JP5075313B2 - 構成可能なスペクトル拡散通信装置のためのコンフィギュレーションを生成する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本出願は、２０００年１月２８日に出願された米国仮特許出願番号６０／１７８，８２８の優先権を請求するものである。
【０００２】
（背景技術）
本発明は、通信分野に関する。特に、本発明は、構成可能な電子装置を構成する装置及び方法に関する。
【０００３】
無線通信には、消費者及びビジネス市場において広範なアプリケーションがある。スペクトル拡散技術は、無線通信システムの送信方法として普及している。多くのスペクトル拡散通信アプリケーション／システムには、固定無線、免許不要（ＦＣＣ）無線、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、コードレス電話技術、パーソナル基地局、テレメトリー、移動式無線、及び他のデジタルデータ処理アプリケーションがある。これらのアプリケーションの各々はスペクトル拡散通信を利用しているが、一般的に、様々な信号処理操作、例えば、符号化及び復号化、変調及び復調などについては、独自の互換性のないプロトコルを利用している。これらの独自の互換性のないプロトコルは、独自のハードウェア、ソフトウェア、及び通信プロトコルの方法論を必要とする場合が多い。このような方法は、設計、試験、製造、及びインフラ・リソースの点で費用がかかる場合がある。
【０００４】
各スペクトル拡散通信アプリケーションの間の差異に加えて、特定のスペクトル拡散通信アプリケーション内で実質的な差異が経時的に生じる。例えば、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ）セルラー式スペクトル拡散無線アプリケーション内では、著しい変化が経時的に生成している。これらの変化は、異なるバージョン及び性能レベル、例えば、暫定規格−９５（ＩＳ−９５）ＣＤＭＡ、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）、３ＧＰＰ等で急増している。この無線通信におけるニーズ及び機会に焦点を合わせた産業リソースが増えるにつれて、改良及び新しい規格が登場する速さが増している。残念ながら、全てのこれらの要因は、結果的には、任意の１つの時点では世界中で最小限の不統一を生じる。例えば、異なる国、異なるサービスプロバイダは、特定の通信プロトコルバージョンに対する独自の専用システムを使用する場合が多い。
【０００５】
単一の装置がスペクトル拡散通信プロトコルにおける差異及び各々のプロトコル内の差異を経時的に克服することができれば、共通の解決策を提供することができるであろう。このような装置は、機能及びアプリケーションの多様な差異に適応させるためには、実質的に事実上「汎用性」があることが必要であろう。しかし、このような汎用装置であれば、一般に、それ自体で、例えば製造された状態では様々なアプリケーションのいずれも実行できない。このことは、専ら潜在的なアプリケーションに関する普遍性のトレードオフを要求する、従って、特定のスペクトル拡散アプリケーションを実行するために、汎用スペクトル拡散装置の制限を克服する方法に対する必要性がある。
【０００６】
汎用スペクトル拡散装置の固有の両義性を許すと、特定のアプリケーションに合わせて汎用スペクトル拡散装置を用意するには、かなりの量の外部コントロールを利用できる。ユーザは、手動で外部コントロールを汎用スペクトル拡散装置に対して行うことができるが、時間が掛かる上に十分ではないであろう。更に、必要とされる汎用装置の複雑性を許して、広範囲の複雑でコンピュータを使用するアルゴリズムデータ処理操作を実行するのを可能にすると、このような手動による処理がうまく行くことはないであろう。従って、汎用スペクトル拡散装置の手動プログラミングの制限を克服する方法に対する必要性がある。
【０００７】
更に、このような装置における高品質の変数及びサブコンポーネントを許すと、ハードウェア・リンク及び変数割り当ての多様な順列組み合わせが可能になるであろう。従って、エラー、故障、誤動作、又は動作不能さえ生じる可能性が高いであろう。更に、汎用スペクトル拡散装置に関する適切なタイミング及びシーケンス、メモリアドレス指定、及び調整用アルゴリズム割り当て等の他の複雑な問題が手に負えそうにない作業であることが分かるであろう。従って、完全なセットの可能性のあるハードウェア・シーケンス及び変数割り当ての順列組み合わせを取り扱うことの問題を克服する方法に対する必要性がある。
【０００８】
特定のアプリケーションのための汎用装置を無事にセットアップできたとしても、セットアップの確認は難しいであろう。例えば、装置は、変数の１つのシナリオで満足に動作する場合もある。しかし、この動作は、別のシナリオでは装置の正常な動作を保障しない場合もある。従って、特定のアプリケーションのための外部コントロールを受ける汎用装置の動作を確認及びシミュレートを行う方法及び装置に対する必要性がある。
【０００９】
（発明の開示）
本発明は、特定のスペクトル拡散アプリケーションを実行するために汎用スペクトル拡散装置の制限を克服する方法及び装置を提供する。更に、本発明は、特定のアプリケーションを実行することができるように汎用スペクトル拡散装置の外部コントロールを効率的に管理する。更に、本発明は、汎用スペクトル拡散装置のための、完全なセットの可能性のあるハードウェア・リンク及び変数割り当ての順列組み合わせを取り扱う際の種々の問題を克服する解決策を提供する。また、本発明は、特定のアプリケーションのための外部コントロールを受けた汎用装置の動作の確認及びシミュレートを行う方法及び装置を提供する。
【００１０】
特に、本発明は、構成可能なスペクトル拡散装置のためのコンフィギュレーションを生成する装置及び方法を提供する。プロセッサ及びコンピュータ読み取り可能なメモリを有する演算要素で実行される方法は、構成可能な通信装置により実行される、所望の機能及び所望の機能内の所望のオペレーションを識別する入力を受信する第１の段階から始まる。次の段階において、演算要素は、所望のオペレーションの信号伝達経路を生成する。次に、構成可能な通信装置内の所望のオペレーションを演算要素又は１組の演算要素上にマッピングする。本実施形態の演算要素は、局在制御を行い、機能固有である。所望の機能を可能にするのに必要な複数の動作を満足するために、前述の段階を繰り返す。次に、協働で所望の機能を可能にする複数のオペレーションの各々のための演算要素全体にわたって信号伝達経路及びマッピング・オペレーションを可能にするために、構成可能な電子装置の構成可能な相互接続を構成する。
【００１１】
本発明の第２の実施形態は、プロセッサ及びプロセッサに接続されたコンピュータ読み取り可能なメモリを有する電子装置を提供する。電子装置は、プロセッサを使用して実行される場合に第１の実施形態の前述の方法を可能にするコンピュータ読み取り可能なメモリ上に格納されている命令及びデータを含む。コンフィギュレーション情報を構成可能な通信装置に供給する方法及び装置は、１つの実施形態ではプログラミング・インタフェースと呼ばれる。
【００１２】
本発明の前述及び他の目的及び利点は、種々の図面にも例示されている好適な実施形態の以下の詳細な説明を理解することで当業者に明かになるであろう。
【００１３】
本明細書の図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を成す。図面は、本発明の実施形態を示し、詳細な説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。本説明で参照する図面は、特に記載しない限り、一定の縮小比で描かれたものではないことを理解されたい。
【００１４】
（発明を実施するための最良の形態）
以下に本発明の好適な実施形態を詳細に参照する。好適な実施形態の実施例は添付図面に示されている。好適な実施形態に関連して本発明を説明するが、本発明は、好適な実施形態に限定されることを意図していないことを理解されたい。むしろ、本発明は、特許請求項の範囲によって定義されているように、本発明の技術思想及び範囲内に含むことができる変形例、変更例、及び均等物を包含することが意図されている。更に、本発明の以下の詳細な説明において、本発明を完全に理解するために、多くの特定の詳細内容が示されている。しかし、当業者であれば、本発明は、これらの詳細内容なしで実施できることが理解できる筈である。また、公知の方法、手順、構成要素、及び回路は、本発明の態様を不必要に曖昧にしないよう詳細に説明されていない。
【００１５】
本発明は、コード・シーケンスを利用する種々のデジタル式スペクトル拡散無線通信システム又は技術において実施できる。コード・シーケンスは、これに限定されるものではないが、フィルタリング、検索、変調、及び復調を含む、多機能無線通信において利用される。コード・シーケンスを利用するシステム又は技術には、これに限定されるものではないが、固定無線、免許不要無線（ＦＣＣ）システム、無線式ローカル・エリア・ネットワーク（Ｗ−ＬＡＮ）、携帯電話技術、パーソナル基地局、テレメトリー、移動式無線、及び他のデジタルデータ処理のアプリケーション（用途、応用例、使用）が含まれる。本発明は、固定無線、Ｗ−ＬＡＮ、携帯電話技術、及びパーソナル基地局アプリケーションに関する、基地局等の送信器及び端末等の受信器の両方に適用できる。
【００１６】
特に、本発明を適用することができる１つの固定無線アプリケーションは、大都市マルチポイント配信システム（ＭＭＤＳ）である。種々の例には、無線ケーブル放送、又は双方向無線ローカルループ（ＷＬＬ）がある。本発明を適用することができるデジタル化音声及びデータパケットを伝送できるＷ-ＬＡＮの幾つかの例には、オープンエア（Ｏｐｅｎ Ａｉｒ）及び電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）仕様８０２．１１ｂがある。更に別の実施形態において、本発明を適用することができる免許不要ＦＣＣアプリケーションの特定の例には、コードレス電話技術製品を含むことができる、産業、科学、医療用帯域（ＩＳＭ）装置がある。パーソナル基地局は、コードレス又はセルラー方式のいずれかの電話技術無線通信規格を利用することができる。最後に、本発明を適用することができる携帯電話技術システムには、ＩＳ−９５、ＩＳ２０００、ＡＲＩＢ、３ＧＰＰ−ＦＤＤ、３ＧＰＰ−ＴＤＤ、３ＧＰＰ２、１ＥＸＴＲＥＭＥ、又は他のユーザ定義式プロトコルが含まれるが、これらに限定されるものではない。本明細書で開示される例示的なスペクトル拡散アプリケーションで利用されるコード・シーケンスの範囲は、現在の構成可能なコード生成器ユニットが適用可能な機能のクラスを定義するのに有用である。
【００１７】
コンフィギュレーションシステム
ここで図１Ａを参照すると、本発明の１つの実施形態によるコンフィギュレーション
（構成）システムのブロック図が示されている。コンフィギュレーションシステム（又はプログラム・インタフェースシステム）１００ａは、外部プロセッサ装置１０２及び構成可能な通信装置１０４を含む。外部プロセッサ装置１０２は、構成可能な通信装置のためのメモリに格納されているコンフィギュレーション情報１０３を含む。１つの実施形態において、外部プロセッサ装置はワークステーションである。
【００１８】
本実施形態において、構成可能な通信装置は、回線１０７によって接続されている２つの演算（コンピューティング）要素１０６及び１０８を含む。１つの実施形態の回線１０７は、素子１０６及び１０８、又はその一部を選択的に接続することができる構成可能な相互接続である。例示的な構成可能な通信装置１０４は、係属中の米国特許出願番号 「動的に再構成可能な論理を使用する無線式スペクトル拡散通信プラットフォーム」（代理人整理番号第９８２４−００３５−９９９）に示されている。この関連出願は、本出願人に譲渡されており、引用によって本明細書に組み込まれている。
【００１９】
外部プロセッサ装置１０２からのコンフィギュレーション情報１０３は、インタフェース１０９を介して構成可能な通信装置に送信される。１つの実施形態において、インタフェース１０９は、外部プロセッサ装置１０２と構成可能な通信装置１０４とを接続する有線通信回線である。しかし、別の実施形態において、インタフェース１０９は、コンフィギュレーション情報１０３を構成可能な通信装置へ供給する電子記憶媒体、例えば、ＣＤ-ＲＯＭ及びホスト装置である。更に別の実施形態において、インタフェース１０９は、外部プロセッサ装置１０２からの無線送信、又は無線基地局又は無線試験プラットフォーム等の他の通信装置である。
【００２０】
本発明の別の態様において、本実施形態に関して、コンフィギュレーション情報は、構成可能な通信装置１０４が現場での動作のために製造及び／又は最初にプログラムされる時に供給される。しかし、別の実施形態において、コンフィギュレーション情報は、構成可能な通信装置１０４が現場で動作中に動的に供給される。
【００２１】
外部プロセッサ
図１Ｂを参照すると、本発明の１つの実施形態による、外部プロセッサ装置によって実行されるコンフィギュレーション生成機能のブロック図が示されている。ブロック図１００ｂは、最終的には構成可能な通信装置１０４を構成するようになっている、図１Ａのコンフィギュレーション情報１０３を生成するための例示的な機能的基準を提供する。
【００２２】
機能ブロック図１００ｂは、データ及び命令入力を受信することができ、コンフィギュレーション出力を供給することができるコンフィギュレーション生成機能ブロック１１０を含む。特に、データ入力は、図１Ａの構成可能な通信装置１０４のユーザ所望のコンフィギュレーションを参照する。対照的に、命令入力は、構成可能な通信装置１０４によって実行されることが望まれているアプリケーションのための命令である。このような命令入力の一例は、業界規格、通信プロトコルなどである。相補的な方法において、ユーザにより供給されるデータ入力は、アプリケーションプロトコルの限界内で動作すると共に、アプリケーションプロトコル内の許容範囲によって許容される独自開発のアルゴリズム及び方法論を含むことができる。最後に、コンフィギュレーション出力は、図１Ａの構成可能な通信装置１０４が、ユーザのアプリケーション用入力データ及び命令データに応じて動作するのを可能にする、コンフィギュレーション生成機能ブロック１１０によって生成されるコンフィギュレーション情報を参照する。
【００２３】
本実施形態のデータ入力には、１）構成可能な通信装置１０４の所望のアプリケーション１１４ａ、２）構成可能な通信装置１０４により実行される所望の機能１１４ｂ、３）構成可能な通信装置１０４にて受信される、所望の期待入力１１４ｃ、４）構成可能な通信装置１０４により生成される所望の出力１１４ｄ、５）ユーザ定義可能な独自開発の方法論及び一般の方法論に適応することができる構成可能な通信装置内の所望のパラメータが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
ユーザにより供給されるデータ入力の一例として、ユーザは、構成可能な通信装置が構成されることになる「無線ローカルループ（ＷＬＬ）」として、所望のアプリケーション入力１１４ａを供給できる。同様に、所望の機能入力１１４ｂは、汎用の構成可能な通信装置１０４を動作させるためにコンフィギュレーション情報を決定する必要がある「変調機能」としてユーザによって定義できる。所望の入力１１４ｂは、構成可能な通信装置内の変調のために構成されている演算要素（コンピューティングエレメント）においてデータが受信されると予想されるフォーマットを参照することができる。この入力フォーマットは、その後の変調機能のためのデータを準備及びフォーマットする、他の独自開発又は独自のユーザ定義データ処理方法を反映できる。所望の処理１１４ｄは、ユーザにより望まれる出力データのフォーマットである。ある意味では、通信プロトコルは、複数の装置の間でデータがインタフェース接続されるフォーマット及び方法を狭義に定義できるが、装置自体の中にあるデータを処理するフォーマット及び方法は、ユーザ（例えば、その装置のユーザ）に開放されている。この点に関して、ユーザは、例えば、サービス品質（ＱＯＳ）、電力使用量等の固有の交換条件の利用と言ったユーザの必要性に適したユーザ定義の独自開発の又は独自開発以外の、アルゴリズム及びオペレーション（処理、演算、操作）を開発及び実施することができる。
【００２５】
コンフィギュレーション生成機能ブロック１１０に供給される命令入力には、１）機能ライブラリ入力１１６ａ、２）構成可能な通信装置用演算リソース入力１１６ｂ、及び３）プロトコルフォーマット入力１１６ｃが含まれるが、これらに限定されるものではない。機能ライブラリの一例としては、構成可能な通信装置１０４によって適応されるデフォルトコンフィギュレーション又は機能を含むことができる。１つの実施形態において、機能ライブラリ入力１１６ａとしては、複数のアプリケーション間で共通であり、従ってユーザによる狭義の調整に適応する機能を挙げることができる。演算リソース入力１１６ｂの一例としては、任意の構成可能な通信装置、例えば、図１Ａの装置１０４に関して利用可能な演算素子（例えば、図１Ａの演算要素１０６及び１０８）の数、任意の構成可能な相互接続の柔軟性を挙げることができる。最後に、プロトコルフォーマット入力１１６ｃの一例としては、例えば、構文、フォーマット、タイミング等のユーザが構成可能な通信装置が準拠することを望む、プロトコルによって決定される規則及び定義を挙げることができる。
【００２６】
コンフィギュレーション生成機能ブロック１１０により生成される出力には、１）コンフィギュレーションマッピング１１８ａ、２）タイミングシーケンス１１８ｂ、３）相互接続マッピング１１８ｃ、及び４）クロック速度１１８ｄが含まれるが、これらに限定されるものではない。コンフィギュレーション生成機能ブロック１１０により生成されるコンフィギュレーションマッピング１１８ａの一例には、選択的な相互接続設定、構成可能な装置を有効にするビット語、論理機能用閾値等が含まれる。この情報は、例えば図１Ａの１０６及び１０８の演算要素、並びにそのサブコンポーネントに供給される。更に、この情報は、処理サイクルの異なる時間にこれらの要素及びサブコンポーネントに供給される。タイミングシーケンス１１８ｂには、特定の演算要素が特定のコンフィギュレーションを実行できる時期、特定の演算要素が選択的に接続される時期、及びオペレーション（処理、演算、操作）及び機能を実行する自律性を特定の演算要素に付与する時期等の情報が含まれる。最後に、相互接続マッピング１１８ｃの一例には、演算要素がどのように相互接続されているか、及び演算要素のどのサブコンポーネントが相互接続されているかを定義する情報が含まれる。例示的なユーザ定義可能なデータ入力１１４ａから１１４ｅ、命令入力１１６ａから１１６ｂ、コンフィギュレーション入力１１８ａから１１８ｄは、特許出願「動的に再構成可能な論理を使用する無線式スペクトル拡散通信プラットフォーム」の詳細な説明の部分及び添付表Ａに示されており、この開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
【００２７】
図２を参照すると、本発明の1つの実施形態による、ユーザを構成可能な異種マルチプロセッサ装置とインタフェース接続するのに使用されるコンピュータシステムのブロック図が示されている。コンピュータシステム１２０ａは、図１Ｂのコンフィギュレーション生成機能ブロック１１０を有効にする図１Ａの外部プロセッサ１０２の例示的な手段をもたらす。
【００２８】
コンピュータシステム１２０ａは、情報を送信するためのコントロール／データバス２０２と、バス２０２に接続されている情報及び命令を処理するためのプロセッサ２０４と、バス２０２に接続されている情報及び命令を格納するためのメモリ装置２０６とを含むコア演算装置２２０を備える。メモリ装置２０６は、プロセッサ２０４のための一時的な情報及び命令を格納するためのランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）等のメモリ構成を含むことができる。
【００２９】
相補的に、不揮発性メモリ２０８は、プロセッサ２０４用の静的情報及び命令を格納するためのリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）であるメモリ構成を含むことができる。データ記憶装置２１０は、プログラム命令及び大きなデータベース形式の情報を格納することができる。
【００３０】
また、コンピュータシステム１２０ａは、随意的な表示装置２１８を含む。表示装置２１８は、アナログ又はデジタル式表示装置等の任意の形式のディスプレイとすることができる。また、コンピュータシステム１２０ａは、バス２０２に接続されている随意的な入力装置２１６を含むことができる。随意的な入力装置２１６には、キーボードといった任意の入力装置等の英数字入力装置、又はマウス等のカーソル制御装置を挙げることができる。随意的な入力／出力信号装置２１２は、コンピュータシステム１２０ａからのシリアルポート等の通信インタフェースを提供する。
【００３１】
バス２０２は、コンピュータシステム１２０ａ内の装置の例示的な接続構成を提供する。バス２０２は、明確にするために単一のバス回線で示されている。当業者であれば、バス２０２は、適切な装置間の命令及びデータの通信のための特定のデータ回線及び／又は制御回線のサブコンポーネントを含むことが理解できる。更に、当業者であれば、バス２０２は、パラレル構成、シリアル構成とすることができること、及び、バス２０２は、相互接続、ゲートウェイ、及び／又は所定のアプリケーションに適する自動中継器を含むことが理解できる。
【００３２】
また、コンピュータシステム１２０ａは、例示的なものであり、本発明は、汎用コンピュータシステム、専用ワークステーション、埋込式コントロールシステム等の複数の異なるシステムにおいて動作可能であることを理解されたい。更に、本発明は、例示的なコンピュータシステム１２０ａと同様の構成要件を有するインテリジェント装置のホストを使用するのに好都合である。
【００３３】
処理実行フローチャート
図３を参照すると、本発明の１つの実施形態による、構成可能なスペクトル拡散電子通信装置のコンフィギュレーションを設計するのに使用される処理フローチャートが示されている。
【００３４】
フローチャート３０００は、本発明を可能にするためにコンフィギュレーションシステム１００ａ、機能ブロック図１００ｂ、及びコンピュータシステム１２０ａが調和して動作できる、例示的な段階及び例示的な段階シーケンスを規定する。本フローチャートは、構成可能な通信装置のための有効で堅牢かつ適時の構成オペレーションを促進する。一般的に、フローチャート３０００は、直前のデータを使用して実行される。
【００３５】
フローチャート３０００は、段階３００２から始まる。本実施形態の段階３００２において、構成可能な装置に関する所望の機能を識別するコンピュータにおいて入力を受信して実行する。例えば、１つの実施形態において、ユーザは、図１Ｂに規定されるように、変調、復調、符号化、又は復号化等の通信（演算）機能を選択することを必要とする場合がある。しかし、本発明は、構成可能なハードウェアの動作範囲内の任意の形式の機能を実行するのに好都合である。１つの実施形態において、段階３００２は、図２のコンピュータシステム１２０ａに供給される図１Ｂの入力１１４ａによって実行され、ユーザは、随意的な入力装置２１６を介して、又は図２のコンピュータシステム１２０ａのメモリ装置２０６、２０８、又は２１０から入力データを供給する。１つの実施形態において、ユーザは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ言語等のソフトウェア機能ライブラリ入力１１６ａ内で適応される、段階３００２に関する任意の所望の機能を入力できる。
【００３６】
特に、ユーザは、アーキテクチャ固有の柔軟性を利用するための拡張可能なデータ形式の概念を利用して、インタフェースの階層的手法を利用することができる。所望の機能は変調等の高レベルの機能とすることができ、これは更に、アプリケーションに望まれと共に、機能ライブラリ入力１１６ａにおいて利用可能なプログラムのレベルに応じて、より離散的なサブ機能に細分化できる。引用によって本明細書に組み込まれている、特許出願「動的に再構成可能な論理を使用する無線式スペクトル拡散通信プラットフォーム」の添付表Ａには、モデム及び符複合化機能、及びプログラム可能性の例示的なリストが示されており、そのために図１Ａのハードウェアカーネル（又は演算要素）１０６及び１０８は、例示的なスペクトル拡散アプリケーション用に構成することができる。本発明は、段階３００２によってプログラムすることができる、広範囲のデータ処理機能及びカーネルに好都合である。段階３００２は、フローチャート３０００のその後の段階で使用できるように、図２の随意的な表示装置２１８上のグラフィック・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を介して、ユーザにこれらのサブ機能又はオペレーションリストを規定できる。
【００３７】
本発明の実施形態において、機能リストは、図１Ａの演算要素１０６及び１０８に対する１対１の対応をもたらし、従って、図１Ａの演算要素１０６及び１０８によって制限される。しかし、本発明は、機能細分度の変動レベルを有する段階３００２を実行するのに好都合である。例えば、一般的なＷＣＤＭＡアプリケーションにおいては、支配的な演算は５つの主要な信号処理機能、即ちチップ適合フィルタ、コードエポック検索、チップ復調／逆拡散、シンボルレート処理、及びチャンネル復号化に集中している。ユーザは、これらのグループ間の相互接続を完全に変更すること、又は構成可能な通信装置内のインタフェースを利用してそのグループを迂回することができる。このようにして、演算カーネルの各アイランドの間のデータフロー特有の構成可能な相互接続の能力を完全に利用できる。段階３００２に続いて、フローチャート３０００は段階３００４へ進む。
【００３８】
本実施形態の段階３００４において、コンピュータは、構成可能な装置に関する、所定の機能内の所望のサブ機能を識別するか、又は所定のサブ機能内の所望のオペレーションを識別する入力を受信して実行する。１つの実施形態において、段階３００４は、段階３００２と同じ方法で実行される。ユーザは、図１Ｂの機能ライブラリ入力１１６ａとして供給されるプログラミングガイドに適応する所望のサブ機能（もし存在すれば）を入力できる。プログラミングガイドは、任意の適切なプログラム言語とすることができる。例えば、本発明の１つの実施形態は、ユーザがモデム及び符号化機能を選択することができる、データカーネル仕様リスト内の機能リストを規定する。データカーネル仕様リストは、引用によって本明細書に組み込まれている係属中の特許出願「動的に再構成可能な論理を使用する無線式スペクトル拡散通信プラットフォーム」の添付表Ａに説明されている。１つの例として、ユーザは、広範な変調機能内のコード変調のサプ機能を選択することができる。段階３００４に続いて、フローチャート３０００は段階３００６へ進む。
【００３９】
本実施形態の段階３００６において、所望の機能に関する所望の設定値を識別する入力を受信する。段階３００６の入力には、演算要素、例えば、図１Ｂの要素１０６及び１０８において実行される機能に望まれる入出力（Ｉ／Ｏ）パラメータ３００６ａが含まれるが、これに限定されるものではない。同様に、段階３００６の入力には、図１Ａの構成可能な通信装置１０４の演算要素によって実行される機能の内部操作パラメータを決定するパラメータ及びフォーマット入力３００６ｂが含まれる。仕様リストは、構成可能な装置のユーザ特有のコンフィギュレーションを設計するのに利用できる種々の入力、出力、及び機能パラメータを規定できる。本発明は、特定の入力、出力、及びパラメータの選択に対応するが、本発明は、所定のアプリケーションに対して望まれるような、広範なオプションを使用するのに好都合である。また、１組の利用可能なリソース｛Ｒｉ｝入力３００６ｃは、評価のために段階３００６に供給される。入力３００６ｃは、１組の基本初期演算カーネル、例えば、図１Ａの構成可能な通信装置１０４の演算要素１０６及び１０８を表す。利用可能なリソース｛Ｒｉ｝は、予想機能と、サブ機能と、プロトコル差異、潜在的なアルゴリズム柔軟性ニーズ、予測される将来的アルゴリズム及びプロトコルの発展、及び不確定項目に必要なオペレーションとに基づいて通信装置の設計に提供される。１つの実施形態において、所定の構成可能な装置のリソースは、図２のコンピュータシステム１２０ａのメモリ内に静的に提供できる。もしくは、所定の構成可能な装置のリソースは、コンピュータシステム１２０ａによる接続配置（無線式又はシリアル／バスハードウェア）を介して、構成可能な装置のポーリング構成要素、例えば通信装置１００ａによって動的に決定できる。段階３００６に続いて、フローチャート３０００は段階３００８へ進む。
【００４０】
本実施形態の段階３００８において、所望のオペレーションの信号伝達経路（又はダイアグラム）が生成される。信号伝達経路は、任意の機能に対するインタフェース、例えば、選択されている入力／出力の形式及びフォーマットのリストである。１つの実施形態において、段階３００８は、任意の構成可能な通信装置で利用可能な許容されている相互接続を用いて、構成可能な要素（例えば、図１Ａの要素１０６及び１０８）間の所望の相互接続性を選択的に適合させる図２のプロセッサ２０４によって実行される。つまり、１組の許容されている接続｛Ｃｉ｝入力３００８は、評価のために段階３００８に供給される。本実施形態において、許容されている１組の接続｛Ｃｉ｝、例えば、構成可能な装置の階層的相互接続コンフィギュレーションは、プログラミングガイド、例えば、図１Ｂの機能ライブラリ１１６ａによって供給される。入力３００８ａは、例えば、図１Ａの構成可能な相互接続１０７を介して、ハードウェアカーネル内、及びハードウェアカーネル間にもたらされる再構成能力量を表す。
【００４１】
段階３００８は、初期システムデータフローの作成を含む。初期システムデータフローは、書き込まれた仕様及びシステムシミュレーションから作成することができる。初期システムデータフローから、特定のアルゴリズム・スレッドが識別される。本実施形態において、特定のスレッドは、演算の複雑性の等級序列によって識別される。支配的な演算が５つの主要な信号処理機能に集中している一般的なＷＣＤＭＡアプリケーションの等級序列の１つの実施形態には、チップ適合フィルタリング、コードエポック検索、チップ復調／逆拡散、チャンネル復号化、及びシンボルレート処理が含まれる。一般に、これらのアルゴリズム・スレッドは、何百万回／秒の処理（ＭＯＰＳ）で構成されるアルゴリズムを必要とする。例示的なスペクトル拡散アプリケーションは、これらのアルゴリズムをＭＯＰＳに基づいて５つのカテゴリにグループ化できる。これらのグループには、１）チップレート・プロセッサグループ、２）シンボル−シーケンス・プロセッサグループ、３）パラメータ評価・プロセッサグループ、４）チャンネル−エレメント（マルチフィンガー）・プロセッサグループ、及び、５）フロントエンド・プロセッサグループがある。ユーザには、バイバス機構及び／又はコプロセッサ・インタフェースを介して、プロセッサグループを迂回する選択肢がある。階層的相互接続性の概念を用いて、本発明は、ユーザが好適なハードウェア−ソフトウェアの区分化境界を定義する際に大幅な柔軟性をもたらす。本実施形態において、この境界は、実際には、図２のプロセッサ１２０ａ等のホスト命令設定プロセッサ、及び図１Ａの構成可能な装置１０４等の構成可能な通信装置の形式、能力、性能、及び演算効率に基づいて経時的に変化することができる。
【００４２】
段階３００８における許容相互接続は、プロトコル差異、潜在的なアルゴリズム柔軟性ニーズ、予測される将来的アルゴリズム及びプロトコルの発展、及び不確定項目に起因する予想柔軟性に基づいて通信装置の設計のために提供される。
１つの実施形態において、所定の構成可能な装置に関する許容されている接続｛Ｃｉ｝は、コンピュータシ１２０ａのメモリ内に静的に供給できる。もしくは、所定の構成可能な装置の許容接続｛Ｃｉ｝は、コンピュータシステム１２０ａによる接続配置（無線式又はシリアル／バスハードウェア）を介して、構成可能な装置のポーリング構成要素、例えば通信装置１００ａによって動的に決定できる。段階３００８は、段階３００８において有効化された接続に対応して、１組の通信プリミティブを実行ファイル出力３００７へ提供する。実行ファイル３００７は、ハードウェアカーネルにおける基本データ及び制御構造セットからの機能の構築方法を説明する。特に、段階３００８は、実行ファイル出力３００７の機能によりデータ経路コンフィギュレーションの抽象概念の構築方法を含む。
【００４３】
これらのインタフェースの図を、例えば、リスト、状態マシン、又は表でもって与えることによって、必要であれば、シーケンシャル・ファンクションとハードウェア装置との間のデータ形式の互換性をチェックして訂正することができる。つまり、段階３００８は、操作性及び効率のレベルを与える実行機能の品質制御方法を規定する。機能及びサブ機能のインタフェースを高度に追跡することによって、コンピュータは、順序付けされていないユーザ選択の機能又はサプ機能のリストを適切に順序付けすることができる。１つの実施形態において、段階３００８は、図２のコンピュータシステム１２０ａのブロック２０６、２０８、又は２１０等の記憶装置のメモリ内にデータ形式を格納して、プロセッサ２０４を介してインタフェースを適合させることによって実行される。段階３００８に続いて、フローチャート３０００は段階３０１０へ進む。
【００４４】
本実施形態の段階３０１０において、ローカル制御を有する機能固有の（機能に固有の）演算要素上に所望のオペレーションをマッピングする。１つの実施形態において、段階３０１０は、段階３００２及び段階３００４において選択された所望の機能及び／又はサブ機能、及びオペレーションを、所定の構成可能な装置の利用可能なハードウェアリソースに適合させるプロセッサ０２０４によって実行される。
【００４５】
基本的に、マッピング段階３０１０は、機能を適切なアーキテクチャを備えるハードウェアカーネルに関連づけする。特に、段階３００６で選択されるパラメータは、可能性のあるサブ機能又はオペレーションのクラス内の特定のサブ機能又は演算に対するハードウェアカーネルを更に構成する。このシナリオは、特定のアプリケーションで使用されると共に、個々のハードウェアカーネルを設計できる再構成可能性の範囲内で使用される異なる機能に関する種々の数学的、演算的、及び論理的分類化のために存在する。
【００４６】
例示的な実施形態において、段階３００２から段階３０１２は、関連づけされた異なる通信プロトコルに対応する異なるパラメータを備える逆拡散及び均等化機能のクラスに適応できる。本実施形態は、各プロトコルの間の逆拡散及び均等化の差異に適応するのに十分な再構成可能性を備えるハードウェアカーネル（又は演算要素）を規定する。従って、再構成可能性のパラメータは、所望の選択のためにユーザに供給される。段階３０１０は、ハードウェアカーネル及びその再構成可能特性に対応して、所望の機能及び／又はサブ機能を満足するのに適当な利用可能なリソースを指定することによって、１組の拡張可能なデータ形式をファイル出力３００７へ供給する。利用可能なリソースの外に、段階３０１０には他の入力を考慮することができる。例えば、段階３０１０には、演算要素１０６のローカル制御装置（図示せず）を考慮することもできる。ハードウェア構成要素（例えば、図１Ａの演算要素１０６及び１０８）は、実質的に局在（局部的に）制御されるオブジェクト指向装置なので、アルゴリズム的な特定の構成要素を有するマルチプロセッサ内の利用可能なリソースに対する所望の機能のマッピングは、特に相補的である。
【００４７】
段階３００２から段階３０１０に適用される簡単な実施例として、ユーザは、段階３００２で変調機能を選択し、段階３００４で統合及びダンプ・サブ機能を選択する。これらの入力により、セット｛４、８、１６、３２、６４、１２８、２５６｝からの統合長さの差異は、可能性のあるパラメータ選択範囲として供給できる。ユーザがＧＰＰ規格を実行している場合、段階３００６で入力される例示的なパラメータ選択は、特定のモードに関する規格の要求に応じ、６４ビットの統合長さであろう。その後、段階３０１０で信号伝達経路がもたらされ、機能の統合及びダンプクラスに対して設計されるカーネルは、適切なパラメータ設定状態で段階３００８においてマッピングされる。本実施例は、特定の機能及びパラメータ差異に対して適用されるが、本発明は、広範なアプリケーション、機能、及びサブ機能に好都合である。段階３０１０に続いて、フローチャート３０００は段階３０１２へ進む。
【００４８】
本実施形態の段階３０１２において、照会は、追加のサブ機能又はオペレーションが要求されているか否かを決定する。追加のサブ機能又はオペレーションが要求されていない場合、フローチャート３０００は、段階３０１６へ進む。しかし、追加のサブ機能又はオペレーションが要求されている場合、フローチャート３０００は、段階３０１３へ進む。段階３０１２は、構成可能な装置内の完全な機能に対応するために、例えば、通信装置内のモデム機能を構築するのに必要なサブ機能及びオペレーションの数量及び形式を繰り返して構築するロジックをもたらす。
【００４９】
段階３０１３は、段階３０１２で追加のサブ機能又はオペレーションが必要な場合に生じる。本実施形態の段階３０１３において、照会は、リソースの時分割が必要か否かを決定する。即ち、所望のサブ機能又はオペレーション、及びその処理速度要件に応じて、及び構成可能な装置の所定の構成要素の処理速度に応じて、構成要素は、システムサイクル内でアイドル時間を有して、追加のオペレーションに適応することができる。例えば、図１Ａの演算要素１０６は、直接、構成可能な通信装置１０４のホストプロセッサ（図示せず）から構成でき、規格等の巨視的パラメータ、又はサーチ関係子に関する統合ウインドウ等の微視的パラメータに応じて多重モードで動作するようになっている。モデム及び符複合化機能の例示的な順序づけは（引用により本明細書に組み込まれている、係属中の特許出願「動的に再構成可能な論理を使用する無線式スペクトル拡散通信プラットフォーム」の添付表Ａで説明されている）、所望のオペレーション及びデータフローの形式に応じてハードウェアカーネル及び相互接続を構成することによって、種々のトランシーバ信号経路を実現する。段階３０１３に続いて、フローチャート３０００は段階３０１４へ進む。
【００５０】
本実施形態の段階３０１４において、複数の使用のためにリソースの時間領域は分割される。段階３０１４は、構成可能な装置において、段階３０１３で説明したように、相互接続の能力を評価することによって実行される。割り当てプロセスは、図２のメモリ２０６、２０８、又は２１０に格納できる図１Ｂの演算リソース入力１１６ｂと共に、図２のプロセッサ２０４を使用して実行できる。つまり、１つの実施形態において、図１Ａの構成可能な通信装置１０４の構成要素１０６及び１０８は、単一の演算プロセスに適用できる任意のチャンネルのマルチパス等のハードウェア演算リソースとして取り扱われる。しかし、本実施形態において、構成可能な通信装置１０４の例示的な構成要素１０６及び１０８によって供給される演算リソースは、プロセスが必要とするものよりも高い、例えば、通信プロトコルのデータ転送速度よりも高いクロック速度で実行することによって強化できる。このようにして、個々の演算構成要素、例えば、構成可能な変調器のリソースは、複数の演算プロセス、例えば、複数のマルチパス及び／又は複数のチャンネルにわたって時分割方式で使用できる。構成可能な装置の時分割リソースの各々のコンフィギュレーション及び状態データは、フローチャート３０００により規定されることになる。構成可能な通信装置へのコンフィギュレーションの設計及び実行に関する追加情報は、Ｒａｖｉ Ｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ他の係属中の米国出願番号０９／４９２，６３４「マルチスレッド信号処理の改良された装置及び方法」（代理人整理番号ＭＯＲＰ−Ｏ００２）に規定されている。この関連の出願は、本出願に譲渡されており、引用によって本明細書に組み込まれている。段階３０１４に続いて、フローチャート３０００は、段階３００６から段階３０１０に戻るが、時分割リソースは、信号伝達経路及びマッピング・オペレーションに関して責任を負う。
【００５１】
段階３０１６は、段階３０１２で追加の機能又はオペレーションが要求されていない場合に生じる。段階３０１６は、構成可能な装置の所望のコンフィギュレーションが、その後の段階で構成可能な装置上の実際の実行のために実質的に固定される条件を明らかにする。本実施形態の段階３０１６において、マッピング段階３０１０を満足するように構成可能な相互接続のコンフィギュレーションが生成される。つまり、段階３０１６は、例えば、図１Ａの演算要素１０６及び１０８等のハードウェアカーネルに関する、全ての入力／出力データ（図示せず）を行う。
【００５２】
また、段階３０１６は、再構成可能な相互接続に関する制限に対処するが、１つの実施形態において、全ての異なる構成可能なハードウェアカーネルの間の限定された相互接続性を有する。１つの実施形態において、段階３０１６は、相互接続のトランジスタ等の電子装置を作動させるデジタル命令でもって、構成可能な相互接続のコンフィギュレーションを確立して、結果的に適切な相互接続を構成するルール・セットを生成する。１つの実施形態において、段階３０１６は、再構成可能な相互接続がアクセス可能な、コンフィギュレーション又はルール・セットを格納することによって実行される。しかし、本発明は、他の記憶技術を用いて段階３０１６を実行するのに好都合である。更に、ハードウェアカーネルが時分割される場合、２つ以上の構成可能な相互接続ルール・セット又はコンフィギュレーションが存在でき、結果的に複数のルール・セット間で再構成可能となる。構成可能な相互接続のコンフィギュレーションの周期性は、アプリケーションに応じて、例えば、数ミリ秒から数ヶ月といった広範に変動する。段階３０１６に続いて、フローチャート３０００は段階３０１８へ進む。
【００５３】
本実施形態の段階３０１８において、構成可能な相互接続及びハードウェアカーネルのコンフィギュレーションのタイミングシーケンスが定義される。本実施形態の段階３０１８において、構成可能な装置が実行する所望の機能を識別するコンピュータにおいて入力を受信する。１つの実施形態において、段階３０１８は、ユーザが、随意的な入力装置２１６を介して、又は図２のコンピュータシステム１２０ａの記憶装置２０６、２０８、又は２１０からデータ入力を供給することによって実行される。ユーザは、図１Ｂの機能ライブラリ入力１１６ａ等のプログラミングガイドに適応される任意の所望の機能を入力できる。しかし、本発明は、構成可能な装置内に提供されるような、任意の形式の機能に好都合である。
【００５４】
段階３０１８で要求される機能は、より離散的なサブ機能に更に細分化することができる、変調等の高レベル機能とすることができる。段階３０１８は、フローチャート３０００のその後の段階に使用できるように、グラフィック・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を介して、ユーザへこれらのサブ機能又はオペレーションリストを供給できる。本発明の実施形態において、機能リストは、図１Ａの演算要素１０６及び１０８等の演算要素に対する１対１の対応をもたらし、従って、図１Ａの演算要素１０６及び１０８によって制限される。本発明は、機能細分度の異なるレベルを有する段階３０１８の実行に好都合である。特に、構成可能なアーキテクチャのために設計されているコンフィギュレーションは、局在制御された自律的ハードウェアカーネルのために、データ転送速度の拡大縮小が容易である。即ち、システムクロック速度を高くすることで、通信装置、例えば１００ａの速度を高くすることができる。段階３０１８に続いて、フローチャート３０００は段階３０２０へ進む。
【００５５】
本実施形態の段階３０２０において、コンフィギュレーション・ダウンロードは、複数の演算要素に対して予定が組まれている。段階３０２０は、コンフィギュレーションが変わる時分割ハードウェアカーネルリソースのコンフィギュレーションデータ交換を規定する。例えば、２つの通信チャンネルは、一方のチャンネルにはＩＳ−９５及び他方のチャンネルにはＣＤＭＡ２０００といった統合及びダンプ機能の異なるコンフィギュレーション、又は基地局において同時に動作する日本のＡＲＩＢ ＷＣＤＭＡ ＥＴＳＩ ３ＧＰＰ ＷＤＭＡを必要とする場合がある。逆拡散機能をサポートする所定の機能固定のカーネルに関して、コンフィギュレーションは、適切なチャンネルに合うように変更する必要がある。コンフィギュレーションの変更は、逆拡散機能へのアクセス周波数に依存し、例えば、周波数は、複数のチップ速度、チップ速度、又はアプリケーションに適する任意の時期に生じる。このシナリオにおいて、ハードウェアカーネルは、非常に有効に再構成可能である。所定の機能固有のカーネルを時分割するが、同一のコンフィギュレーションを使用、例えば、両チャンネルにＩＳ−９５を使用する場合、変更のために異なるコンフィギュレーションの予定を組む必要はないことに留意されたい。フローチャート３０００からの最終的な出力は、コンフィギュレーションマッピング１１８ａ、タイミングシーケンス１１８ｂ、相互接続コンフィギュレーション１１８ｃ、及びクロック速度１１８ｄを与える。段階３０２０に続いて、フローチャート３０００は終了する。
【００５６】
フィンガーと呼ばれる、所望の機能のフローチャート３０００を実行するコンピュータプログラムの一例が、引用により本明細書に組み込まれている、係属中の特許出願「動的に再構成可能な論理を使用する無線式スペクトル拡散通信プラットフォーム」の添付表Ｂに規定されている。ユーザは、実行ファイル、例えば、ファイル３００７を介して、オペレーション順序、データフローを制御するパラメータ、及び機能の開始又は終了を制御するパラメータを定義することによって、フィンガー機能を定義する。つまり、特定のフィンガーの挙動は、拡張可能なデータ形式の原理を用いてフィンガーを構築することによって以下に実現される。フィンガーを定義するオペレーション・シーケンスは、ユーザにより決定され、フィンガー形式として宣言される。次に、ユーザは、データフローを制御するパラメータを宣言した後に、開始及び終了条件を定義する。
【００５７】
当業者であれば、本実施例で提供されるコンピュータ言語固有の構文を解釈できることは明らかである。本実施例は、ハードウェアカーネルによって実行される機能全体にわたる特定の制御レベルを実現する方法を示す。つまり、制御性、可観測性、及び新しいコンフィギュレーション及び挙動は、本発明の拡張可能なデータ形式を使用することによって実現できる。つまり、本発明は、従来技術のコンフィギュレーションに関連する制限を克服する。
【００５８】
フローチャート３０００を使用することにより、本実施形態は、各々のチャンネル要素が完全にユーザ／プログラマーの制御下にあることを可能にする。このことは、全てのデータフロー、制御フロー、及び相互接続構成可能性は、動作中に変更でき、所定のチャンネル要素に関する全く新しいデータフロー、又は制御フロー処理チェーンの作成を可能にすることを意味する。この柔軟性レベルにより、通信システムアーキテクチャに対する、かなりの制御量、性能効率、及び特殊化が可能となる。また、フローチャート３０００は、図１Ｂのコンフィギュレーション生成機能１１０に関連する階層的な態様を反映しており、制御及びインタフェースは、ユーザレベル言語の機能ライブラリ入力１１６ａと、コンフィギュレーションマッピング１１８ａ等の通信装置のためのマシンレベル命令との間の橋渡しを繰り返して行う。例えば、フローチャート３０００を使用して、システム設計者が開発したソフトウェアによって以下の規格のためのスペクトル拡散無線式トランシーバモデムとして動作する、コンフィギュレーション装置１００ａ等のデータフローマシンをプログラミングできる。
−ＩＳ−９５Ｂ
−ＩＳ−９５Ｃ
−ＩＳ−２０００（１ｘＲＴＴ、３ｘＲＴＴ）
−３ＧＰＰ３．８４ダイレクト拡散モード（ＦＤＤ）
−ＡＲＩＢ ４．０９６Ｍｃｐｓ ＷＣＤＭＡ．
特に、各々のチャンネル要素は、全てのデジタル変調−復調、並びに論理チャンネル毎に全ての狭帯域及び広帯域ＣＤＭＡ規格に対して要求されるチャンネル符号化−復号化を行う再構成可能な多重チャンネルＣＤＭＡデジタルベースバンドモデム信号経路を実現するために、ユーザによって１組の再構成可能なカーネルから構築できる。通信装置のハードウェアカーネル及び構成可能な相互接続を構成することによってユーザが認識できる一部の可能性のあるコンフィギュレーションは、順方向リンク（ダウンリンク）及び逆方向リンク（アップリンク）に関して以下のように要約される。
・順方向リンク
・１ｘＲＴＴエボリューション（ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−９５Ｃ、ＩＳ−２０００）−ＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ２０００．２で説明されているような全ての無線コンフィギュレーション
・３ｘＲＴＴマルチキャリヤモード
・３ＧＰＰ３．８４ＭＨｚダイレクト拡散モード（ＦＤＤ）
・ＡＲＩＢ ４．０９６Ｍｃｐｓ ＷＣＤＭＡ
・逆方向リンク
・１ｘＲＴＴエボリューション（ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−９５Ｃ、ＩＳ−２０００）−ＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ２０００．２で説明されているような全ての無線コンフィギュレーション
・３ＧＰＰ３．８４ＭＨｚダイレクト拡散モード（ＦＤＤ）
・ＡＲＩＢ ４．０９６Ｍｃｐｓ ＷＣＤＭＡ
【００５９】
本発明は、特定のアプリケーションに対して選択及び設計される場合、広範囲の音声及びデータチャンネルの組み合わせを使用するのに好都合である。このプラットフォームは、フローチャート３０００によってユーザが選択するサービス及び無線コンフィギュレーションに応じて、種々のチャンネル速度をサポートするよう設計される。スペクトル拡散システムのためのフローチャート３０００ａの幾つかの例示的なコンピュータプログラムは、引用によって本明細書に組み込まれている、係属中の特許出願「動的に再構成可能な論理を使用する無線式スペクトル拡散通信プラットフォーム」の添付表Ｂに規定されている。添付表Ｂは、ＣＤＭＡアプリケーション用の無線式トランシーバ局の特定のアプリケーションを規定する。しかし、本発明は、広範囲の通信アプリケーションに好都合である。当業者であれば、本実施例で提供されるコンピュータ言語固有の構文を解釈できることは明らかである。
【００６０】
本実施形態は、フローチャート３０００をデジタル無線式通信システムに適用する。しかし、本発明は、広範囲のアプリケーション及び広範囲の装置コンフィギュレーションに適用することができる。本実施形態で説明した無線通信システム内では、本発明は、移動式装置、基地局、及び試験プラットフォームに適用可能である。
【００６１】
本実施形態のフローチャート３０００は、特定のシーケンス及び幾つかの段階数を示すが、本発明は、別の実施形態にも好都合である。例えば、本発明には、フローチャート３０００に規定される全ての段階は必要ない。特に、フローチャート３０００は、ハードウェアカーネルに関するコンフィギュレーションをプログラミングする時分割のシナリオのための段階３０１２及び段階３１２１を規定する。しかし、時間シナリオは、本発明では必要ではなく、従って、１つの実施形態において、これらの段階は省略できる。同様に、アプリケーションに応じて他の段階を省略してもよい。対照的に、本発明は、アプリケーションが必要とする場合、又はプロセス内で置換が望まれる場合は、追加の段階を組み込むのに好都合である。最後に、フローチャート３０００の段階シーケンスは、アプリケーションに応じて変更できる。つまり、フローチャート３０００は、単一の順次プロセスとして示されているが、連続又は並列処理として実行できる。
【００６２】
図２によれば、フローチャート３０００の多くの各段階の命令及び各段階からのデータ入出力は、いずれもワークステーション上にある、メモリ２０６及びム２０８、及びプロセッサ２０４等のメモリ及びハードウェア構成要素を利用する。本実施形態におけるフローチャートの各段階を実行するのに使用される記憶装置は、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）等の永久的なもの、又はランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）等の一時的なメモリのいずれであってもよい。また、記憶装置は、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、又はフラッシュメモリ等のプログラム命令を含むことができる他の形式の記憶装置であってもよい。同様に、フローチャートの各段階を実行するのに使用されるプロセッサは、専用の制御装置又は既存システムプロセッサであってもよく、又は段階の形式に適するような専用デジタル信号処理（ＤＳＰ）プロセッサであってもよい。もしくは、命令は、任意の形式の状態マシンを使用しても実行してもよい。
【００６３】
詳細な説明の一部、例えばプロセスは、コンピュータ又はデジタルシステムメモリ内のデータビット上の又は通信装置内の信号上の、手順、論理ブロック、処理、及びオペレーションの他の符号表示に関連して示される。これらの説明及び表示は、他の当業者に自分の作業内容を最も効率的に伝達するために、デジタル通信及びコンピュータアーキテクチャの技術分野の当業者によって使用される手段である。手順、論理ブロック、プロセス等は、本明細書では、及び一般に所望の結果をもたらす各段階又は各命令の自己矛盾のないシーケンスであると考えられている。各段階は、物理数量の物理的操作を必要する。一般に、必須ではないが、これらの物理的操作は、通信装置又はプロセッサ内に格納、転送、組み合わせ、比較、及び別の方法で操作されることができる電気信号又は磁気信号の形態をとる。便宜上、及び一般の使用法に関連して、これらの信号は、本発明に関連して、ビット、値、要素、シンボル、文字、項（ｔｅｒｍｓ）、数字等と呼ばれる。
【００６４】
しかし、これらの用語の全ては、物理的操作及び数量を言及するものと解釈されるべきであり、本技術において一般に使用される用語に鑑みて更に解釈されるべき単に便利なラベルであることに留意されたい。特に言及しない限り、以下の説明から明らかなように、本発明の説明全体にわたって、「受信する」、「生成する」、「マッピング」、「繰り返す」、「変更する」、「構成する」、「分割する」、「定義する」、「時分割する」、「予定を組む」、「割り当てる」、「作成する」、「分類する」、「識別する」等は、データを操作して変換する通信装置又は類似の電子演算要素の作用及びプロセスを言及する。データは、通信装置構成要素、又はコンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理的な（電子）数量として表され、通信装置構成要素内、又はコンピュータシステムのメモリ及びレジスタ内、又は他のそのような情報記憶、送信、又は表示装置内で、同様に物理的数量として表される他のデータへ変換される。
【００６５】
本明細書で示される実施形態に鑑みて、本発明は、特定のスペクトル拡散アプリケーションを実行するために、汎用スペクトル拡散装置の制限を克服する方法及び装置を有効に提供する。更に、本明細書による説明は、特定のアプリケーションを実行できるように、本発明がどのように汎用スペクトル拡散装置の外部コントロールを有効に管理するかを示す。更に、本発明は、汎用スペクトル拡散装置に関するハードウェアの順番付け及び可変配置を選択する場合に、構造の欠如に対処する解決策をもたらすよう示されている。最後に、本発明が特定のアプリケーションに関する外部コントロールを受信した汎用装置の動作をどのように確認してシミュレートするかが説明されていう。
【００６６】
本発明の特定の実施形態の前記の説明は、例示及び説明のために示されたものである。本説明が完全であること、又は本発明を開示されたまさにその形態に限定することは意図されておらず、もちろん、前記の教示に照らして多数の変形及び変更が実現可能である。本実施形態は、本発明の原理及びその実際的なアプリケーションを最も効果的に示すように選択及び説明されており、それにより、本発明、及び当業者が検討中の特定の使用に適するような種々の変形例を有する種々の実施形態を、最も効果的に利用することを可能にする。本発明の技術範囲は、本明細書の特許請求の範囲及びその均等物により定義されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明の１つの実施形態による、コンフィギュレーションシステムのブロック図である。
【図１Ｂ】 本発明の１つの実施形態による、外部プロセッサ装置によって実行されるコンフィギュレーション生成機能のブロック図である。
【図２】 本発明の１つの実施形態による、構成可能な通信装置のコンフィギュレーションを生成するための外部プロセッサ装置のブロック図である。
【図３】 本発明の１つの実施形態による、構成可能なスペクトル拡散電子通信装置のコンフィギュレーションの設計に使用される処理のフローチャートである。

Claims (48)

1. 相互に接続されるプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能なメモリを備えるコンピュータにおいて、構成可能な通信装置のためのコンフィギュレーションを生成して所望の機能を実行する方法であって、構成可能な通信装置は、互換性のないスペクトル拡散プロトコルに適用されるものであり、前記方法は、
   コンピュータが、
   ａ）構成可能な通信装置によって実行される所望のオペレーションを識別する入力を受信する段階と、
   ｂ）構成可能な通信装置内で接続部を介して互いに接続されたカーネルによって所望のオペレーションの信号伝達経路を生成する段階と、
   ｃ）グループ化された複数のスペクトル拡散アプリケーションが階層的に相互接続されるように、前記接続部を利用して、構成可能な通信装置内のカーネルのそれぞれに所望のオペレーションをマッピングする段階と、
   を含み、前記カーネルは、局在制御を有し、機能固有であることを特徴とする方法。
2. ｄ）前記所望のオペレーションを行うことができる構成可能な通信装置内の複数のカーネルの各々に関して、段階ｃ）を繰り返す段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ｄ）必要に応じて段階ａ）から段階ｃ）を繰り返して、前記所望の機能を可能にする複数のオペレーションを満足させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ｄ）前記信号伝達経路を、前記所望の機能のための複数のオペレーションを実行するのに使用される各々のカーネルをマッピングするコンフィギュレーションに変更する段階を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. ｅ）構成可能な通信装置の構成可能な相互接続を構成して、前記所望の機能を可能にする前記複数のオペレーションの各々のためのカーネルを横切る、前記信号伝達経路を可能にする段階を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. ｄ）コンピュータにおいて、前記構成可能な通信装置上で実行できる前記所望の機能を受信する段階と、
   ｅ）前記機能を、前記構成可能な通信装置の複数のカーネルの少なくとも１つを実行できる一連の別個のオペレーションに分割する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. ｆ）必要に応じて前記受信段階ｄ）及び前記分割段階ｅ）を繰り返して、前記アプリケーションに必要な複数の機能を満足する段階を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. ｄ）タイミングシーケンスを定義して、前記所望のオペレーションを満足させるのに必要な複数のカーネルの各々を作動させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. ｄ）前記カーネルのリソースを時分割して、複数のオペレーションに適応させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. ｅ）前記時分割段階ｄ）に基づいて、構成可能な通信装置のカーネルへのコンフィギュレーションのダウンロードをスケジュールする段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記時分割段階ｄ）は、無線通信アプリケーションにおける複数のチャンネルに亘るリソースを共有することを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記時分割段階ｄ）の時分割段階は、
    ｄ１）所定のシステム周期内で生成することが要求されている複数のオペレーションを定義する段階と、
    ｄ２）前記システム周期を複数の区分に分割する段階と、
    ｄ３）各々の前記オペレーションを前記システム周期の前記複数の区分の１つにそれぞれ割り当てる段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. 前記マッピング段階ｃ）は、
    ｃ１）原システムのデータフローを作り出す段階と、
    ｃ２）特定のアルゴリズム・スレッドを定義する段階と、
    ｃ３）前記アルゴリズム・スレッドに含まれているオペレーションの範囲及び形式を定義する段階と、
    ｃ４）前記オペレーションを複数のプロセッサグループに分類及びマッピングする段階と、を含み、前記プロセッサグループは、再構成可能なアーキテクチャにおけるデータフローの主要なアイランドを意味することを特徴とする請求項３に記載の方法。
14. 前記データフロー、制御フロー、又は相互接続コンフィギュレーションは、前記構成可能な通信装置が動作中に動的に変化するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記入力は、更に、構成可能な通信装置によって実行されることが望まれている少なくとも通信プロトコルのための命令を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 構成可能な通信装置を構成するための電子装置であって、 コンピュータ読み取り可能なメモリと、
    前記コンピュータ読み取り可能なメモリに接続されているプロセッサと、
    を備え、前記コンピュータ読み取り可能なメモリは命令及びデータを含み、前記プロセッサで実行される場合、前記構成可能な通信装置を構成する方法を実行するようになっており、構成可能な通信装置は、互換性のないスペクトル拡散プロトコルに適用されるものであり、前記方法は、コンピュータが、
    ａ）構成可能な通信装置によって実行される所望のオペレーションを識別する入力を受信する段階と、
    ｂ）構成可能な通信装置内で接続部を介して互いに接続されたカーネルによって所望のオペレーションの信号伝達経路を生成する段階と、
    ｃ）グループ化された複数のスペクトル拡散アプリケーションが階層的に相互接続されるように、前記接続部を利用して、構成可能な通信装置内のカーネルのそれぞれに所望のオペレーションをマッピングする段階と、
    を含み、前記カーネルは、局在制御を有し、機能固有であることを特徴とする電子装置。
17. 前記方法は、
    ｄ）前記所望のオペレーションを行うことができる構成可能な通信装置内の複数のカーネルの各々に関して、段階ｃ）を繰り返す段階を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
18. 前記方法は、
    ｅ）必要に応じて段階ａ）から段階ｃ）を繰り返して、前記所望の機能を可能にする複数のオペレーションを実行する段階を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
19. 前記方法は、
    ｄ）前記信号伝達経路を、前記所望の機能のための複数のオペレーションを実行するのに使用される各々のカーネルをマッピングするコンフィギュレーションに変更する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の電子装置。
20. 前記方法は、
    ｆ）構成可能な通信装置の構成可能な相互接続を構成して、前記所望の機能を可能にする前記複数のオペレーションの各々のためのカーネルを横切る、前記信号伝達経路を可能にする段階を更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の電子装置。
21. 前記方法は、
    ｄ）コンピュータにおいて、前記構成可能な通信装置上で実行できる前記所望の機能を受信する段階と、
    ｅ）前記機能を、前記構成可能な通信装置の複数のカーネルの少なくとも１つを実行できる一連の別個のオペレーションに分割する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
22. 前記方法は、
    ｆ）必要に応じて前記受信段階ｄ）及び前記分割段階ｅ）を繰り返して、前記アプリケーションに必要な複数の機能を満足する段階を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の電子装置。
23. 前記方法は、
    ｄ）タイミングシーケンスを定義して、カーネルが特定のコンフィギュレーションを実行できる時期、カーネルが選択的に接続される時期、又はオペレーションを実行する自律性をカーネルに付与する時期を決定する段階を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
24. 前記方法は、
    ｄ）前記カーネルのリソースを時分割して、複数のオペレーションに適応させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
25. 前記方法は、
    ｅ）前記時分割段階ｄ）に基づいて、構成可能な通信装置のカーネルへのコンフィギュレーションのダウンロードをスケジュールする段階を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の電子装置。
26. 前記時分割段階ｄ）は、無線通信アプリケーションにおける複数のチャンネルに亘るリソースを共有することを特徴とする請求項２４に記載の電子装置。
27. 前記時分割段階ｄ）の時分割段階は、 ｄ１）所定のシステム周期内で生成することが要求されている複数のオペレーションを定義する段階と、 ｄ２）前記システム周期を複数の区分に分割する段階と、 ｄ３）各々の前記オペレーションを前記システム周期の前記複数の区分の１つにそれぞれ割り当てる段階と、を含むことを特徴とする請求項２４に記載の電子装置。
28. 前記マッピング段階ｃ）は、
    ｃ１）原システムのデータフローを作り出す段階と、
    ｃ２）特定のアルゴリズム・スレッドを定義する段階と、
    ｃ３）前記アルゴリズム・スレッドに含まれているオペレーションの範囲及び形式を定義する段階と、
    ｃ４）前記オペレーションを複数のプロセッサグループに分類及びマッピングする段階と、
    を含み、前記プロセッサグループは、再構成可能なアーキテクチャにおけるデータフローの主要なアイランドを意味することを特徴とする請求項２７に記載の電子装置。
29. 前記データフロー、制御フロー、又は相互接続コンフィギュレーションは、前記構成可能な通信装置が動作中に動的に変化するように構成されていることを特徴とする請求項２８に記載の電子装置。
30. 前記入力は、更に、構成可能な通信装置によって実行されることが望まれている少なくとも通信プロトコルのための命令を含む請求項１６に記載の電子装置。
31. 電子装置が構成可能な通信装置を構成する方法を実行することを可能にするコンピュータ読み取り可能なコードを含む、コンピュータ読み取り可能な媒体であって、構成可能な通信装置は、互換性のないスペクトル拡散プロトコルに適用されるものであり、前記方法は、コンピュータが、
    ａ）構成可能な通信装置によって実行される所望のオペレーションを識別する入力を受信する段階と、
    ｂ）構成可能な通信装置内で接続部を介して互いに接続されたカーネルによって所望のオペレーションの信号伝達経路を生成する段階と、
    ｃ）グループ化された複数のスペクトル拡散アプリケーションが階層的に相互接続されるように、前記接続部を利用して、構成可能な通信装置内のカーネルのそれぞれに所望のオペレーションをマッピングする段階と、
    を含み、前記カーネルは、局在制御を有し、機能固有であることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な媒体。
32. ｄ）前記所望のオペレーションを行うことができる構成可能な通信装置内の複数のカーネルの各々に関して、段階ｃ）を繰り返す段階を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
33. ｄ）必要に応じて段階ａ）から段階ｃ）を繰り返して、前記所望の機能を可能にする複数のオペレーションを満足させる段階を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
34. ｅ）前記信号伝達経路を、前記所望の機能のための複数のオペレーションを実行するのに使用される各々のカーネルをマッピングするコンフィギュレーションに変更する段階を更に含むことを特徴とする請求項３３に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
35. ｆ）構成可能な通信装置の構成可能な相互接続を構成して、前記所望の機能を可能にする前記複数のオペレーションの各々のためのカーネルを横切る、前記信号伝達経路を可能にする段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
36. ｄ）コンピュータにおいて、前記構成可能な通信装置上で実行できる前記所望の機能を受信する段階と、
    ｅ）前記機能を、前記構成可能な通信装置の複数のカーネルの少なくとも１つを実行できる一連の別個のオペレーションに分割する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
37. ｆ）必要に応じて前記受信段階ｄ）及び前記分割段階ｅ）を繰り返して、前記アプリケーションに必要な複数の機能を満足する段階を更に含むことを特徴とする請求項３６に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
38. ｄ）タイミングシーケンスを定義して、カーネルが特定のコンフィギュレーションを実行できる時期、カーネルが選択的に接続される時期、又はオペレーションを実行する自律性をカーネルに付与する時期を決定する段階を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
39. ｄ）前記カーネルのリソースを時分割して、複数のオペレーションに適応させる段階を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
40. ｅ）前記時分割段階ｄ）に基づいて、構成可能な通信装置のカーネルへのコンフィギュレーションのダウンロードをスケジュールする段階を更に含むことを特徴とする請求項３９に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
41. 前記時分割段階ｄ）は、無線通信アプリケーションにおける複数のチャンネルに亘るリソースを共有することを特徴とする請求項３９に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
42. 前記時分割段階ｄ）の時分割段階は、
    ｄ１）所定のシステム周期内で生成することが要求されている複数のオペレーションを定義する段階と、
    ｄ２）前記システム周期を複数の区分に分割する段階と、
    ｄ３）各々の前記オペレーションを前記システム周期の前記複数の区分の１つにそれぞれ割り当てる段階と、
    を含むことを特徴とする請求項３９に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
43. 前記マッピング段階ｃ）は、
    ｃ１）原システムのデータフローを作り出す段階と、
    ｃ２）特定のアルゴリズム・スレッドを定義する段階と、
    ｃ３）前記アルゴリズム・スレッドに含まれているオペレーションの範囲及び形式を定義する段階と、
    ｃ４）前記オペレーションを複数のプロセッサグループに分類及びマッピングする段階と、
    を含み、前記プロセッサグループは、再構成可能なアーキテクチャにおけるデータフローの主要なアイランドを意味することを特徴とする請求項３３に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
44. 前記データフロー、制御フロー、又は相互接続コンフィギュレーションは、前記構成可能な通信装置が動作中に動的に変化するように設定されていることを特徴とする請求項４３に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
45. 前記入力は、更に、構成可能な通信装置によって実行されることが望まれている少なくとも通信プロトコルのための命令を含む請求項３１に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
46. 前記入力は、更に、構成可能な通信装置のアプリケーションであって、スペクトル拡散通信を利用し、且つ、互換性のない通信プロトコルを利用する、前記アプリケーションを含む請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法。
47. 前記入力は、更に、構成可能な通信装置のアプリケーションであって、スペクトル拡散通信を利用し、且つ、互換性のない通信プロトコルを利用する、前記アプリケーションを含む請求項１６乃至３０のいずれかに記載の電子装置。
48. 前記入力は、更に、構成可能な通信装置のアプリケーションであって、スペクトル拡散通信を利用し、且つ、互換性のない通信プロトコルを利用する、前記アプリケーションを含む請求項３１乃至４５のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。

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