描述。图2是示出了根据第一实施例的INTC监测器131的配置的框图。INTC监测器132的配置与INTC监测器131的配置相同，并且因此省略其图示和说明。

INTC监测器131包括定时器计数器210、控制逻辑电路220、控制寄存器230和状态寄存器240。定时器计数器210基于时钟信号CLK来测量中断信号161的断言状态和否定状态的持续时间。时钟信号CLK可以是利用分频操作时钟频率获得的低速(kHz水平)时钟信号。这是因为监测周期相对于操作时钟频率非常长(毫秒)。

控制寄存器230是设置电路的示例，其用于设置监测周期231、断言标志232和否定标志233。监测周期231是作为阈值的时间，其指示中断信号161的断言状态和否定状态的持续时间被设置在正常范围内。监测周期231与第一监测周期和第二监测周期是公共周期的状态相对应。断言标志232是标志信息，其指示INTC监测器131是否监测中断信号161的断言状态。否定标志233是标志信息，其指示INTC监测器131是否监测中断信号161的否定状态。断言标志232和否定标志233是监测类型的示例，监测类型指示对应中断信号161的监测状态。因此，断言标志232和否定标志233可以共同表示为一条监测类型信息，并且可以响应于监测类型信息的ON/OFF而控制是否监测中断信号161的断言状态和否定状态两者。

状态寄存器240是保持电路，其保持断言周期故障标志241和否定周期故障标志242。在断言周期故障标志241中，如果中断信号161的断言状态的持续时间超过监测周期231，则指示故障的检测的值(例如，1)由控制逻辑电路220设置。在否定周期故障标志242中，如果中断信号161的否定状态的持续时间超过监测周期231，则指示故障的检测的值(例如，1)由控制逻辑电路220设置。

在控制寄存器230和状态寄存器240中，通过处理器IO信号1110(例如，处理器111或112)从外部读取和写入设置值。换句话说，处理器111或112可以设置并且参考控制寄存器230和状态寄存器240的设置值。此外，状态寄存器240的断言周期故障标志241和否定周期故障标志242被输出作为故障通知信号171。

当在控制寄存器230中设置断言标志232或否定标志233时，控制逻辑电路220开始监测中断信号161。控制逻辑电路220检测中断信号161的断言状态和否定状态的改变。每当控制逻辑电路220检测到中断信号161的改变时，控制逻辑电路220就根据断言标志232和否定标志233的设置来切换断言状态和否定状态的监测。

具体地，如果当监测类型在设置电路中被设置为断言状态时断言中断信号161(例如，通过处理器111等在断言标志232中设置1)，则控制逻辑电路220开始借助于定时器计数器210来测量第一持续时间。此外，如果当监测类型在设置电路中被设置为否定状态时否定中断信号161(例如，通过处理器111等在否定标志233中设置1)，控制逻辑电路220开始借助于定时器计数器210来测量第二持续时间。

控制逻辑电路220是控制电路的示例，其检测中断信号161的断言和否定。如果检测到中断信号161的断言的开始，则控制逻辑电路220对定时器计数器210进行清零，并且然后将定时器计数器210的测量值作为第一持续时间与监测周期231进行比较。如果第一持续时间超过监测周期231，则控制逻辑电路220将该持续时间检测为故障，并且在状态寄存器240的断言周期故障标志241中设置故障检测值(例如，1)。

如果检测到中断信号161的否定的开始，则控制逻辑电路220对定时器计数器210进行清零，并且然后将定时器计数器210的测量值作为第二持续时间与监测周期231进行比较。如果第二持续时间超过监测周期231，则控制逻辑电路220将该持续时间检测为故障，并且在状态寄存器240的否定周期故障标志242中设置故障检测值(例如，1)。

从图1继续解释。错误控制单元150从INTC监测器131和132接收故障检测的通知作为故障通知信号170，并且输出该检测的通知作为中断信号169。错误控制单元150可以选择作为输出的目的地的INTC 121和122和/或外部终端151。因此，如果错误控制单元150向外部终端151输出故障检测通知，则可以通过例如半导体器件100的外部监测器检测故障。随后，根据来自外部终端151的错误信息来执行各种故障操作。例如，对半导体器件100执行上电复位。

故障通知信号170指示通过INTC监测器中的至少一个INTC监测器检测故障。故障通知信号170可以包括用于指定已经检测到故障的INTC监测器的信息、或者中断信号。更进一步地，故障通知信号170可以包括用于指定是否已经在断言周期或在否定周期中检测到故障的信息。

在这种情况下，错误控制单元150向INTC 121和122两者输出中断请求169。如上文所描述的，即使INTC 121接收到中断信号169，中断信号169也不会被设置为中断目标，并且因此不会作为中断请求181而被通知给处理器111。在该配置中，INTC 121将要监测的中断信号161和163设置为中断目标。如果中断信号169指示故障检测，则在外围IP 141和143中的一个外围中可能发生故障，外围IP 141和143是用于中断信号161和163、INTC 121以及处理器111的块。这可能无法在处理器111中正确执行中断。因此，如果要监测中断信号161和163，则中断信号169不会在INTC 121中被设置为中断目标。如果INTC 122接收到中断信号169，则中断信号169被设置为中断目标，并且因此作为中断请求182而被通知给处理器112。因此，响应于中断请求182，处理器112参考INTC监测器131和132的状态寄存器240，指定指示异常检测(或从中输出信号的外围IP)的中断信号，并指定断言周期或否定周期是否已超过监测周期。此外，处理器112将指定的信息写入DRAM(未示出)。随后，根据指定的信息执行故障操作。例如，可以针对指定的外围IP复位软件，以便从故障中恢复。错误通知和恢复仅仅是示例性的。

在另一错误通知示例中，INTC监测器131和132可以通知INTC 121和122两者故障检测以及用于标识INTC监测器、中断信号或从中输出信号的外围IP的信息。在这种情况下，INTC 121和122可以各自分析故障检测的通知，以判定是否通知处理器错误。如果判定要从INTC通知错误，则INTC可以向处理器输出中断请求。这可以在正确的处理器中执行诸如恢复之类的处理。

备选地，INTC监测器131和132可以输出故障通知信号171或故障通知信号172以及用于标识INTC监测器、中断信号或从中输出信号的外围IP的信息，使得错误控制单元150可以基于故障通知信号170来指定故障位置处的INTC监测器、中断信号或从中输出信号的外围IP。在这种情况下，错误控制单元150可以具有例如针对INTC 121和122设置的中断信号的定义。错误控制单元150可以基于指定的信息和定义向INTC 121或122输出中断信号。

如已经讨论的，在本实施例中，提供两个系统以用于通知中断信号。具体地，在第一系统中，来自外围IP 141和143的中断信号161和163被通知给INTC 121，并且然后INTC121响应于中断信号161或163而通知处理器111中断请求181。在第二系统中，通知INTC 122来自外围IP 142和144的中断信号162和164以及来自错误控制单元150的中断信号169，并且然后响应于中断信号162、164或169，INTC 122通知处理器112中断请求182。

如果在中断信号161或163中检测到异常，则在外围IP 141或143、INTC 121、处理器111或第一系统中的相关信号线中存在高故障概率。因此，如果在第一系统的中断信号161或163中检测到异常，则将故障检测通知给没有异常的第二系统，而不是第一系统。这使得此后能够恢复。

随后，下文将仅对断言周期的监测进行讨论，作为中断信号的异常检测。图3是示出了根据第一实施例的监测中断信号的断言周期的流程的流程图。在下面的描述中，对用于在INTC监测器131上监测中断信号161的处理进行讨论。此外，在下面的描述中，如将在后面进行讨论的图4所示，开始时的中断信号161被否定。

首先，处理器111等设置中断信号161的监测周期(S101)。具体地，处理器111等在INTC监测器131的控制寄存器230中设置监测周期231。

然后，处理器111等设置中断信号161的断言标志(S102)。具体地，处理器111等在INTC监测器131的控制寄存器230的断言标志232中设置1。此外，在否定标志233中连续地设置0。

然后，INTC监测器131待机，直到中断信号161被断言(S103)。此后，断言中断信号161(S104)。此时，INTC监测器131的控制逻辑电路220检测到中断信号161的断言，并开始借助于定时器计数器210来测量第一持续时间。然后，INTC监测器131监测中断信号161的断言周期(S105)。INTC监测器131的控制逻辑电路220判定中断信号161是否已被否定(S106)。如果控制逻辑电路220检测到中断信号161的否定的开始，则控制逻辑电路220对定时器计数器210进行清零(S107)，并且然后返回到步骤S103。

在步骤S106中，如果控制逻辑电路220尚未检测到中断信号161的否定的开始，则控制逻辑电路220判定定时器计数器210是否已经溢出(S108)。具体地，控制逻辑电路220将定时器计数器210的测量值(即，连续断言中断信号161的第一持续时间)与监测周期231进行比较。如果判定第一持续时间超过监测周期231，则控制逻辑电路220在断言周期中检测到故障(S109)。具体地，控制逻辑电路220在状态寄存器240的断言周期故障标志241中设置1。在步骤S108中，如果判定定时器计数器210没有溢出，则过程返回到步骤S105。

图4是在根据第一实施例的监测中断信号的断言周期时的时序图。在图4中，5毫秒被设置为监测周期231，设置断言标志，并且不设置否定标志233。中断信号161的第一断言周期不长于3毫秒并且因此不超过监测周期231，这指示定时器计数器210被清零。中断信号161的第二断言周期超过5毫秒，即，监测周期231，并且因此在断言周期故障标志241中设置1。在下文中，通过错误控制单元150来通知故障检测。

在图4中，在设置断言标志232期间(即，在监测开始时)，仅监测中断信号的断言周期并且中断信号被否定。在这种情况下，如上文所描述的，中断信号的监测如在步骤S103中一样被置于保持，直到在图3的步骤S104中断言中断信号。

本实施例也适用于在设置断言标志232期间仅监测中断信号的断言周期并且中断信号被断言的情况。在这种情况下，紧接着在设置断言标志232之后，INTC监测器131的控制逻辑电路220就检测中断信号161的断言，并且然后开始借助于定时器计数器210来测量第一持续时间。因此，即使在半导体器件100的操作期间设置了断言标志232的情况下，也可以立即开始监测，以便更快检测到故障。

此外，可以仅对中断信号的否定周期进行监测。在这种情况下，在设置否定标志233期间(即，在监测开始时)，可以断言或否定中断信号。如果在设置否定标志233期间断言中断信号，则保持中断信号的监测，直到中断信号被否定。如果在设置否定标志233期间中断信号被否定，则紧接着在设置否定标志233之后，INTC监测器131的控制逻辑电路220就检测中断信号161的否定，并开始测量定时器计数器210的第二持续时间。因此，即使在半导体器件100的操作期间设置了否定标志233的情况下，也可以立即开始监测，以便更快检测到故障。

随后，下文将对断言周期和否定周期的监测进行讨论，作为中断信号的异常检测。图5是示出了根据第一实施例的监测中断信号的断言周期和否定周期的流程的流程图。此外，在下面的描述中，如将在后面进行讨论的图6所示，开始时的中断信号161被否定。

处理器111等设置中断信号161的监测周期(S101)。然后，处理器111等设置中断信号161的断言标志(S102)。具体地，处理器111等在INTC监测器131的控制寄存器230的断言标志232中设置1。

然后，处理器111等设置中断信号161的否定标志(S110)。具体地，处理器111等在INTC监测器131的控制寄存器230的否定标志233中设置1。

INTC监测器131从当断言标志232和否定标志233被设置为1时，开始监测中断信号161(S111)。此时，如上文所描述的，中断信号161被否定，并且因此INTC监测器131的控制逻辑电路220检测到中断信号161的否定，并开始借助于定时器计数器210来测量第二持续时间。在下面的描述中，将主要讨论INTC监测器131。

INTC监测器131的控制逻辑电路220判定中断信号161是否已被断言(S112)。如果控制逻辑电路220没有检测到断言中断信号161的开始，则控制逻辑电路220判定定时器计数器210是否已经溢出(S114)。具体地，控制逻辑电路220将定时器计数器210的测量值(即，中断信号161被连续否定的第二持续时间)与监测周期231进行比较。如果判定第二持续时间超过监测周期231，则控制逻辑电路220在否定周期中检测到故障(S115)。具体地，控制逻辑电路220在状态寄存器240的否定周期故障标志242中设置1。在步骤S114中，如果判定定时器计数器210尚未溢出，则过程返回到步骤S111。

如果控制逻辑电路220在步骤S112中检测到中断信号161的断言的开始，则控制逻辑电路220对定时器计数器210进行清零(S113)，并且然后开始借助于定时器计数器210来测量第一持续时间。

然后，INTC监测器131监测中断信号161的断言周期(S105)。INTC监测器131的控制逻辑电路220判定中断信号161是否已被否定(S106)。如果控制逻辑电路220检测到中断信号161的否定的开始，则控制逻辑电路220对定时器计数器210进行清零(S107)，并且然后返回步骤S111。

如果控制逻辑电路220在步骤S106中没有检测到中断信号161的否定的开始，则过程如图3中一样进行。

图6是示出了根据第一实施例的中断信号的断言周期和否定周期的监测的时序图。在图6中，5毫秒被设置为监测周期231，设置断言标志，并且然后设置否定标志233。然后，紧接着在设置否定标志233之后，开始否定周期的测量并且在监测周期231中断言中断信号。断言周期还指示监测周期231内的否定。此后，中断信号161的第二否定周期超过5毫秒，即，监测周期231，并且因此在否定周期故障标志242中设置1。在下文中，通过错误控制单元150来通知故障检测。

在图6中，在设置断言标志232和否定标志233期间(即，在监测开始时)，监测中断信号的断言周期和否定周期两者并且中断信号被否定。本实施例也适用于在设置断言标志232和否定标志233期间监测中断信号的断言周期和否定周期两者、并且中断信号被断言的情况。在这种情况下，紧接着在设置断言标志232之后并且在设置否定标志233之前，INTC监测器131的控制逻辑电路220就检测到中断信号161的断言，并且然后开始借助于定时器计数器210来测量第一持续时间。因此，即使在半导体器件100的操作期间设置了断言标志232和否定标志233的情况下，也可以立即开始监测，以便更快检测到故障。

如果中断信号的断言周期或否定周期超过预先确定的监测周期，则可以判定在一系列系统中发生了故障，该系列系统包括从中输出中断信号的外围IP、向其输出中断信号的中断控制电路、以及处理器。更进一步地，在本实施例中，为每个中断信号提供控制寄存器230和定时器计数器210，从而鉴于每个中断信号的特性来设置正确的监测周期。例如，在针对电视和视频的信号处理的情况下，需要以30fps处理实时数据。例如，在存在始终要针对每个帧断言的中断信号的情况下，等于至少一个帧的时间被设置为控制寄存器230的监测周期231，从而在中断控制中立刻检测到异常。

根据本实施例，可以针对每个中断信号提供INTC监测器，并且可以针对每个中断信号设置监测类型和监测周期。因此，可以基于多个中断信号的各种错误来检测故障。

本实施例还可以表达如下：半导体器件100包括第一处理器111、电路块(外围IP141和143)、第一中断控制电路(INTC 121)以及至少一个中断监测电路(INTC监测器131或132)。

在该配置中，第一处理器111响应于中断请求而执行预先确定的中断。电路块分别输出中断信号161至163。第一中断控制电路从电路块接收多个中断信号，并且向第一处理器111输出中断请求181。中断监测电路中的至少一个中断监测电路与中断信号161和163中的至少一个中断信号相对应，并且包括设置电路(控制寄存器230)，其用于设置指示对应中断信号的监测状态的监测类型(断言标志232和否定标志233)、以及第一监测周期和第二监测周期(监测周期231)。如果监测类型指示中断信号的断言状态，则中断监测电路监测该断言状态。如果连续断言中断信号的第一持续时间超过第一监测周期，则中断监测电路将状态检测为故障。如果监测类型指示中断信号的否定状态，则中断监测电路监测该否定状态。如果持续否定中断信号的第二持续时间超过第二监测周期，则中断监测电路将状态检测为故障。这可以针对每个中断信号具体设置监测类型和监测周期，使得响应于中断信号而发生的各种错误可以被检测为故障。

当针对中断监测电路的设置电路设置监测类型时，期望中断监测电路开始监测中断信号。此外，每当检测到中断信号的状态的改变时，期望中断监测电路切换断言状态和否定状态的监测。因此，可以根据中断信号的状态而在正确的监测周期中检测到故障。

如果当监测类型在设置电路中被设置为断言状态时断言中断信号，则期望中断监测电路开始监测第一持续时间。更进一步地，如果当监测类型在设置电路中被设置为否定状态时否定中断信号，则期望中断监测电路开始测量第二持续时间。这可以根据监测类型的设置立即开始监测，从而快速检测到故障。

期望的是，半导体器件还包括第二处理器112、输出检测的通知作为中断信号169的错误控制单元150、以及从错误控制单元150接收中断信号169并且向处理器112输出信号作为中断请求182的第二中断控制电路(INTC 122)。因此，如果从中断信号中检测到故障，则可以通过包括INTC(用于通知中断请求)和处理器的系统当中的没有故障的系统来通知该故障。这可以准确分析故障原因。

中断监测电路还包括：定时器计数器210，其基于操作时钟来测量第一持续时间和第二持续时间；以及控制电路(控制逻辑电路220)，其检测中断信号的断言和否定。如果检测到断言，则期望控制电路对定时器计数器210进行清零，并且然后将定时器计数器210的测量值作为第一持续时间与第一监测周期进行比较。如果检测到否定，则期望控制电路对定时器计数器210进行清零，并且然后将定时器计数器210的测量值作为第二持续时间与第二监测周期进行比较。因此，对断言和否定的持续时间进行交替测量，以便正确检测到故障。

在这种情况下，中断信号包括第一中断信号161和第二中断信号163。期望的是，半导体器件还包括与第一中断信号161相对应的第一中断监测电路(INTC监测器131)和与第二中断信号163相对应的第二中断监测电路(INTC监测器132)。因此，可以针对中断信号中的每个中断信号正确检测到故障。

此外，如果通过监测第一中断信号检测到故障，则第一中断监测电路输出第一故障通知信号171，而如果通过监测第二中断信号检测到故障，则第二中断监测电路输出第二故障通知信号172。优选地，半导体器件还包括OR电路1301，其输出第一通知信号171和第二故障通知信号172的逻辑和作为第三故障通知信号170。因此，可以共同监测中断信号以检测故障。

更进一步地，半导体器件包括M个中断监测电路(M为正整数)，M小于中断信号的总和。针对中断信号中的相应M个信号提供M个中断监测电路。因此，可以优先从中断信号中的一些中断信号中检测到故障，从而实现灵活监测。

此外，电路块包括M个第一电路块，以及功能安全水平低于第一电路块的第二电路块。针对从M个第一电路块输出的相应中断信号提供M个中断监测电路。因此，仅对考虑到功能安全的重要中断信号进行监测，从而抑制电路尺寸。

<第二实施例>

第二实施例是第一实施例的修改。在第二实施例中，INCT监测器中的控制寄存器具有用于存储复位标志的区域。复位标志是用户为可选地复位定时器计数器值而设置的值。在第二实施例中，除INTC监测器之外的配置与第一实施例的配置相同，因此省略其图示和说明。

图7是示出了根据第二实施例的INTC监测器131a的配置的框图。与图2不同，INTC监测器131a还包括控制寄存器230中的复位标志234。例如，处理器111等在期望的时间通过处理器IO信号1110将控制寄存器230的复位标志234设置为1。当在复位标志234中设置1时，INTC监测器131a对定时器计数器210的测量值进行清零。

例如，如果同时发生多个中断、但是中断信号中的一个中断信号的优先级低于另一中断信号的优先级，则需要比初始设置的监测周期更长的延迟。在这种情况下，中断信号的延迟不是故障，但是在实际操作中可以被检测为故障。在这种情况下，针对监测中断信号的INTC监测器设置复位标志，使得暂时对定时器计数器210进行清零，并重新开始计数。因此，可以保持从中断信号的故障的检测。

<第三实施例>

第三实施例是第一实施例或第二实施例的修改。在第三实施例中，可以针对断言和否定单独设置INTC监测器的监测周期。在第三实施例中，除了INTC监测器之外的配置与第一实施例的配置相同，因此省略其图示和说明。第三实施例可以应用于第二实施例。

图8是示出了根据第三实施例的INTC监测器131b的配置的框图。与图2不同，INTC监测器131b被配置为使得控制寄存器230中的监测周期231被划分为断言监测周期2311和否定监测周期2312。断言监测周期2311是第一监测周期的示例，而否定监测周期2312是第二监测周期的示例。断言监测周期2311可以是与否定监测周期2312相同的周期，或者是与否定监测周期2312不同的周期。

图9是示出了根据第三实施例的监测中断信号的断言周期和否定周期的流程的流程图。此外，在下面的描述中，如将在后面进行讨论的图10所示，开始时的中断信号161被否定。省略了对与图5中的处理相同的处理的解释。

首先，在步骤S101a中，处理器111等单独设置中断信号161的断言监测周期和否定监测周期。具体地，处理器111等在INTC监测器131b的控制寄存器230中设置断言监测周期2311和否定监测周期2312。

然后，在步骤S112中，如果控制逻辑电路220没有检测到中断信号161的断言的开始，则控制逻辑电路220判定定时器计数器210与否定监测周期2312相比较是否已经溢出(S114a)。具体地，控制逻辑电路220比较第二持续时间和否定监测周期2312。如果判定第二持续时间超过否定监测周期2312，则控制逻辑电路220在否定周期中检测到故障(S115)。在步骤S114a中，如果判定定时器计数器210没有溢出，则过程返回到步骤S111。

在步骤S106中，如果控制逻辑电路220没有检测到中断信号161的否定的开始，则控制逻辑电路220判定定时器计数器210与断言监测周期2311相比较是否已经溢出(S108a)。具体地，控制逻辑电路220比较第一持续时间和断言监测周期2311。如果确定第一持续时间超过断言监测周期2311，则控制逻辑电路220在断言周期中检测到故障(S109)。在步骤S108a中，如果判定定时器计数器210没有溢出，则过程返回到步骤S105。

图10是示出了根据第三实施例的监测中断信号的断言周期和否定周期的时序图。在图10中，3毫秒被设置为断言监测周期2311，7毫秒被设置为否定监测周期2312，设置断言标志232，并且然后设置否定标志233。即使在否定周期是6毫秒的情况下，该否定周期也比否定监测周期2312短，因此未检测到故障。断言周期是3毫秒，其比断言监测周期2311长，并且因此在断言周期故障标志241中设置1。在下文中，通过错误控制单元150来通知故障检测。

因此，本实施例也可以表达如下：处理器等在设置电路中设置监测类型以及第一监测周期和第二监测周期。中断监测电路根据监测类型的设置开始监测中断信号。如果监测类型指示中断信号的断言状态，则中断监测电路监测该断言状态，并将连续断言状态的第一持续时间与第一监测周期进行比较。如果第一持续时间超过第一监测周期，则中断监测电路将状态检测为故障。如果监测类型指示中断信号的否定状态，则中断监测电路监测该否定状态。如果连续否定状态的第二持续时间超过第二监测周期，则中断监测电路将状态检测为故障。这样，针对中断信号的断言周期和否定周期分别设置监测周期。这可以根据中断信号的类型灵活地设置监测周期，从而正确检测到故障。

<第四实施例>

第四实施例是第一实施例至第三实施例的修改。在第一实施例至第三实施例中，假设分频器(未示出)耦合到多个INTC监测器。因此，公共周期用于时钟信号。然而，一些中断信号需要长的监测周期，而其他中断信号只需要相对短的监测周期。因此，公共周期可能约束监测周期。在第四实施例中，时钟信号的周期在INTC监测器之间变化。

具体地，根据第四实施例的半导体器件包括分别针对多个中断信号中的至少两个中断信号而被提供的至少两个中断监测电路、以及相对于操作时钟以不同分频比划分频率的多个分频器。至少两个中断监测电路对从分频器中的至少一些分频器供应的操作时钟进行操作。这可以在中断监测电路之间变化操作时钟，从而灵活地调整监测周期。期望的是，根据第四实施例的半导体器件还包括选择电路，其从至少两个中断监测电路中选择从分频器供应的操作时钟的目的地。因此，可以通过监测周期和分频比的组合来精细地调整监测周期。

图11是示出了根据第四实施例的INTC监测器和分频器的配置的框图。在该配置中，三个中断监测电路用于INTC监测器131至133。例如，分频比被设置为使得分频器191输出100Hz下的时钟信号，分频器192输出1KHz下的时钟信号，并且分频器193输出10KHz下的时钟信号。在该配置中，需要至少两个中断监测电路。此外，在该配置中，需要至少两个分频器。更进一步地，在该配置中，分频比不受限制。选择逻辑190是选择电路的示例，其能够基于关于分频器和INTC监测器的组合的信号SEL来可选地选择分频器191至193与INTC监测器131至133之间的耦合的组合。因此，例如，处理器111等响应于信号SEL而通过选择逻辑190选择分频器和INTC监测器的组合，从而以任何组合耦合分频器和INTC监测器。因此，通过设置分频器的分频比、设置INTC监测器的监测周期、以及在选择逻辑190中指定组合，可以更精细地调整监测周期。

<第五实施例>

第五实施例是第一实施例至第四实施例的修改。

用于检测故障以确保功能安全性的装置包括，例如，用于在制造期间选择有缺陷的芯片的扫描测试以及在半导体器件组装到用户系统中之后的启动时进行的上电自检(POST)。特别地，POST总是在实际使用半导体器件之前进行。如果要在半导体器件中检查大的电路并因此预期测试时间增加，则可以进行一些措施来缩短测试时间。例如，POST可以在电路块(层级)上进行，这些电路块是由功能所分类的电路组。然而，对于跨越层级的信号，无法进行POST。不利的是，这可能降低关于跨越层级的信号的故障检测率。

因此，根据第一实施例，可以在由POST在半导体器件的操作期间无法检测到的部分上检测到故障。具体地，根据第一实施例的INTC监测器监测从外围IP到INTC的中断信号。如果外围IP和INTC以不同的层级提供，则中断信号可以是跨越层级的信号。因此，通过INTC监测器的对中断信号的监测可以检测到由POST无法检测到的故障。

更进一步地，鉴于功能安全，在半导体器件的操作期间，对于每个预先确定的周期，需要检查中断信号是否被正确监测和设置。此时，读取INTC监测器中的控制寄存器的断言标志和否定标志的值，并将读取的值与预先确定的预期值进行比较，从而检查中断信号是否被正确监测和设置。

最近的半导体器件包括例如数百个中断信号。针对每个中断信号提供根据第一实施例的INTC监测器和控制寄存器，使得读取断言标志和否定标志的值要求相当长的处理时间。然而，如上文所描述的，需要在预先确定的周期内读取标志的值，并且需要检查除INTC监测器之外的功能安全电路的大量设置值。因此，更期望短的处理时间。

因此，在第五实施例中，地址被定义，以便共同地参考针对每个中断信号提供的控制寄存器中的断言标志和否定标志的值。具体地，对于断言标志和否定标志，在控制寄存器之间分配连续的参考地址。例如，参考地址1被分配给第一控制寄存器的断言标志，参考地址1之后的参考地址2被分配给第一控制寄存器的否定标志，参考地址2之后的参考地址3被分配给第二控制寄存器的断言标志，并且参考地址3之后的参考地址4被分配给第二控制寄存器的否定标志。作为从处理器等到中断监测单元的访问请求，参考地址1指示开始地址，而参考地址4指示大小。在这种情况下，响应于访问请求，读取参考地址1至4的值。换句话说，只有单个访问请求使得能够读取第一控制寄存器和第二控制寄存器的断言标志和否定标志。分配参考地址以处置仅由来自控制寄存器中的至少两个控制寄存器、来自中断监测单元外部的处理器等的断言标志和否定标志而获得的虚拟寄存器。例如，可以通过分配在半导体器件中设置的连续参考地址来实现虚拟寄存器，以便共同地参考关于构成控制寄存器的触发器之中的保持断言标志和否定标志的触发器的INTC监测器。在这种情况下，虚拟寄存器的数目小于控制寄存器的数目。因此，在设置断言标志和否定标志期间，处理器等分别对第一地址做出设置请求，以用于访问对应的控制寄存器。当确认断言标志和否定标志的设置时，处理器等对第二地址(参考地址)做出参考请求以用于访问虚拟寄存器。如上文所描述的，虚拟寄存器的数目小于控制寄存器的总数目(要监测的中断信号的数目)，从而缩短了断言标志和否定标志的所有值的读取时间。

图12是示出了根据第五实施例的半导体器件300的配置的框图。半导体器件300包括层级310、层级320、层级330、层级340和层级350。层级310是电路块(下文中将被称为“电路层级”)，其包括多个CPU核311至31i(i是不小于2的整数)。层级320是电路层级，其包括多个CPU核321至32j(j是不小于2的整数)。层级330是电路层级，其包括INTC 121和122、中断监测单元360、外围IP 141和142、以及错误控制单元150。层级340是电路层级，其包括外围IP 143和144。层级350是电路层级，其包括外围IP 145和146。包括CPU核的层级310和320的数目可以是三个或更多个。包括在层级330，340和350中的外围IP的数目和种类不受限制。更进一步地，除了层级340和350之外，还可以提供包括外围IP的电路层级。

在该配置中，中断信号161、163和165被设置为INTC 121中的中断目标。在INTC122中，中断信号162、164、166和169被设置为中断目标。

中断监测单元360包括INTC监测器3000、3001、...和300n(n是不小于2的整数)，OR电路361，以及寄存器访问控制电路362。INTC监测器3000与中断信号161相对应，INTC监测器3001与中断信号163相对应，以及INTC监测器300n与中断信号165相对应。OR电路361输出来自INTC监测器3000至300n的故障通知信号的逻辑和的结果，作为故障通知信号170。

在半导体器件300中，对第一地址进行定义，以用于访问在INTC监测器3000至300n中提供的控制寄存器。换句话说，第一地址是适合于访问控制寄存器中的每个控制寄存器的地址。更进一步地，在半导体器件300中，对第二地址进行定义，以访问控制寄存器中指示监测类型的断言标志和否定标志。第二地址是参考地址，其被定义为读取连续地址处的断言标志和否定标志，它们对于中断信号中的每个中断信号单独进行存储。

寄存器访问控制电路362响应于来自例如层级310或320中的CPU核的访问请求，控制用于指定的地址处的读取或写入的访问。寄存器访问控制电路362可以通过例如将访问的地址转换为物理地址的解码器实现。例如，CPU核针对寄存器访问控制电路362指定第一地址，并且发射用于设置断言标志和否定标志的值的写入请求。在这种情况下，寄存器访问控制电路362在由第一地址指定的控制寄存器的断言标志和否定标志的存储区域中设置由写入请求指定的值。此外，CPU核针对寄存器访问控制电路362指定第二地址和读取大小，并且发射用于断言标志和否定标志的读取请求。在这种情况下，寄存器访问控制电路362从由第二地址指定的控制寄存器的断言标志读取至多在读取大小处的地址的数据。此时，在第二地址处，连续地址被分配给控制寄存器当中的断言标志和否定标志的存储区域，从而响应于读取请求而仅读取断言标志和否定标志。

图13示出了根据第五实施例的控制寄存器的示例。在该配置中，要监测320个中断信号，断言标志以1比特被设置，否定标志以1比特被设置，并且可以从处理器111等一次读取寄存器的32个比特。因此，提供320个INTC监测器3000至3319，并提供320个控制寄存器0_4000至319_4319。在控制寄存器中的每个控制寄存器中，断言标志和否定标志各自以1比特被设置。断言标志、否定标志、断言监测周期和否定监测周期的存储位置和存储大小不限于图13的示例。

图13示出了在第一地址处的访问中的从处理器111等识别的寄存器的概念。具体地，例如，连续的第一地址被分配给从断言标志0到控制寄存器0_4000的否定监测周期的32比特的触发器。此后，连续的第一地址也被分配给从断言标志1到控制寄存器1_4001的否定监测周期、以及从断言标志319到控制寄存器319_4319的否定监测周期的32比特的触发器。控制寄存器之间不需要连续的地址。

因此，为了从处理器111指定第一地址以便读取控制寄存器中的每个控制寄存器中的断言标志和否定标志，需要执行320次读取。因此，为了确认中断信号的监测设置，需要执行320次读取。在本实施例中，如下文所讨论的，对虚拟寄存器执行读取。

图14示出了根据第五实施例的虚拟寄存器363的示例。图14示出了在第二地址处的访问中从处理器111等识别的寄存器的概念。在图4的示例中，虚拟寄存器363可以由20个控制标志确认寄存器0_36200至19_36219表达。在控制标志确认寄存器0_36200中，设置对控制寄存器0_4000的断言标志0和否定标志0的触发器的参考。类似地，针对控制寄存器1_4001的断言标志1和否定标志1，...，以及控制寄存器15_4015的断言标志15和否定标志15来设置对于触发器的参考。换句话说，可以假设控制标志确认寄存器0_36200共同保持控制寄存器0_4000至15_4015之中的断言标志和否定标志的设置值。因此，例如，对控制标志确认寄存器0_36200的访问是对控制寄存器0_4000至15_4015之中的断言标志和否定标志的访问。此外，例如，连续的第二地址被分配给从控制标志确认寄存器0_36200的断言标志0到否定标志15的32比特的触发器。此后，连续的第二地址也被分配给从控制标志确认寄存器1_36201的断言标志16到否定标志31以及从控制标志确认寄存器19_36219的断言标志304到否定标志319的32比特的触发器。控制寄存器之间不需要连续的地址。

因此，从处理器111指定第二地址，以便读取控制标志确认寄存器中的每个控制标志确认寄存器中的断言标志和否定标志，从而将读取次数抑制为20。因此，与对控制寄存器的读取相比，对控制标志确认寄存器的读取可以在更短的时间内执行。

根据以上说明，本实施例还可以表达如下：半导体器件包括至少两个中断监测电路，其分别为中断信号中的至少两个中断信号而被提供。对于半导体器件，参考地址用于共同地参考针对在至少两个中断监测电路中提供的相应设置电路设置的监测类型。此外，半导体器件还包括访问控制电路(寄存器访问控制电路362)，其响应于针对参考地址的访问请求来从设置电路读取监测类型，并且共同地将读取的监测类型发送到访问请求的源。因此，在不单独参考针对相应中断信号提供的控制寄存器的情况下，使用可以通过访问控制电路而共同地访问标志的参考地址来做出访问，从而缩短了监测设置的确认时间。

下文对本实施例的另一方面进行讨论。首先，将针对包括电路层级310至350的半导体器件300来讨论检测故障的方法，每个电路层级310至350具有多个电路。电路包括处理器(CPU核311至31i和321至32i)、电路块(外围IP 141至146)、中断控制电路(INTC 121)、以及至少一个中断监测电路(INTC监测器3000)。在该配置中，处理器响应于中断请求而执行预先确定的中断。电路块分别输出中断信号161至166。中断控制电路从电路块接收多个中断信号，并向处理器中的一个处理器输出中断请求181。为相应中断信号161，163和165提供中断监测电路，并且每个中断监测电路包括用于设置监测类型以及第一监测周期和第二监测周期的设置电路，该监测类型指示对应中断信号的监测状态。利用这种配置，在半导体器件300启动时，对电路层级中的每个电路层级执行预先确定的操作检查测试。在操作检查测试中没有异常的情况下，半导体器件被正常激活。在正常操作中，从第二电路层级到第一电路层级的中断信号通过中断监测电路中的一些中断监测电路进行监测。在该配置中，第一电路层级包括中断控制电路和中断监测电路。第二电路层级是除第一电路层级之外的电路层级。如果监测类型指示中断监测电路中的中断信号的断言状态、并且连续断言状态的第一持续时间超过第一监测周期，则中断监测电路将该状态检测为故障。如果监测类型指示中断信号的否定状态、并且连续否定状态的第二持续时间超过第二监测周期，则中断监测电路将该状态检测为故障。对跨越层级的信号进行监测，以便检测在同一层级中启动时进行的操作检查测试中无法检测到的故障，从而提高故障检测率。

在正常操作期间，处理器中的一些处理器可以从中断监测电路的设置电路中读取监测类型，并将监测类型与预先确定的期望值进行比较。因此，在半导体器件的操作期间，可以周期性地和快速地检查中断信号是否被正确监测。此外，针对功能安全提供的INTC监测器可以安全地执行正确的监测功能。

第一电路层级还包括至少两个中断监测电路，其分别针对中断信号中的至少两个中断信号而被提供。对于半导体器件300，参考地址用于共同地参考针对在至少两个中断监测电路中提供的相应设置电路而设置的监测类型。在半导体器件300的正常操作期间，期望响应于用于来自处理器中的第一处理器的参考地址的访问请求而从设置电路读取监测类型，并且共同地将读取的监测类型发送到第一处理器。因此，在不单独地参考针对各个中断信号提供的控制寄存器的情况下，使用可以通过访问控制电路而共同地访问标志的参考地址来做出访问，从而缩短了监测设置的确认时间。

<第六实施例>

第六实施例是第一实施例至第五实施例的修改。具体地，下文将对半导体器件在视频处理设备中的应用进行讨论。图15是示出了根据第六实施例的视频处理设备420的配置的框图。视频处理设备420从相机模块410接收视频数据的输入，并且向显示设备430输出显示数据。相机模块410将捕获的视频数据作为图像输入到视频处理设备420。具体地，当电源接通时，相机模块410开始输入图像数据441。每当输入一个帧的图像数据时，相机模块410就向视频处理设备420输出中断信号442。

视频处理设备420包括图像输入单元421、INTC监测器422、INTC 423、CPU 424、RAM425、数字信号处理器(DSP)426、图像输出单元427、以及总线428。RAM 425是用于存储图像数据的存储设备。图像输入单元421接收从相机模块410输入的图像数据441，并通过总线428将图像数据存储在RAM 425中。当检测到从相机模块410输入(一个帧的图像数据输入)的视频的开始时，图像输入单元421向INTC监测器422和INTC 423输出指示到CPU 424的视频输入的开始的中断信号443。响应于指示视频输入的开始的中断信号443，INTC 423向CPU424输出指示视频输入的开始的中断请求444。响应于指示视频输入的开始的中断请求444，CPU 424通过处理器IO信号1110而在INTC监测器422上设置监测类型。监测类型可以由图像输入单元421设置。监测类型并不总在一个帧的图像数据的输入处设置。当相机模块410上电时，可以设置监测类型。图像输入单元421可以是外围IP。具体地，当检测到来自相机模块410的中断信号442时，图像输入单元421向INTC监测器422和INTC 423输出中断信号443。

INTC 423响应于中断信号443而向CPU 424输出中断请求444。响应于中断请求444，CPU 424根据预先确定的程序执行运算。具体地，CPU 424通过总线428而从RAM 425中读取一个帧的图像数据，并将数据通知给DSP 426。例如，DSP 426根据预先确定的算法对通知的图像数据执行压缩。压缩数据可以存储在RAM 425中。图像输出单元427向显示设备430输出压缩数据作为显示数据，并在屏幕上显示数据。

在INTC监测器422中，周期根据视频图像的一个帧的处理而被设置为监测周期(否定监测周期2312)。INTC监测器422监测中断信号443。如果否定周期超过否定监测周期2312，则INTC监测器422将状态检测为故障并输出故障通知信号445。在这种情况下，即使在经过等于一个帧的处理时间之后，中断信号443也没有被断言，并且因此故障可能存在于例如相机模块410中。

而且，当断言周期超过预先确定的断言监测周期2311时，INTC监测器422将状态检测为故障并输出故障通知信号445。在这种情况下，在中断信号443被断言一次之后，对一个帧的图像数据的一些处理未完成，并且中断信号443没有被否定。因此，故障可能存在于例如INTC 423或CPU 424中。

因此，在根据第六实施例的设置电路中，在从相机模块输入的视频开始时设置监测类型，并且周期根据视频图像的一个帧的处理而被设置为监测周期。因此，可以在图像处理中正确检测到故障。

更具体地，中断监测电路与对于通过电路块中的一个电路块而从相机模块捕获的图像的每个帧输出的中断信号相对应，在从相机模块输入的视频开始时设置在中断监测电路中提供的设置电路中的监测类型，以及在设置电路中设置的监测周期是与捕获的图像的一个帧的处理相对应的周期。

<第七实施例>

第七实施例是第一实施例至第五实施例的修改。具体地，半导体器件应用于通信系统中的终端，其中通过传输路径在终端之间发射和接收帧。在以下示例中，通信系统应用于时间触发系统，其中根据预先确定的时间表而在电子控制器之间发射和接收帧数据，这些电子控制器是用于机载设备或生产线的控制器。

图16是示出了根据第七实施例的时间触发系统7000的配置的框图。时间触发系统7000包括耦合到网络总线700的多个电子控制器710、720和730。电子控制器710包括定时器时间表711和本地定时器712，并且具有发射和接收帧数据(未示出)的功能。电子控制器720和730具有相同的配置和功能。

在定时器时间表711、721和731中，利用公共时间轴定义用于在电子控制器710至730之间发射和接收帧数据的时序。电子控制器710至730各自根据本地定时器来判定在时间表中定义的处理时序，并且发射和接收帧数据。例如，电子控制器710根据本地定时器712来判定到达电子控制器710的帧数据的发射时间，该发射时间在定时器时间表711中进行定义。电子控制器710在发射时间时发射帧数据。因此，本地定时器712、722和732需要彼此同步。本地定时器可以根据现有技术而彼此同步。

图17是示出了在根据第七实施例的时间触发系统7000中提供的电子控制器710的配置的框图。电子控制器720和730的配置与电子控制器710的配置相同，因此省略其图示和说明。

电子控制器710包括通信控制器740、INTC监测器750、INTC 760、CPU 770、以及RAM780。通信控制器740是外围IP的示例。通信控制器740包括定时器时间表711、本地定时器712、控制单元713、以及缓冲器714。在定时器时间表711中，利用与定时器时间表712和731共享的时间轴来定义至少在电子控制器710中发射和接收帧数据的时序。本地定时器712与本地定时器722和732同步。控制单元713控制通信控制器740的处理。例如，控制单元713执行本地定时器712的时间同步，并发射和接收数据。响应于本地定时器712的时间同步，控制单元713针对INTC监测器750设置监测类型。监测类型可以由CPU 770设置。此外，控制单元713设置与电子控制器710的发射和接收的时间间隔相对应的时间，作为INTC监测器750中的监测周期。时间间隔在定时器时间表711中定义。例如，如果在定时器时间表711中以相同的时间间隔定义电子控制器710的发射和接收，则监测周期是固定的。如果在定时器时间表711中以不同的间隔定义电子控制器710的发射和接收，则每次更新INTC监测器750的监测周期。控制单元713判定由本地定时器712所指示的时间是否已达到定时器时间表711中定义的时间。如果本地定时器712的时间已达到定时器时间表711中定义的时间，则控制单元713将中断信号791输出到INTC监测器750和INTC 760。缓冲器714是存储区域，其保持通过网络总线700和730而从电子控制器720和730接收的数据并保持要发射到电子控制器720的数据。

INTC 760响应于中断信号791而向CPU 770输出中断请求792。响应于中断请求792，CPU 770根据预先确定的程序执行运算。CPU 770读取在缓冲器714中接收的数据并将数据存储在RAM 780中。此外，CPU 770从RAM 780中读取发射数据并将数据存储在缓冲器714中。附加地，CPU 770对所发射和接收的数据执行处理。

在INTC监测器750中，周期根据生成基于本地定时器712而输出的中断信号791的时序而被设置为监测周期(否定监测周期2312)。INTC监测器750监测中断信号791。如果否定周期超过否定监测周期2312，则INTC监测器750将状态检测为故障并输出故障通知信号793。在这种情况下，如果本地定时器712正常，则在预先确定的监测周期中始终断言中断信号791。因此，如果在否定监测周期2312中未断言中断信号791并且否定周期超过否定监测周期2312，则故障可能存在于例如本地定时器712中。

而且，当断言周期超过预先确定的断言监测周期2311时，INTC监测器750将状态检测为故障并输出故障通知信号793。在这种情况下，如果INTC 760和CPU 770正常，则中断信号791总是在预先确定的断言监测周期2311内被否定。因此，如果在否定监测周期2311中未断言中断信号791并且断言周期超过断言监测周期2311，则故障可能存在于例如INTC 760或CPU 770中、导线可能在INTC 760和CPU 770之间被切断、或者可能由CPU 770的延迟处理而导致时间触发系统7000上的故障。

因此，在根据第七实施例的设置电路中，当在电路块中的一个电路块中提供的定时器与外部设备在时间上同步时设置检测类型，并且周期根据生成基于定时器而输出的中断信号的时序而被设置为监测周期。因此，可以在时间触发系统中正确检测到故障。

更具体地，中断监测电路与根据由电路块中的一个电路块中提供的定时器的预先确定的时间表输出的中断信号相对应，当定时器与外部设备在时间上同步时，设置在中断监测电路中提供的设置电路中的监测类型，并且在设置电路中设置的监测周期是与在预先确定的时间表内生成中断信号的时序相对应的周期。

<第八实施例>

第八实施例是第一实施例至第五实施例的修改。具体地，下文将对半导体器件应用于语音数据处理单元进行讨论。图18是示出了根据第八实施例的语音处理单元800的配置的框图。语音处理单元800包括语音数据采样模块810、INTC监测器820、INTC 830、以及CPU 840。

语音数据采样模块810通常以8KHz(125μs的间隔)对语音数据进行采样。语音数据采样模块810利用160个样本(20毫秒)的语音帧执行各种信号处理。因此，语音数据采样模块810利用语音数据的采样周期(即，以125μs的间隔)向INTC监测器820和INTC 830输出中断信号851。语音数据采样模块810是外围IP的示例。此外，当语音数据的输入开始时，语音数据采样模块810在INTC监测器820上设置监测类型。监测类型可以由CPU 840设置。

INTC 830响应于中断信号851而向CPU 840输出中断请求852。CPU 840响应于中断请求852而对语音数据采样模块810执行软件处理853。

在INTC监测器820中，周期根据语音数据的一个帧的处理而被设置为监测周期(否定监测周期2312)。INTC监测器820监测中断信号851。如果否定周期超过否定监测周期2312，则INTC监测器820将状态检测为故障并输出故障通知信号854。如果语音数据采样模块810正常操作，则中断信号851总是以125μs的间隔被断言。因此，如果在否定监测周期2312中中断信号851未被断言并且否定周期超过否定监测周期2312，则故障可能存在于例如语音数据采样模块810中。

而且，当断言周期超过预先确定的断言监测周期2311时，INTC监测器820将状态检测为故障并输出故障通知信号854。这是因为，只要INT 830和CPU 840正常操作，来自CPU840的软件处理853就被执行，并且在断言监测周期2311中中断信号851就被否定。因此，在这种情况下，故障可能存在于例如INTC 830或CPU 840中。

因此，在根据第八实施例的设置电路中，在来自语音数据采样模块的输入开始时设置监测类型，并且周期根据语音数据的一个帧的处理而被设置为监测周期。因此，可以在侧音处理等中正确检测到故障。

换句话说，中断监测电路与从电路块之中的语音数据采样模块输出的中断信号相对应；当从采样模块输入语音数据时，设置在中断监测电路中提供的设置电路中的监测类型；以及在设置电路中设置的监测周期是与语音数据的一个帧的处理相对应的周期。

<第九实施例>

第九实施例是第一实施例的修改。图19是示出了根据第九实施例的半导体器件100a的配置的框图。半导体器件100a包括处理器111、INTC 121、中断监测单元130a、以及外围IP 141和142。在该配置中，中断监测单元130a包括INTC监测器131。INTC监测器131监测中断信号161的状态。如果检测到异常，则INTC监测器131向外部终端152输出故障通知信号171。通过这种配置，可以通过例如半导体器件100a的外部监测器检测故障。其他配置类似于第一实施例的配置。

具体地，根据本实施例，可以针对至少一个中断信号提供INTC监测器，并且可以针对中断信号设置监测类型和监测周期。因此，可以基于与中断信号相关发生的各种错误来检测故障。

根据前述实施例对由本发明人做出的发明进行了具体描述。显然，本发明不限于这些实施例，并且可以在本发明的范围内进行各种改变。

Claims (19)

1.一种半导体器件，包括：

第一处理器，响应于中断请求而执行预先确定的中断；

多个电路块，每个电路块输出中断信号；

第一中断控制电路，从所述电路块接收所述中断信号，并且向所述第一处理器输出所述中断请求；以及

至少一个中断监测电路，与所述中断信号中的至少一个中断信号相对应、并且包括设置电路，所述设置电路用于设置监测类型和监测周期，所述监测类型指示对应的所述中断信号的监测状态，

其中如果所述监测类型指示所述中断信号的断言状态，则所述中断监测电路监测所述断言状态，以及如果连续断言状态的第一持续时间超过第一监测周期，则所述中断监测电路将所述状态检测为故障，以及

其中如果所述监测类型指示所述中断信号的否定状态，则所述中断监测电路监测所述否定状态，以及如果连续否定状态的第二持续时间超过第二监测周期，则所述中断监测电路将所述状态检测为故障。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中当针对所述中断监测电路的所述设置电路来设置所述监测类型时，所述中断监测电路开始监测所述中断信号，以及

其中每当所述中断信号的所述状态的改变被检测到时，所述中断监测电路就切换所述断言状态和所述否定状态的监测。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，

其中当所述监测类型在所述设置电路中被设置为所述断言状态时，如果所述中断信号被断言，则所述中断监测电路开始监测所述第一持续时间，以及

其中当所述监测类型在所述设置电路中被设置为所述否定状态时，如果所述中断信号被否定，则所述中断监测电路开始测量所述第二持续时间。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中在所述设置电路中，所述监测类型在来自相机模块的视频输入的开始处被设置，并且周期根据视频图像的一个帧的处理而被设置为所述监测周期。

5.根据权利要求2所述的半导体器件，其中在所述设置电路中，所述监测类型在所述电路块中的一个电路块中提供的定时器与外部设备在时间上同步时被设置，并且周期根据生成基于所述定时器而输出的所述中断信号的定时而被设置为所述监测周期。

6.根据权利要求2所述的半导体器件，其中在所述设置电路中，所述监测类型在来自语音数据的采样模块的输入的开始处被设置，并且周期根据所述语音数据的一个帧的处理而被设置为所述监测周期。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

第二处理器；

错误控制单元，接收故障检测的通知，并且输出检测的所述通知作为所述中断信号；以及

第二中断控制电路，从所述错误控制单元接收所述中断信号，并且向所述第二处理器输出所述信号作为所述中断请求。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中所述中断监测电路还包括：

定时器计数器，基于操作时钟来测量所述第一持续时间和所述第二持续时间；以及

控制电路，检测所述中断信号的断言和否定，

其中如果所述断言被检测到，则所述控制电路对所述定时器计数器进行清零，并且然后将所述定时器计数器的测量值作为所述第一持续时间与所述第一监测周期进行比较，以及

其中如果所述否定被检测到，则所述控制电路对所述定时器计数器进行清零，并且然后将所述定时器计数器的测量值作为所述第二持续时间与所述第二监测周期进行比较。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中所述中断信号包括第一中断信号和第二中断信号，以及

其中所述半导体器件包括：

第一中断监测电路，与所述第一中断信号相对应；以及

第二中断监测电路，与所述第二中断信号相对应。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，

其中如果所述故障通过监测所述第一中断信号而被检测到，则所述第一中断监测电路输出第一故障通知信号，

其中如果所述故障通过监测所述第二中断信号而被检测到，则所述第二中断监测电路输出第二故障通知信号，以及

其中所述半导体器件还包括OR电路，所述OR电路输出所述第一故障通知信号和所述第二故障通知信号的逻辑和作为第三故障通知信号。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中所述半导体器件包括所述至少两个中断监测电路，所述至少两个中断监测电路分别针对所述中断信号中的至少两个中断信号而被提供，

其中在所述半导体器件中，参考地址被设置成共同地参考分别在所述至少两个中断监测电路中提供的所述设置电路中设置的所述监测类型，以及

其中所述半导体器件还包括访问控制电路，所述访问控制电路响应于针对所述参考地址的访问请求而从所述设置电路读取所述监测类型，并且将读取的所述监测类型共同地发送到所述访问请求的源。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，

其中所述半导体器件包括M个中断监测电路，其中M是小于所述中断信号的总数目的整数，以及

其中所述M个中断监测电路针对所述中断信号中的相应M个信号而被提供。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，

其中所述电路块包括M个第一电路块、以及功能安全水平低于所述第一电路块的第二电路块；以及

其中所述M个中断监测电路针对从所述M个第一电路块输出的相应中断信号而被提供。

14.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

所述至少两个中断监测电路，分别针对所述中断信号中的至少两个中断信号而被提供；以及

多个分频器，相对于操作时钟以不同分频比来划分频率，

其中所述至少两个中断监测电路由从所述分频器中的至少一些分频器供应的所述操作时钟来激活。

15.根据权利要求14所述的半导体器件，还包括选择电路，所述选择电路从所述至少两个中断监测电路中选择从所述分频器供应的所述操作时钟的目的地。

16.一种半导体器件的故障检测方法，所述半导体器件包括：第一处理器，响应于中断请求而执行预先确定的中断；多个电路块，每个电路块输出中断信号；第一中断控制电路，从所述电路块接收所述中断信号，并且向所述第一处理器输出所述中断请求；以及至少一个中断监测电路，与所述中断信号中的至少一个中断信号相对应、并且包括设置电路，所述设置电路用于设置监测类型、以及第一监测周期和第二监测周期，所述监测类型指示对应的所述中断信号的监测状态，所述方法包括：

在所述中断监测电路的控制下，

在所述设置电路中设置所述监测类型、以及所述第一监测周期和所述第二监测周期；

根据所述监测类型的所述设置，开始监测所述中断信号；

如果所述监测类型指示所述中断信号的断言状态，则监测所述断言状态；

将连续断言状态的第一持续时间与第一监测周期进行比较，以在所述第一持续时间超过所述第一监测周期的情况下检测到故障；

如果所述监测类型指示所述中断信号的否定状态，则监测所述否定状态；以及

在连续否定状态的第二持续时间超过第二监测周期的情况下检测到故障。

17.一种半导体器件的故障检测方法，所述半导体器件具有第一电路层级和第二电路层级，所述第一电路层级包括：多个处理器，响应于中断请求而执行预先确定的中断；多个电路块，每个电路块输出中断信号；中断控制电路，从所述电路块接收所述中断信号，并且向所述处理器中的一个处理器输出所述中断请求；以及至少一个中断监测电路，与所述中断信号中的至少一个中断信号相对应、并且包括设置电路，所述设置电路用于设置监测类型、以及第一监测周期和第二监测周期，所述监测类型指示对应的所述中断信号的监测状态，所述方法包括：

在所述半导体器件启动时，对所述第一电路层级和所述第二电路层级中的每个电路层级执行预先确定的操作检查测试；

在所述操作检查测试中没有异常的情况下，正常激活所述半导体器件；

在正常操作中，通过所述中断监测电路来监测从所述第二电路层级到所述第一电路层级的所述中断信号；

在所述中断监测电路的控制下，

如果所述监测类型指示所述中断信号的断言状态、并且连续断言状态的第一持续时间超过所述第一监测周期，则将所述状态检测为故障；以及

如果所述监测类型指示所述中断信号的否定状态、并且连续否定状态的第二持续时间超过所述第二监测周期，则将所述状态检测为故障。

18.根据权利要求17所述的半导体器件的故障检测方法，还包括：在所述正常操作中，通过所述处理器中的一些处理器来从在所述中断监测电路中提供的所述设置电路中读取所述监测类型，以将所述监测类型与预先确定的预期值进行比较。

19.根据权利要求17的半导体器件的故障检测方法，

其中所述第一电路层级包括所述至少两个中断监测电路，所述至少两个中断监测电路分别针对所述中断信号中的至少两个中断信号而被提供，以及

其中所述方法还包括：

在所述半导体器件中设置参考地址，所述参考地址被设置成共同地参考分别在所述至少两个中断监测电路中提供的所述设置电路中设置的所述监测类型；以及

在所述正常操作中，响应于来自所述处理器中的第一处理器的针对所述参考地址的访问请求，从所述设置电路读取所述监测类型，以将读取的所述监测类型共同地发送到所述第一处理器。