半导体集成电路和电子控制单元的制作方法

2015年8月28日提交的日本专利申请No.2015-168687的包括说明书、附图和摘要在内的公开内容通过整体引用合并于此。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路和电子控制单元，并且特别地，本发明可以优选应用于作为安装在要求高可靠性的电子控制单元(ECU：电子控制单元)上的半导体集成电路的微控制器(在下文中，有时称作MCU)。

背景技术：

在诸如MCU等的半导体集成电路中，在保证正常操作的情况下的温度在很多情况中由半导体的结温度Tj限定。在用于控制安装有MCU的车辆的电子控制单元中，尤其是当电子控制单元是发动机控制单元并且设置在变得极热的发动机室中时，所安装的MCU的操作温度被控制以不从正常操作的所保证的范围偏离。

日本待审专利申请公开No.Hei 11(1999)-249748公开了一种根据测得的温度Ta来抑制MCU的操作的技术，以便电子控制单元内的周围温度Ta(大气温度)可以小于MCU可稳定地操作所在的上限的温度，以便避免包括来自周围的热影响在内的MCU的过热。发动机控制单元内的片式热敏电阻器被用于测量温度Ta、将测量结果反馈给MCU，以借助于软件降低MCU自身的操作温度。MCU使用中央处理单元(CPU)来检查在从片式热敏电阻器输入的信号的在A/D转换器中以软件的方式进行的转换之后的温度Ta的信息，并且在操作变得不稳定的温度情形下，通过降低时钟控制电路中的MCU的系统时钟的振荡频率，减少了MCU自身的发热。

作为由本发明人等进行的上述专利公开的仔细研究的结果，新发现了以下问题。

包括上述专利公开中所公开的技术在内的相关技术是用于控制诸如MCU等的半导体集成电路的操作温度不从正常操作的所保证的范围的偏离的技术，但是未考虑归因于时效劣化(磨损故障)的寿命。当半导体集成电路从正常操作的所保证的范围偏离时，正常功能和性质不能被保证，但并不一定立刻发生故障。另一方面，甚至在正常操作被保证的情况下的温度范围中，累积操作时间也达到了磨损故障，并且在上述温度范围之外，即使操作停止，也发现从温度范围偏离的累积时间达到了磨损故障。例如，安装在用于车辆的发动机控制单元上的MCU由于如上所述设置在发动机室中而可能暴露于高温环境。此外，在混合动力车辆的电池充电期间，发动机停止并且发动机控制单元的MCU停止操作；然而，MCU的温度可能处于高温的情形中。发现该状态的累积引起了磨损故障。

如上所述，除了正常操作的保证之外，半导体集成电路的操作应该被保证免于磨损故障。在这里，操作的保证意味着假设电路将要自然发生磨损故障则告知用户它处于磨损故障之前的可用时段中的功能。

本发明人等仔细研究了上述专利申请中所公开的温度监控功能的对于预测归因于时效劣化的寿命的技术的应用；然而发现了以下问题。用于保证正常操作的温度监控功能仅当半导体集成电路操作时操作，并且在它停止操作时，不能监控温度。此外，虽然它可以监控温度，但不能比判断在那时的温度是否超出保证范围做得更多，这对于预测寿命是不合适的。

技术实现要素：

用于解决问题的手段将在后面描述并且其他问题和新颖特征将从该说明书的描述和附图中变得显而易见。

根据一个实施例，半导体集成电路被提供如下。

它包括形成在相同半导体衬底上的温度传感器、非易失性存储器和比较器，比较器将由温度传感器测得的温度与预定温度阈值进行比较，且非易失性存储器累积地保持关于温度超出温度阈值的情况下的时段的信息。当温度超出温度阈值时的时段的累积值超出预定高温时间阈值时，半导体集成电路向外界通知警告。

根据上述形式的实施例，可以获得以下效果。

可以提供一种能够预测归因于时效劣化而引起的其自身寿命(磨损故障)并通知警告的半导体集成电路(例如，MCU)。

附图说明

图1是示出根据各实施例的MCU和ECU的示意性结构示例的框图。

图2是示出根据第一实施例的MCU和ECU的操作示例的信号流视图。

图3是示出根据第一实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(前半部)。

图4是示出根据第一实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(后半部)。

图5是示出根据第二实施例的MCU和ECU的操作示例的信号流视图。

图6是示出根据第二实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(前半部)。

图7是示出根据第二实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(后半部)。

图8是示出根据第三实施例的处于待机状态的MCU和ECU的操作示例的信号流视图。

图9是示出根据第三实施例的在MCU的重启时的MCU和ECU的操作示例的信号流视图。

图10是示出根据第三实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(前半部)。

图11是示出根据第三实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(后半部)。

图12是示出根据第四实施例的处于待机状态的MCU和ECU的操作示例的信号流视图。

图13是示出根据第四实施例的在MCU的重启时的MCU和ECU的操作示例的信号流视图。

图14是示出根据第四实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(前半部)。

图15是示出根据第四实施例的MCU和ECU的操作示例的流程图(后半部)。

具体实施方式

将详细描述实施例。在用于在描述本发明时使用的所有附图中，相同的附图标记被附于具有相同功能的元件并且省略它们的重复描述。

[第一实施例]

图1是示出根据各实施例的MCU 20和ECU 30的示意性结构示例的框图。ECU 30是耦接至喷射器32和各种类型的传感器31的例如用于控制发动机的ECU，并且包括MCU 20、用于控制MCU 20的控制MCU 21、用于将电源供应至ECU 30的电源电路22和用于供应时钟信号的时钟振荡器23。附图中的布线由任何数量的信号线、一个信号线或多个信号线形成，并且在附图中省略了所谓的向量记号。这适用于该说明书中的其他附图。

MCU 20包括CPU 4、作为非易失性存储器的闪存ROM 5、非易失性存储器控制单元(闪存控制器)6、用于暂时存储数据的RAM 7和用于将这些部件相互耦接的总线11。除此以外，它还包括计时器8、A/D转换器2、温度传感器1、输入与输出端口12、外部输入与输出电路13和操作控制单元14。操作控制单元14包括用于供应操作模式信号的操作模式控制单元15、用于供应系统时钟的PLL电路16和用于供应备用时钟的低速振荡电路。以上是为了示出一般微控制器的结构并且它可以进一步包括另一功能块。虽然省略了附图和详细描述，但它可以包括中断控制电路和直接存储器控制器，或者它可以包括在总线11被按等级排列的情况下的缓存存储器。

MCU 20进一步包括温度监控专用电路10和异常输出端口9。温度监控专用电路10的结构和操作将在各实施例中描述；一般地，在接收由温度传感器1测得的温度和来自闪存ROM 5的各种阈值的时候，电路10可以通过异常输出端口9向在MCU 20外部的控制MCU 21通知警告并且通过非易失性存储器控制单元6将值重写至闪存ROM 5。在这里，闪存ROM 5是非易失性存储器并且从指定地址读取的数据作为程序被供应至CPU 4。此外，修整参数在上述被保持、通过接通电源之后的上电序列读取并且设置在寄存器中。通过设置寄存器中的参数，值可以总是不仅在访问闪存ROM 5时涉及到。后面描述的温度阈值和高温时间阈值与修整参数类似地进行控制。

将描述当ECU 30是用于发动机控制的ECU时的操作。来自发动机的各种传感器31的测量值的信号通过外部输入与输出电路13和输入与输出端口12作为输入值被读取到MCU内。当来自传感器31的测量值的信号是模拟信号时，虽然信号布线未图示出，但它们通过外部输入与输出电路13被输入至A/D转换器2并且作为经A/D(从模拟到数字)转换的输入值被读取到MCU内。经A/D转换的输入值通过由CPU 4执行的程序进行处理；作为一个示例，它们被供应至计时器8，在那里计算出燃料喷射量和点火计时，并且对应于数据的控制信号被输出至喷射器32。基于输出控制信号，燃料被从喷射器32喷射至发动机。

包括MCU 20的ECU 30通常靠近诸如发动机等的发热源设置在发动机室中并且容易受到热源的影响。在该情况中，考虑到大气温度Ta的高温和由MCU 20自身的性能上的改进引起的在自身发热温度上的增加，ECU 30中的温度控制变得非常重要以便确保MCU 20的正常操作和可靠性。在说明书的各实施例中，基于从异常输出端口9通知控制MCU 21的警告，控制MCU 21被启用以通过电源电路22和时钟振荡器23合适地控制供应至MCU 20的电源和时钟。基于警告控制MCU 20的操作的方法是任意的并且可进行各种改变。此外，类似的解决手段将会在可能设置在相同环境中的除用于发动机控制的ECU以外的任何装置上有效地起作用。

图2是示出根据第一实施例的MCU 20和ECU 30的操作示例的信号流视图。各框中示出的各部件与图1中示出的各框的部件相同。然而，图1中示出的A/D转换器2包括作为图2中的CPU 4的外围电路的A/D转换器2_1和温度监控专用A/D转换器2_2。虽然图1中未示出细节，但温度监控专用电路10包括图2中的作为示例的温度监控专用比较器T 19、温度监控专用计时器18和温度监控专用比较器L 3。在图2中，连接框的箭头示出信号的流动。在这里，实线箭头指示出有关温度监控的信号的流动并且虚线箭头指示出其他一般信号的流动。这适用于其他信号流视图(图5、图8、图9、图12和图13)。

如虚线箭头指示出的，来自各种传感器31的测量值的信号通过外部输入与输出电路13和输入与输出端口12被输入至A/D转换器2_1并且经A/D转换的输入值由计时器8读取。执行从闪存ROM 5供应的程序，CPU 4通过将中间数据暂时存储在RAM 7中对来自计时器8的输出值进行处理，并且计算出喷射器32的控制值，以通过输入与输出端口12和外部输入与输出电路13控制喷射器32。在这里，MCU控制电路21控制电源电路22和时钟振荡器23，以将电源和时钟供应至MCU 20。MCU控制电路21作为待由图1的控制MCU 21执行的作为软件安装的功能、尤其是控制MCU 20的功能起作用。

将描述用实线箭头指示出的温度监控操作。由温度传感器1测得的温度通过温度监控专用A/D转换器2_2被转换成数字值并且被输入至温度监控专用电路10中的温度监控专用比较器T 19。温度阈值被从闪存ROM 5输入至温度监控专用比较器T 19的另一个输入端子。作为比较结果，当由温度传感器1测得的温度超出温度阈值时，向温度监控专用计时器18通知标志，并且同时，通过异常检测端口9将高温检测信号向外界通知给MCU控制电路21作为警告T。在通知高温检测信号的警告T的时候，MCU控制电路21与传统技术类似地借助于降低供应至MCU 20的时钟信号的频率来抑制MCU 20的操作并减少MCU 20自身中的发热，由此使得能够控制MCU 20不超出在正常操作被保证的情况下的温度范围。当由温度传感器1测得的温度小于温度阈值时，标志被解除、温度监控专用计时器18的测量操作被停止并且警告T被取消。

另一方面，在通知标志的时候，温度监控专用计时器18测量标志被通知的情况下的时段(高温时段)。该高温时段是从MCU 20的出货开始的累积时间。当从闪存ROM 5供应暴露于高温至该点的时段并且从温度监控专用比较器T 19通知标志时，上述计时器18执行测量操作以将标志被通知的情况下的时段累积地添加至从闪存ROM 5供应的在过去的高温时段。测得的时段被输入至温度监控专用比较器L 3。高温时间阈值被从闪存ROM 5供应至温度监控专用比较器L 3的另一个输入端子。当从温度监控专用计时器18输出的累积测量时段超出高温时间阈值时，通过异常检测端口9将累积时间过多信号向外界通知给MCU控制电路21作为警告L。警告L(累积时间过多信号)是为了警告归因于时效劣化而引起的寿命接近达到结束或者磨损故障可能在不久的将来发生。高温时间阈值通过实验或模拟基于电源循环测试事先计算出，或者逻辑地计算出，并且被存储在闪存ROM 5中。在警告L(累积时间过多信号)的通知中，例如，即使当由温度传感器1测得的温度未超出温度阈值时，通过降低供应至MCU 20的时钟信号的频率，也可以抑制MCU 20的操作并且可以减少MCU 20自身中的发热，由此延长实际达到磨损故障的时段。

此外，在警告L(累积时间过多信号)的通知中，指示出警告L的信息可以优选地作为标志被写入闪存ROM 5中。还有当ECU 30暂时停止操作并且温度变低时，警告L(累积时间过多信号)是有效的并且当电源被再次接通以恢复操作时，可以再次通知相同的警告L(累积时间过多信号)。基于存储在闪存ROM 5中的标志，可以抑制MCU 20的操作并且可以继续用于减少由MCU 20自身产生的发热的操作限制。例如，标志可以被从闪存ROM 5读取并通知给操作控制单元14，从而以执行对于MCU 20的操作限制。

优选的是，由温度监控专用计时器18累积测得的高温时段在测量操作期间被周期性地重写到闪存ROM 5内。当ECU 30的操作根据发动机停在停车位而突然停止时，到目前为止的累积高温时段(累积时间)被保持在闪存ROM 5中并因此测量误差的产生可以被抑制到最小。备选地，当由温度传感器1测得的温度小于温度阈值时，可以被设计成将上述时段重写到闪存ROM 5内。

图3和图4是示出在那时的MCU 20和ECU 30的操作示例的流程图。图3是前半部并且图4是后半部。在MCU 20启动之后，温度传感器1测量温度(S1)，并且温度监控专用A/D转换器2_2被用于转换成数字值(S2)。温度监控专用比较器T 19将设置在闪存ROM 5中的温度阈值与经A/D转换的数据进行比较(S3)，并且当检测到超过温度阈值的温度时，它确立(assert)用于温度监控专用计时器18的时间测量开始标志(S4)。在接收到标志的时候，温度监控专用计时器18开始测量时间(S5)。接着，在S4之前或者与S4或S5同时，通过异常输出端口9将高温检测信号向外界通知作为警告T(S6)。

温度监控专用比较器T 19总是继续温度比较(S3)，并且当测量温度小于阈值且时间测量开始标志被确立用于温度监控专用计时器18时(S7)，时间测量标志在温度监控专用计时器18中被取消以停止温度监控专用计时器18的时间测量(S8)。同时地或者在这之前和之后，从异常输出端口9解除高温检测信号(警告T)(S9)。另一方面，当时间测量开始标志未被确立用于温度监控专用计时器18时(S7)，将操作返回至由温度传感器1进行的温度测量(S1)。

在检测到超过温度阈值的温度并向外部通知警告T(S6)之后，温度监控专用比较器L 3将通过温度监控专用计时器18计数的超出高温阈值的累积时段(累积时间)与存储在闪存ROM 5中的高温时间阈值进行比较(S10)。当累积时间超出高温时间阈值时，可以通过异常输出端口9将指示出上述情况的累积时间过多信号向外界通知作为警告L(S12)。此外，在检测高温状态时，当累积时间超出高温时间阈值时，可以执行对于MCU 20的操作限制(S13)。作为一个示例，即使在点火关闭之后，由于超过这个的高温操作可能会影响MCU 20的可靠性，所以MCU 20在其性能的操作和功能被限制的情况下被启动，从而以使得能够实现超过这个的免于温度应力的控制。在该情况中，存储在闪存ROM 5中的标志被用于对控制着芯片(MCU 20)的整体操作的操作控制单元14进行控制。在接收标志的时候，操作控制单元14限制芯片的操作。具体地，确定点火关闭或未关闭(S14)；在点火未关闭的情况中，将操作返回至S1，而在点火关闭的情况中，操作停止(S15)。此后，当再次打开点火时(S16)，确定标志是否被存储在闪存ROM 5中；当未存储时，将操作返回至S1(正常启动)。另一方面，当标志被存储时，再次向外界通知警告L(S18)，限制MCU 20的操作(S19)，与点火关闭(S13)之前的MCU 20的操作限制类似。

基于指示出累积时间超出高温时间阈值的警告L的通知，系统可以通过软件在对整体ECU 30考虑的MCU 20的操作限制下进行操作。

如上所述，当累积时间超出高温时间阈值时，如MCU 20假设的可靠性不能被保证；因此，通过限制引起在保证之外的温度的操作，可以避免故障。此外，超过所保证的温度的操作状态可以被日志记录在闪存ROM 5中，其可以是用于调查发生在假设之外的高温操作时的原因的装置。这不仅对于MCU 20的制造商而且对于可以日志记录使用状况的ECU 30的终端用户而言都是有利的。温度传感器1可以根据相同的半导体制造工艺被形成在与MCU 20相同的半导体衬底上。当温度传感器被布置在芯片外部时，待测量的温度是大气温度Ta；与此相反，当温度传感器1形成在相同芯片上时，可以更精确地测量结温度Tj。这适用于包括后面描述的实施例在内的每一形式的实施例。

在第一实施例中，当由温度传感器1测得的温度超出温度阈值时，通过示例的方式，通知高温检测信号(警告T)并且执行高温时间的累积测量。可能是用于确定是否通知高温检测信号(警告T)的准则的温度阈值和可能是用于确定是否进行高温时间的累积测量的准则的温度阈值可以是单独的值。在该情况中，例如，代替一个温度监控专用比较器19，单独提供用于通知高温检测信号(警告T)的比较器和用于确立和取消用于累积地测量高温时间的标志的比较器。

[第二实施例]

图5是示出根据第二实施例的MCU 20和ECU 30的操作示例的信号流视图。在第一实施例中，提供了温度监控专用A/D转换器2_2，从而以使得能够实现温度的全职监控。另一方面，在第二实施例中，代替温度监控专用A/D转换器2_2，作为CPU 4的外围电路模块中的一个的普通A/D转换器2被用于执行对于由温度传感器1测得的温度的A/D转换。其他结构和操作与使用图2描述的第一实施例的相同；因此，省略详细描述。

在第二实施例中，在CPU 4的操作期间，温度传感器1测量温度。A/D转换器2在时间上共享地执行对于沿着用虚线箭头指示出的一般信号的流动的从各种类型的传感器31输入的测量值以及对于由温度传感器1测得的温度的A/D转换。由温度传感器1测得的温度的A/D转换可以以与对于从传感器31输入的测量值的A/D转换的优先级相比较低的优先级间歇地执行。这是因为一般情况下温度改变与从传感器31输入的测量值相比更逐渐地改变。

据此，可以降低A/D转换的频率并且不需要使用A/D转换器2_2。

将具有较低优先级的经A/D转换的数据通知给温度监控专用比较器T 19并与设置在闪存ROM 5中的温度阈值进行比较；当检测到超过温度阈值的温度时，时间测量开始标志被确立用于温度监控专用计时器18。此外，从异常输出端口9向外界通知高温检测信号(警告T)。当从温度监控专用计时器18输出的累积测量时段超出高温时间阈值时，从异常输出端口9向外界通知累积时间过多信号(警告L)。这些操作与第一实施例的那些相同，除了是间歇的以外。

图6和图7是示出此时的MCU 20和ECU 30的操作示例的流程图；图6是前半部并且图7是后半部。在启动MCU 20之后，温度传感器测量温度(S1)，并且A/D转换器2以恒定间隔将上述温度转换成数字值(S22)。这后面的操作与图3和图4中示出的第一实施例中的操作相同并省略描述。

在第二实施例中，在第一实施例中全职执行的温度测量(温度监控)被间歇地设置；作为结果，不需要具有温度监控专用A/D转换器2_2，从而抑制了在电路尺寸上的增加。其他效果和修改示例与第一实施例中相同。

[第三实施例]

在第三实施例中，将描述适于诸如安装有电池的混合动力汽车等的车辆的合适的MCU 20和ECU 30。即使当发动机未使用(发动机停止状态)时，换言之当发动机控制ECU 30未操作时，混合动力汽车也给电池充电并因此充电控制部分变得极高温。充电控制一般由另一ECU和另一MCU执行并且安装在发动机控制ECU 30上的MCU 20一般处于待机状态。当在发动机控制ECU 30附近有发热源时，即使当安装的MCU 20处于待机状态时，热应力也被连续地施加至MCU 20；因此，为了保证MCU 20的可靠性，有效的手段是在待机状态下获得热历史。

图8是示出根据第三实施例的处于待机状态的MCU 20和ECU 30的操作示例的信号流视图。由于发动机被停止，所以CPU 4、RAM 7、计时器8、操作模式控制单元15和PLL电路16未被使用；作为结果，测量数据没有从各种类型的传感器31输入并且没有向喷射器32输出控制信号。操作控制单元14供应来自低速振荡电路17的备用时钟，而不是来自PLL电路16的系统时钟。使用以备用时钟操作的计时器(未图示)，以恒定间隔操作温度传感器1，以测量温度并通过A/D转换器2将其转换成数字值。作为用于以恒定间隔测量温度的计时器，可以使用计时器8或者可以与后面描述的图12类似地提供专用低速计时器24。

通过温度监控专用比较器T 19将转换成数字值的温度的测量值与存储在闪存ROM 5中的温度阈值进行比较。作为比较的结果，当测得的温度超出温度阈值时，时间测量开始标志被确立用于温度监控专用计时器18。在这里，通过异常输出端口9将高温检测信号向外界通知作为警告T。温度监控专用计时器18计数在标志被通知的情况下的时间、将上述时间添加至到目前为止从闪存ROM 5供应的累积时间、更新累积时间并且向温度监控专用比较器L 3通知经过更新的累积时间。

当测得的温度变成小于温度阈值时，温度监控专用比较器T 19取消时间测量开始标志以停止温度监控专用计时器18的测量，并将累积时间存储在温度监控专用比较器L 3中。此外，解除来自异常输出端口9的高温检测信号(警告T)。

温度监控专用比较器L 3总是将存储在闪存ROM 5中的高温时间阈值与从温度监控专用计时器18输入的累积时间进行比较，当累积时间超出高温时间阈值时，比较器L 3从异常输出端口9向MCU控制电路21通知累积时间过多信号作为警告L。MCU控制电路21从电源电路22和时钟振荡器23供应电源和时钟给MCU 20，以启动MCU 20。在MCU 20的启动之后，将指示出过多累积时间的标志通过闪存控制单元6写入闪存ROM 5中。在检测到标志的存储完成之后，CPU 4从输入与输出端口12向MCU控制电路21通知信号，并接着MCU控制电路21通过控制电源和时钟使MCU 20再次变成待机状态。

指示出过多累积时间的标志是对应于警告L(累积时间过多信号)的MCU 20的内部信息，指示出达到了归因于时效劣化的不久的寿命，换言之，存在有在不久的将来发生磨损故障的担忧。当设置指示出过多累积时间的标志时，例如，即使当由温度传感器1测得的温度未超出温度阈值时，也可以借助于降低供应至MCU 20的时钟信号的频率并通过减少由MCU 20自身产生的发热来抑制MCU 20的操作，从而以延长到实际磨损故障的时间。此外，通过将标志存储在闪存ROM 5中，在从发动机停止状态再次打开点火时，可以基于存储在闪存ROM 5中的上述标志来抑制MCU 20的操作并且可以继续用于减少由MCU 20产生的发热的操作限制。例如，标志可以被从闪存ROM 5读出，通知给操作控制单元14，并且可以执行MCU 20的操作限制。

图9是示出在MCU重启时的MCU 20和ECU 30的操作示例的信号流视图。在图8中示出的信号流视图中，操作控制单元14恢复操作模式信号和系统时钟的供应；各种传感器31和喷射器32变成发动机操作开始之前的状态；温度传感器、A/D转换器2、CPU 4、RAM 7和计时器8变成功能操作开始之前的状态；并且恢复去往闪存控制单元6和闪存ROM 5的电源供应。

当指示出过多累积时间的标志在MCU重启之前在待机期间被设置并写入闪存ROM 5中时，在MCU重启时读出标志信息并供应至操作控制单元14。操作模式控制单元15和PLL电路16基于标志信息输出模式信号和系统时钟。在标志被提供的情况下的状态中，例如，系统时钟的频率被降低以抑制CPU 4的操作并且可以执行用于抑制由MCU 20自身产生的发热的操作限制。

图10和图11是各示出此时的MCU 20和ECU 30的操作示例的流程图；图10指示出前半部并且图11指示出后半部。内部计时器在待机期间计数时间(S40)并且温度传感器1在每一个温度测量计时处测量温度(S1)。测得的温度数据通过A/D转换器2被转换成数字值(S42)。在这里，代替A/D转换器2，可以使用温度监控专用A/D转换器2_2。通过温度监控专用比较器T 19将从闪存ROM 5读取的温度阈值与经A/D转换的温度数据进行比较(S3)；当检测到超过温度阈值的温度时，时间测量开始标志被确立用于温度监控专用计时器18(S4)。在接收标志的时候，温度监控专用计时器18开始计数时间(S5)。接着，在S4之前，或者与S4或S5同时，从异常输出端口9向外界通知高温检测信号作为警告T(S6)。

温度监控专用比较器T 19通过内部计时器以恒定循环继续温度比较(S3)；当测得的温度小于阈值并且时间测量开始标志被确立用于温度监控专用计时器18时(S7)，时间测量标志被取消用于温度监控专用计时器18以停止由温度监控专用计时器18进行的计数时间(S8)。同时或在这之前和之后，从异常输出端口9解除高温检测信号(警告T)(S9)。接着，或者当时间测量开始标志未被确立用于温度监控专用计时器18时(S7)，再次返回至待机状态(S54)。

在检测到超过温度阈值的温度并向外界通知警告T之后(S6)，温度监控专用比较器L 3将由温度监控专用计时器18计数的超出高温阈值的累积时间(累积时间)与存储在闪存ROM 5中的高温时间阈值进行比较(S10)。当累积时间超出高温时间阈值时，通过异常输出端口9向外界通知累积时间过多信号作为警告L(S12)。接着，或者与S12并行地，或者在S12之前，启动MCU 20(S53)，并且将指示出累积时间超出高温时间阈值的标志通过闪存控制单元6存储在闪存ROM 5中(S51)。在存储标志之后，再次返回至待机状态(S54)。

在再次待机期间(S54)，确定点火打开或关闭(S55)；除非是点火打开的，否则在待机状态下返回至S40。在点火打开的情况中(S16)，确定标志是否被存储在闪存ROM 5中(S17)；当标志未存储时，正常启动(S60)。另一方面，当标志被存储时，再次向外界通知警告L(S18)并且在受限的操作状态下启动MCU 20(S59)。

如上所述，除了在对应于第一和第二实施例中示出的发动机操作的MCU 20的操作期间被启用的温度监控之外，还有可能通过在待机期间累积地测量超出温度阈值的时段，检测超出高温时间阈值的累积时间。据此，可以精确地预测MCU 20的寿命并且可以合适地通知警告L。

[第四实施例]

图12和图13是各示出根据第四实施例的MCU和ECU的操作示例的信号流视图；图12示出处于待机状态的操作示例并且图13示出MCU重启时的操作示例。在第三实施例中，当在待机期间检测到超出高温时间阈值的累积时间时，MCU 20启动以将标志信息通过闪存控制单元6写入闪存ROM 5内。与此相反，在第四实施例中，即使当在待机期间检测到超出高温时间阈值的累积时间时，标志信息也不即刻被写入闪存ROM 5内而是等待点火打开以重启MCU 20，它被写入闪存ROM 5。据此，可以抑制待机期间在功率消耗上的增加。为了实现这一点，温度监控专用比较器L 3包括能够保持标志信息直到MCU 20重启的保持区(例如，寄存器)。关于在温度超出温度阈值的情况下的累积时间，温度监控专用计时器18或温度监控专用比较器L 3类似地包括能够保持信息直到MCU 20重启的保持区(例如，寄存器)，并且等待MCU 20的重启，信息可以被写入闪存ROM 5内。

在如图12所示的待机状态中，类似于图8，发动机处于停止状态，CPU 4、RAM 7、计时器8、操作模式控制单元15和PLL电路16未被使用；因此，测量数据没有从各种类型的传感器31输入并且没有向喷射器32输出控制信号。操作控制单元14供应来自低速振荡电路17的备用时钟，而不是来自PLL电路16的系统时钟。此外，A/D转换器2_1和闪存控制单元6也未被使用。不同于图8，MCU 20包括低速计时器24并且以恒定间隔操作温度传感器1以测量温度。测得的温度数据通过温度监控专用A/D转换器2_2被转换成数字值并被输入至温度监控专用比较器T 19。温度阈值被从闪存ROM 5输入至温度监控专用比较器T 19的另一个输入端子。作为比较的结果，当由温度传感器1测得的温度超出温度阈值时，向温度监控专用计时器18通知标志，并且同时，通过异常检测端口9将高温检测信号向外界通知给MCU控制单元21作为警告L。当由温度传感器1测得的温度小于温度阈值时，标志被解除以停止温度监控专用计时器18的测量操作并且同时取消警告T。

另一方面，在接收标志的时候，温度监控专用计时器18测量在标志被通知的情况下的时段(高温时段)。温度监控专用计时器18接收来自闪存ROM 5的到该点的累积时间并且将在标志由温度监控专用比较器T 19通知的情况下的时段(高温时段)累积地添加至上述时段。在高温时段被添加的情况下的累积时间被输入至温度监控专用比较器L 3。高温时间阈值被从闪存ROM 5供应至温度监控专用比较器L 3的另一个输入端子。当从温度监控专用计时器18输出的累积时间超出高温时间阈值时，通过异常检测端口9将累积时间过多信号向外界通知给MCU控制单元21。

不同于第三实施例，即使当检测到超出高温时间阈值的累积时间时，指示出上述情况的标志信息也被保持在温度监控专用比较器L 3中，而没有启动MCU 20以移动至将标志信息写入闪存ROM 5内的操作。这与关于累积时间相同。累积时间在当测得的温度超出温度阈值时的时段期间被相继地更新，并且最新的值被保持在温度监控专用计时器18或温度监控专用比较器L 3中。

图13是示出当点火被从发动机停止状态再次打开以重启MCU 20时的MCU 20和ECU 30的操作示例的信号流视图。在图12中示出的信号流视图中，操作控制单元14的操作模式信号和系统时钟的供应被恢复，传感器31和喷射器32被变成发动机操作开始之前的状态，温度传感器1、A/D转换器2_1和温度监控专用A/D转换器2_2、CPU 4、RAM 7和计时器8被变成功能操作开始之前的状态，并且去往闪存控制单元6的电源供应被恢复。

MCU 20设置有选择逻辑单元25。选择逻辑单元25可以被设置为在温度监控专用电路10内的硬件或者可以被安装为由CPU 4执行的软件的功能。当指示出累积时间超出高温时间阈值的标志已经被存储在闪存ROM 5中时，选择逻辑单元25将消息传输至操作控制单元14，以限制MCU 20的操作。当标志没有存储在闪存ROM 5中时，在MCU重启之前的待机期间检测超出高温时间阈值的累积时间，并且指示出上述情况的标志信息被保持在温度监控专用比较器L 3中，选择逻辑单元25从温度监控专用比较器L 3读取标志信息并且将信息供应至操作控制单元14。在操作控制单元14中，操作模式控制单元15和PLL电路16基于标志信息输出模式信号和系统时钟。在标志被提供的情况下的状态中，例如，系统时钟的频率被降低以抑制CPU 4的操作并且限制由MCU 20自身产生的发热。与此并行地，选择逻辑单元25将从温度监控专用比较器L 3读取的标志信息通过闪存控制单元6写入闪存ROM 5内。

当累积时间被保持在温度监控专用计时器18或温度监控专用比较器L 3中时，选择逻辑单元25可以通过闪存控制单元6读取该累积时间并写入闪存ROM 5。

图14和图15是各示出此时的MCU 20和ECU 30的操作示例的流程图；图14是前半部并且图15是后半部。在待机期间，低速计时器24执行计数(S70)，并且温度传感器1在每一次超出阈值时测量温度(S1)。测得的温度数据通过温度监控专用A/D转换器2_2被转换成数据值(S72)。通过温度监控专用比较器T 19将从闪存ROM 5读取的温度阈值与经A/D转换的温度数据进行比较(S3)；当检测到超过温度阈值的温度时，时间测量开始标志被确立用于温度监控专用计时器18(S4)。在接收标志的时候，温度监控专用计时器18开始计数时间(S5)。接着，在S4之前或与S4或S5同时，从异常输出端口9向外界通知高温检测信号作为警告T(S6)。

温度监控专用比较器T 19通过低速计时器24以恒定循环继续温度比较(S3)；当测得的温度小于阈值并且时间测量开始标志被确立用于温度监控专用计时器18时(S7)，时间测量标志在温度监控专用计时器18中被取消以停止温度监控专用计时器18的时间测量(S8)。同时或在这之前和之后，从异常输出端口9解除高温检测信号(警告T)(S9)。接着或当时间测量开始标志没有被确立用于温度监控专用计时器18时(S7)，操作被移动至用于点火打开的确定的步骤(S83)。

在超过温度阈值的温度被检测到的情况下向外界通知警告T之后(S6)，通过温度监控专用比较器L 3将由温度监控专用计时器18计数的超出高温阈值的累积时段(累积时间)与存储在闪存ROM 5中的高温时间阈值进行比较(S10)。当累积时间超出高温时间阈值时，指示出上述情况的标志被存储在温度监控专用比较器L 3内的保持区(寄存器)中(S81)。接着或与此并行地或在此之前，通过异常输出端口9向外界通知累积时间过多信号作为警告L(S12)。接着，操作在处于待机状态下被移动至点火打开确定(S83)。

确定点火打开或没有(S84)，并且在没有点火打开的情况中返回至S70。在点火打开的情况中(S85)，确定标志是否被存储在温度监控专用比较器L 3中(S86)。作为结果，当标志被存储在温度监控专用比较器L 3中时，向外界通知警告L(S87)，MCU 20在其操作受限的情况下被启动(S88)，并且将指示出累积时间超出高温时间阈值的标志通过闪存控制单元6存储在闪存ROM 5中(S89)。另一方面，作为S86中的确定的结果，当标志没有存储在温度监控专用比较器L 3中时，确定标志是否被存储在闪存ROM 5中(S90)，并且当标志没有存储在那里时，MCU 20被正常启动(S93)。另一方面，当标志被存储在那里时，再次向外界通知警告L(S91)，并且MCU 20在其操作被限制的情况下被启用(S92)。

如上所述，不同于第三实施例，在待机期间未执行向闪存ROM 5中写入并因此能够以低功率消耗监控温度。

虽然图14和图15中省略了说明，但是到达高温时间阈值之前的累积时间被重写并保持在闪存ROM 5中。关于这个，在待机期间更新的累积时间被保持在温度监控专用计时器18或温度监控专用比较器L 3内的保持器(寄存器)中并且在MCU 20的重启时被写入闪存ROM 5中。

备选地，在保持标志、检测在温度监控专用比较器L 3内的保持区(寄存器)中的在待机状态期间超出高温时间阈值的累积时间并且保持在温度监控专用计时器18内的保持区(寄存器)中的在待机期间更新的累积时间时，存在有在打开点火的情况下关闭ECU 30的电源的情况。还有在该情况中，为了避免丢失保持的信息，MCU 20应该被间歇地启动以将包括被保持在保持区内的标志和累积时间在内的信息写入闪存ROM 5内。备选地，在检测到关闭去往ECU 30的电源的用户操作之后，诸如被保持在保持区中的标志和累积时间等的信息可以优选地在实际停止去往ECU 30的电源供应之前被写入闪存ROM 5内。

如上所述，虽然已根据实施例具体地描述了由本发明人等做出的本发明，但不用说的是本发明不限于这些而是各种修改都可能在范围内而不脱离其精神。

例如，作为非易失性存储器的一个示例，使用了闪存ROM，但可以使用任何其他的非易失性存储器。指示出累积时间超出高温时间阈值的标志当它一旦被检测到时就绝不被解除，并因此，它可以被写入可一次写入的熔断格式的ROM中。