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» 2019年06月27日 11時00分 公開

Q&Aで学ぶマイコン講座(46):マイコンがリセットされる要因 (2/4)

[STマイクロエレクトロニクス,EDN Japan]

リセット要因の種類

 前述の通り、リセット要因はマイコンによってさまざまです。以下に、STM32F4シリーズのリセット要因を改めて記載します。

  • 【リセット要因】
    • 電源投入(POR:Power On Reset)
    • 外部リセット(リセットピンにリセット信号入力)
    • ウォッチドッグタイマーのカウント終了
    • ソフトウェアリセット
    • 低消費電力管理リセット

 これらのほかにSTマイクロエレクトロニクスのSTM8ファミリでは、不当命令(定義されていない命令)を実行するとリセットがかかります(STM32ファミリの場合、不当命令はフォールト*2)を引き起こします)。

 ここで挙げたリセット要因の詳細や判別方法を以下に紹介していきます。

電源投入(POR:Power On Reset)

 電源投入時、全てのマイコンは内部論理の定まらない状態からスタートします。そのためマイコンの内部ロジックは電源投入直後に自ら内部状態を初期化する必要があります。

 電源が投入されても動作保証電圧に達しないと、マイコンはスタートできません。そこで、その間は内部の論理回路の値を強制的に固定しておいて、マイコンが誤動作しないようにします。その後、論理回路が動作できる電源電圧まで達すると、内部回路がレジスタなどの回路を初期値に設定します。

 この一連の動作を行う回路をパワーオンリセット(POR : Power On Reset)回路と言います。最近のほとんどのマイコンにはパワーオンリセット回路が内蔵されていますので、ユーザーは外付け回路を削減できます。

 一方、電源電圧がマイコンの動作保証電圧よりも降下した場合にマイコンが誤動作しないように強制的にリセットをかける回路をパワーダウンリセット(PDR : Power Down Rest)回路と言います。パワーダウンリセット回路は電源電圧を自動的に検知し、自動的に働きます。パワーダウンリセット回路も、最近のほとんどのマイコンに搭載されています。

図2:パワーオンリセット(POR)/パワーダウンリセット (PDR) (STM32F4シリーズの場合) (クリックで拡大)

外部リセット(リセットピンにリセット信号入力)

 外部から強制的にリセットをかけたい時にリセットピンにリセット信号を入力します。これはほとんどのマイコンの場合、ローレベルの信号を入力します。リセットピンにリセット信号が入ると、パワーオンリセットの動作と同じように、内部の論理回路の値を強制的に固定して、レジスタなどを初期値に設定します。

 例としてSTM32F4シリーズのリセット回路を図3に示します。

図3:外部リセット端子の構成図(STM32F4シリーズの場合:リファレンスマニュアルから抜粋) (クリックで拡大)

 外部端子はNRSTという名称で、ローアクティブです。したがって、ローレベルが入力されている間、マイコンはリセットされています。その後ハイレベルに切り替わると起動します。内部にはプルアップ抵抗が内蔵されていて、マイコンの外付け部品を低減できるようになっています。システムリセットと呼ばれる内部リセット信号ラインにはノイズを除去するためのシュミットトリガーバッファとノイズフィルターが入っています。


*2)Q&Aで学ぶマイコン講座(44):フォールト(Fault)って何?
参考URL:Q&Aで学ぶマイコン講座(26):マイコンの周辺部品は、最低何が必要?

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