JP2001273143A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 格納されているファームウェアの書き換え
を、外部装置を必要とせずにソフト的に容易に、かつ、
現在実行中の作業や実行待機中の作業を中断することな
く行え、また、ファームウェアの部分的な書き換えも可
能な電子制御装置の実現を課題とする。 【解決手段】 外部の上位機器から入力される新しいフ
ァームウェアをダウンロードするダウンロード部１５
と、ロードされた新しいファームウェアを一時記憶する
揮発性メモリ部１３と、ソフトウェア的に電源オン時の
プログラムが動作を開始するプログラムリセットベクタ
に分岐する手段と、揮発性メモリ部１３にロードされた
ファームウェアを読み出す手段と、読み出された新しい
ファームウェアを、従来のファームウェアが存在してい
たファームウェア部１２に書き込む手段とを具備し、プ
ログラムリセットベクタから動作するプログラム内に、
ファームウェア書込み手段へアクセスする機能が含まれ
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子制御装置に関
し、特に制御用プログラムを容易に書き換え可能な電子
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子制御装置を動作させるプログ
ラム（ファームウェア）を格納する記憶媒体が、一度、
プログラムを書き込んだらソフトウェア的に書き換える
ことができないＲＯＭ（ワンタイムＲＯＭやＥＰＲＯＭ
など）から、ソフト的にプログラムの書き込みが可能な
ＲＯＭ（フラッシュＲＯＭなど）に移行しつつある。こ
れは、ファームウェアのバージョンアップ等を行なう際
に、いちいち、メディアをハード的に交換しなければな
らないというコストの増大を伴う制約を抑えるためにで
あり、また、バージョンアップ時にはメディアを搭載し
たままで、ソフト的にファームウェアを書き換えること
ができるなどの利便性の向上を図るためにでもある。

【０００３】この書き換え方法としては、特開平８−３
０７４８０号公報に見られるように通信手段を用いる方
法や、特開平１１−６５８３５号公報に見られるように
外付けＲＯＭ等の外部装置からのダウンロードによる方
法等があった。しかし、通信手段を用いる方法は、書き
換え先のプログラムが動作していないことが絶対条件と
なるため、近年のプログラムの大型化／マルチタスク化
によって、この条件に沿って書き換えを行なうのは少な
からず困難を伴う。また、外部装置からのダウンロード
の方法では、書き換えの際に必ず外部装置およびそれを
操作する作業者が必要であるため、大量の同一電子制御
装置に対してファームウェアのバージョンアップを行な
う際には非常にコストがかかる。このため、特別な外部
装置なしにファームウェアのバージョンアップが可能な
電子制御装置が望まれている。

【０００４】また、通常、ファームウェアが格納されて
いるＲＯＭの書き換えを行なうのには時間がかかる。従
来の技術ではファームウェア全体をバージョンアップす
ることしか想定されていないため、バージョンアップに
相当の時間が必要になる。しかも、ファームウェアの書
き換え中は、他の機能が全く使えないため、装置として
の利便性に欠ける面がある。例えば、ＦＡＸの送信待機
中、ファームウェアのバージョンアップに時間が掛かっ
た場合など、時間通りに送信できない場合が考えられ
る。これらの問題を解決するため、バージョンアップ時
間を短縮することができ、バージョンアップと当面の作
業との優先順位を考慮して作業を行うことができる電子
制御装置の実現が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
電子制御装置を動作させるプログラム（ファームウェ
ア）は、これを書き込んだらソフトウェア的に書き換え
ることができないメディアに記憶されていたため、メデ
ィアを取り替えなければファームウェアを書き換えるこ
とができないなど、利便性にかける面があった。これを
避けるために、通信手段を用いる方法や、外部装置から
のダウンロードによる方法などが発表されているが、書
き換え作業が容易でなく、時間やコストがかかったり、
書き換え作業中は、他の機能が使えないなどの問題があ
った。本発明は、比較的簡単な方法でこの問題を解決し
て、格納されているファームウェアの書き換えを、外部
装置を必要とせずに、ソフト的に容易に、かつ、現在、
実行中の作業や実行待機中の作業を中断することなく実
現でき、また、ファームウェアの部分的な書き換えも可
能な電子制御装置の実現を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明は、第１の記憶手段に記憶された制御用のフ
ァームウェアにしたがって動作を行う電子制御装置にお
いて、ファームウェアバージョンアップ機能として、外
部の上位機器から入力される新しいファームウェアをダ
ウンロードするデータ転送手段と、このデータ転送手段
によってロードされた前記新しいファームウェアを一時
記憶する第２の記憶手段と、ソフトウェア的に電源オン
時のプログラムが動作を開始するプログラムリセットベ
クタに分岐するプログラムリセット分岐手段と、前記第
２の記憶手段にロードされた前記新しいファームウェア
を読み出すファームウェア読出し手段と、このファーム
ウェア読出し手段が読み出した前記新しいファームウェ
アを、従来のファームウェアが存在していた前記第１の
記憶手段に書き込むファームウェア書込み手段とを具備
し、前記プログラムリセットベクタから動作するプログ
ラム内に、前記ファームウェア書込み手段へアクセスす
る機能が含まれていることを特徴とする。これにより、
内蔵の記憶手段に記憶されているファームウェアをソフ
ト的に書き替えることが可能になり、ファームウェアの
バージョンアップを外部機器を頼らず、容易に実行可能
な電子制御装置を、廉価に実現することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電子制御装
置を添付図面を参照にして詳細に説明することにする。

【０００８】図１に、本発明の電子制御装置の一実施の
形態における、最低限必要な構成のブロック図を示す。
図１において、符号１１はＣＰＵ部で各部の制御のため
の計算などを行なう。符号１２はファームウェア部で、
ＣＰＵ部１１を用いて、電子機器の制御を行なうプログ
ラムを格納する。具体的にはプログラム的に書換え可能
なメディアであるフラッシュＲＯＭなどで形成されてい
る。

【０００９】符号１３は揮発性メモリ部であり、バージ
ョンアップするファームウェアを記録しておく。具体的
には大容量のＤＲＡＭ等である。符号１４は不揮発性メ
モリ部である。電源がＯＦＦになっても消去してはなら
ないデータを記録しておく。具体的にはリチウム電池で
バックアップされているＳＲＡＭ等である。

【００１０】符号１５はダウンロード部であり、外部と
の物理的接続およびファームウェアダウンロードの制御
を行なう。具体的にはＰＳＴＮ、ＩＳＤＮなどの電話回
線やＬＡＮ等との接続が出来る装置である。符号１６は
表示・操作部である。表示並びに入力操作を行なう。フ
ァームウェアのバージョンアップ等を指示することが可
能である。この他に、プリンタ装置であればプリンタ
部、スキャナ装置であれば読取部、ＰＣであればビデオ
ボードやＨＤＤなどが接続されることとなる。

【００１１】図２に、本発明の実施の形態におけるメモ
リマッピングの例を示す。図２で、符号２１はブート領
域である。電源ＯＮ時に最初に動作するプログラムを記
録している領域であって、このプログラムはＣＰＵや周
辺機器等の初期化を行なう。ファームウェアのバージョ
ンアップ時にファームウェア領域２３を書き換えるプロ
グラムもこの領域に記録されている。このプログラムが
破壊された場合は致命的なエラーを引き起こす可能性が
あるため、通常この領域は書き換えられることは無い。
よって、フラッシュＲＯＭ上ではなくＥＰＲＯＭなどソ
フト的に書き換え不可能なメディア上に有る場合もあ
る。

【００１２】符号２２はプログラムリセットベクタであ
る。電源ＯＮ時にＰＣ（プログラムカウンタ）がイニシ
ャルされるアドレスである。エレキハード的にリセット
がかかった場合は、プログラムは必ずこのアドレスから
動作を開始する。符号２３はファームウェア領域であ
る。この装置を制御するプログラムを記録している領域
で、通常プログラムはこの領域上で動作している。ファ
ームウェアのバージョンアップに備え、フラッシュＲＯ
Ｍなどソフト的に書き換え可能なメディアが割り当てら
れる。

【００１３】符号２４は揮発性メモリ領域で、プログラ
ムで読み書きできるが、電源ＯＦＦ／ＯＮされると値が
不定になる領域である。一般にプログラム上で大量且つ
高速で処理するデータを格納する。符号２５は不揮発性
メモリ領域で、プログラムで読み書きでき、電源ＯＦＦ
／ＯＮされても値を保持している領域である。一般にユ
ーザーが登録したデータや装置の設定値などを格納す
る。

【００１４】図３に、本発明の装置における、ファーム
ウェアのバージョンアップ動作のプログラムのフローチ
ャートを示す。この動作は、表示・操作部１６よりユー
ザーやサービスマンが明示的に要求した場合に行なわれ
る。

【００１５】ステップ１００で本プログラムの「ファー
ムウェアバージョンアップ手続き」に入る。次に、ステ
ップ１０１でダウンロード部１５から、バージョンアッ
プされているファームウェアを読み込む。さらにステッ
プ１０２で、読み込んだファームウェアを揮発性メモリ
部１３に記録する。ここで揮発性としたのは、揮発性メ
モリが不揮発性メモリに比べて容量単価が安く、装置内
に組み込まれるメモリは、同じ価格であれば揮発性メモ
リの方がより大きい容量のものとなるという理由からで
ある。ファームウェアのデータサイズが充分に小さい場
合や、装置に搭載されている不揮発性メモリが充分に大
きい場合には、不揮発性メモリ部１４に読み込んでも構
わない。

【００１６】次に、ステップ１０３で、ファームウェア
書き換え情報を揮発性メモリ部１３または不揮発性メモ
リ部１４に書き込む。このファームウェア書き換え情報
には「ファームウェア部のどのアドレス」から、「どれ
だけのサイズ」ファームウェアを書き換えるかが記録さ
れている。次に、ステップ１０４で、現在動作中や待機
中の作業があるかどうかチェックし、もし、それらがあ
ればこの場でループし、以降のファームウェアのバージ
ョンアップは、今すぐ行なわない。全ての作業が終了し
てからバージョンアップを行なうことになる。ここまで
のプログラムは、マルチタスクで動作することを想定し
ているため、この部分でループをしていても他のプログ
ラム作業が中断されることは無い。もし、シングルタス
クプログラムであれば、この「ファームウェアのバージ
ョンアップ」プログラム自身が待機中の作業となり、他
のプログラムを動作させる。

【００１７】次に、ステップ１０５で、プログラムがプ
ログラムリセットベクタに分岐する。これにより、マル
チタスクＯＳ上で起動しているプログラムは終了する。
以降バージョンアップが終了するまで、マルチタスクＯ
Ｓは動作せず、また書換え対象ファームウェア上をプロ
グラムが動作することは無い。またエレキハード的にリ
セットを発生させている訳ではないので、揮発性メモリ
部の全データはそのまま保持されている。次に、ステッ
プ１０６で、ステップ１０３で書き込んである書換え情
報に従って、ファームウェアを揮発性メモリ部１３から
ファームウェア部１２にコピーする。

【００１８】さらに、ステップ１０７で、書き込んだフ
ァームウェアデータに関してベリファイを行なう。も
し、ベリファイが失敗した場合は、ステップ１０８に進
み、バージョンアップ動作が正常に終了しなかったと判
断して、サービスマンコールを行なう。ここでは１回だ
け、書き込み＆ベリファイを行なっているが、これを何
回か繰り返す制御を入れても良い。ベリファイが成功し
た場合は、ステップ１０９に進み、バージョンアップ動
作が正常終了したと判断して、ファームウェア部１２に
ある、マルチタスクＯＳ起動プログラムヘ分岐する。以
降はバージョンアップされたファームウェアが動作する
ことになる。

【００１９】以上説明したように、本発明によれば、特
別な外部装置や作業を必要とせずにファームウェアのバ
ージョンアップが可能になる。また、装置の進行中の作
業や待機中の作業に特別な注意を払うことなくバージョ
ンアップが行え、バージョンアップの失敗も少なくな
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明では、第１の記憶手段に記憶された制御用のファー
ムウェアにしたがって動作を行う電子制御装置におい
て、ファームウェアバージョンアップ機能として、外部
の上位機器から入力される新しいファームウェアをダウ
ンロードするデータ転送手段と、このデータ転送手段に
よってロードされた新しいファームウェアを一時記憶す
る第２の記憶手段と、ソフトウェア的に電源オン時のプ
ログラムが動作を開始するプログラムリセットベクタに
分岐するプログラムリセット分岐手段と、第２の記憶手
段にロードされた新しいファームウェアを読み出すファ
ームウェア読出し手段と、このファームウェア読出し手
段が読み出した新しいファームウェアを、従来のファー
ムウェアが存在していた第１の記憶手段に書き込むファ
ームウェア書込み手段とを具備し、プログラムリセット
ベクタから動作するプログラム内に、ファームウェア書
込み手段へアクセスする機能が含まれていることを特徴
とする。これにより、バージョンアップされた新しいフ
ァームウェアは予め外部からダウンロードされて内部に
一時保管されるので、特別な外部装置や操作する人間を
必要とせずにファームウェアのバージョンアップが可能
となる。また、マルチタスク化されているプログラムに
おいてのフラッシュＲＯＭ書き換え作業も、電源ＯＮ時
の直後に、かつ、マルチタスク移行前に動作するプログ
ラム上において行なえるので、書き換え作業中に書き換
え先のファームウェアが動作することでファームウェア
バージョンアップ作業が失敗する心配が無くなる。

【００２１】本発明の請求項２の発明はで、ファームウ
ェアのバージョンアップに関する各種情報を記録するバ
ージョンアップ情報記憶手段と、このバージョンアップ
情報記憶手段に記憶されたバージョンアップに関する各
種情報を読み出すバージョンアップ情報読出し手段と、
このバージョンアップ情報読出し手段によって読み出さ
れたバージョンアップに関する各種情報にしたがってバ
ージョンアップされるファームウェアを限定するファー
ムウェア限定手段とを具備することを特徴とする。これ
により、部分的なファームウェアバージョンアップが可
能となり、バージョンアップ時間が短縮され、ユーザー
の利便性が向上する。またバージョンアップ中の不測の
電源断などに因るバージョンアップの失敗が起きる可能
性も少なくなる。

【００２２】本発明の請求項３の発明では、装置内で、
現在実行中の作業および実行待機中の作業を検知する作
業検知手段と、この作業検知手段で検知した実行中の作
業および実行待機中の作業が終了する時点までファーム
ウェアバージョンアップ機能の動作の開始を延ばすバー
ジョンアップ開始制御手段とを具備することを特徴とす
る。これにより、現在実行中の作業や実行待機中の作業
を中断することなく、ファームウェアのバージョンアッ
プを行なうことができ、装置の使用上の利便性が向上す
る。

【００２３】本発明の請求項４の発明は、第１の記憶手
段がフラッシュＲＯＭであることを特徴とする。これに
より、ソフト的に書き換えが可能になると共に、電源の
ＯＦＦ中も、不測の電源断でもファームウェアが保護さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子制御装置の構成を示すブロック
図。

【図２】本発明におけるメモリマッピングの一例を示す
配置図。

【図３】本発明の装置におけるファームウェアのバージ
ョンアップ動作のフローチャート。

【符号の説明】

１１ ＣＰＵ部 １２ ファームウェア部 １３ 揮発性メモリ部 １４ 不揮発性メモリ部 １５ ダウンロード部 １６ 表示・操作部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の記憶手段に記憶された制御用のフ
   ァームウェアにしたがって動作を行う電子制御装置にお
   いて、 ファームウェアバージョンアップ機能として、 外部の上位機器から入力される新しいファームウェアを
   ダウンロードするデータ転送手段と、 このデータ転送手段によってロードされた前記新しいフ
   ァームウェアを一時記憶する第２の記憶手段と、 ソフトウェア的に電源オン時のプログラムが動作を開始
   するプログラムリセットベクタに分岐するプログラムリ
   セット分岐手段と、 前記第２の記憶手段にロードされた前記新しいファーム
   ウェアを読み出すファームウェア読出し手段と、 このファームウェア読出し手段が読み出した前記新しい
   ファームウェアを、従来のファームウェアが存在してい
   た前記第１の記憶手段に書き込むファームウェア書込み
   手段とを具備し、 前記プログラムリセットベクタから動作するプログラム
   内に、前記ファームウェア書込み手段へアクセスする機
   能が含まれていることを特徴とする電子制御装置。
2. 【請求項２】 前記ファームウェアのバージョンアップ
   に関する各種情報を記録するバージョンアップ情報記憶
   手段と、 このバージョンアップ情報記憶手段に記憶された前記バ
   ージョンアップに関する各種情報を読み出すバージョン
   アップ情報読出し手段と、 このバージョンアップ情報読出し手段によって読み出さ
   れた前記バージョンアップに関する各種情報にしたがっ
   てバージョンアップされるファームウェアを限定するフ
   ァームウェア限定手段とを具備することを特徴とする請
   求項１に記載の電子制御装置。
3. 【請求項３】 装置内で、現在実行中の作業および実行
   待機中の作業を検知する作業検知手段と、 この作業検知手段で検知した前記実行中の作業および実
   行待機中の作業が終了する時点まで前記ファームウェア
   バージョンアップ機能の動作の開始を延ばすバージョン
   アップ開始制御手段とを具備することを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の電子制御装置。
4. 【請求項４】 前記第１の記憶手段がフラッシュＲＯＭ
   であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
   れかに記載の電子制御装置。