JP2003108397A - ファームウェア書き換え方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファームウェアプログラムイメージの差分を
小さくなるように抑えて、バージョンアップに要する作
業時間を短縮し、作業を効率化すること等が可能なファ
ームウェア書き換え方法を提供する。 【解決手段】 ブロック単位で書き換え可能な記憶手段
を有する組み込み系システムにおいて、セクションを、
ソースプログラムまたはオブジェクトプログラムの枠を
越えて同一セクション同士を集合させ、集合させた各セ
クションを、予め定められたリンクマップテーブルに従
い、物理アドレスの指示のあるセクションは当該アドレ
スにマップし、物理アドレスの指示のないセクションは
指示された順序通りに連続的にマップする際に、予め定
められたブロック情報テーブルに従い、セクションを、
選択的に、ブロックの先頭にずらして、またはブロック
の境界を跨いで連続的にマップする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ファームウェア書
き換え方法に関し、特に、書き換え可能なＦＲＯＭを有
する組み込み系システムにおいてファームウェアを効率
的に書き換える方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、携帯電話や各種家電等の組み込み
系システムでは、ファームウェアプログラムイメージを
ＦＲＯＭ上に書き込み、これを実行して各々の組み込み
系システムに有用な機能を実現している。そして、組み
込み系システムの機能の変更や不具合の修正が必要な場
合には、変更後のファームウェアプログラムイメージを
組み込み系システムに送り込み、ＦＲＯＭ上に上書き
（消去＋書き込み）することでバージョンアップを行っ
ていた。 【０００３】ここで、ＦＲＯＭへの書き込みは、ブロッ
ク単位で行われ、複数のブロックに跨るファームウェア
プログラムイメージでは、変更のないブロックについて
は上書きする必要がない。しかし、通常、ファームウェ
アプログラムイメージは、オブジェクトサイズが変わる
ようなソースの改造を行うと、それ以降すべてずれてマ
ップされてしまい、結果としてすべてのブロックを書き
換えないとバージョンアップできなくなっていた。 【０００４】ファームウェアプログラムイメージは、セ
クションと呼ばれる単位の集合で構成され、意識しない
限り連続的にセクションを積み上げる形でマップされて
いる。従って、各セクションの先頭を物理的にアドレス
指定してマップすれば、セクション間に隙間をマップで
き、ソースを改造しても隙間分のサイズ増までは他のセ
クションのマップに影響を与えないようにファームウェ
アプログラムイメージを作製することは可能である。し
かし、この方法では、物理アドレスを直接指定している
ため、直前のセクションが次のセクションの先頭にかぶ
っていないかを細かく管理しなければならない。 【０００５】また、組み込みシステムの性質上、ＦＲＯ
Ｍのサイズは必要最小限に抑えて搭載されるので、細か
く物理アドレスを指定してマップしても、遊んでしまう
隙間が増えるだけでＦＲＯＭサイズを圧迫しかねない
上、大きな効果を得ることはできない。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】組み込みシステムのフ
ァームウェアプログラムを書き換えるのは、システム開
発時の改造／修正や、フィールド障害に対応する必要等
がある場合である。システム開発時には、ごく僅かのソ
ースを改造して動作確認する場合等を含め、頻繁にファ
ームウェアの書き換えが発生し、その度にマップがずれ
てしまったＦＲＯＭブロックをすべて書き換えるのでは
非常に効率が悪い。また、フィールド障害時には、量産
後の製品すべてをバージョンアップしなければならず、
バージョンアップに莫大な時間を労してしまう。 【０００７】これらの効率を上げるには、記憶されてい
るファームウェアプログラムイメージと変更後のファー
ムウェアプログラムイメージとの差分ＦＲＯＭブロック
数を減らす必要があるが、現状では、通常、ソースの変
更は以降にマップされるすべてのファームウェアプログ
ラムイメージに影響を与える可能性が高く、差分ＦＲＯ
Ｍブロック数を減らすことができないという問題があっ
た。 【０００８】そこで、本発明は、上記従来のファームウ
ェア書き換え方法における問題点に鑑みてなされたもの
であって、ファームウェアプログラムイメージの差分を
小さくなるように抑えて、バージョンアップに要する作
業時間を短縮し、作業を効率化することのできるファー
ムウェア書き換え方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、さらに、書き込み回数に寿命のあるＦＲ
ＯＭへの書き込み回数を抑えること等を目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ファームウェア書き換え方
法であって、ブロック単位で書き換え可能な記憶手段を
有し、外部からファームウェアデータを受け取って前記
記憶手段に記憶されているファームウェアを書き換える
ことのできるプログラムを有する組み込み系システムに
おいて、ソースプログラムまたはオブジェクトプログラ
ムを構成するセクションを、ソースプログラムまたはオ
ブジェクトプログラムの枠を越えて同一セクション同士
を集合させ、前記集合させた各セクションを、予め定め
られたリンクマップテーブルに従い、物理アドレスの指
示のあるセクションは当該アドレスにマップし、物理ア
ドレスの指示のないセクションは指示された順序通りに
連続的にマップする際に、予め定められたブロック情報
テーブルに従い、前記セクションを、選択的に、ブロッ
クの先頭にずらして、またはブロックの境界を跨いで連
続的にマップすることを特徴とする。 【００１０】そして、請求項１記載の発明によれば、オ
ブジェクトをリンクする際に、ブロックを跨ぐセクショ
ンは、ブロック情報テーブルに従って、「許可」されて
いればそのまま連続的に積み上げ、「拒否」されていれ
ば次のブロックの先頭からマップしてファームウェアプ
ログラムイメージを作成する。そのため、ブロックの境
界を跨がない（「拒否」）とした直前のブロックはブロ
ックの最後尾に隙間ができ、ブロック内の任意のセクシ
ョンに含まれるソースを変更しても他のブロックに影響
しない。また、直接物理アドレスを指定してマップしな
いため、隙間をそのブロック内の任意のソースに対して
有効に活用できる。さらに、すべてのブロックで、境界
を跨ぐ（「許可」）としておけば、従来通りすべて連続
してマップされたファームウェアプログラムイメージを
作製することもできる。 【００１１】以上により、本発明では、セクションの配
置（マップ）に対する意識を従来以上に意識しなくて
も、ブロックの書き換えを最小限に抑えるようにファー
ムウェアプログラムイメージを作製することができ、バ
ージョンアップ作業時間を効率化することができるとと
もに、書き換え回数を削減できるため、ＦＲＯＭ等の記
憶手段の寿命を長くすることができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】次に、本発明にかかるファームウ
ェア書き換え方法の実施の形態の具体例を図面を参照し
ながら説明する。 【００１３】図１は、ファームウェアプログラムイメー
ジを書き換え可能なＦＲＯＭ（記憶手段）を有する組み
込み系システムにダウンロード（バージョンアップ）す
る場合の本発明及び従来の要領の一例を示す。組み込み
系システムには、ダウンロード用プログラムがプリイン
ストールされ、このプログラムは、パーソナルコンピュ
ータ（ＰＣ）等の外部装置から送られてきたＦＲＯＭの
ブロックサイズ分のデータを所定のＦＲＯＭブロックに
書き込む機能を有する。ここで、ＦＲＯＭは、複数のブ
ロックで構成されているが、書き換え単位がブロック毎
であること以外は連続的であって、ブロックの境界を意
識する必要はない。 【００１４】外部装置は、組み込み系システムに組み込
まれているものと同じファームウェアプログラムイメー
ジと変更後のファームウェアプログラムイメージを備
え、両者を比較し、差分のあるＦＲＯＭブロックを組み
込み系システムに転送する機能を有する。 【００１５】次に、図２にファームウェアプログラムイ
メージを作製する際に関連する構成を従来と本発明とで
比較した形で示す。 【００１６】従来は、ソースプログラムまたはオブジェ
クトプログラム（以下、「ソース／オブジェクト」と記
載する）をリンクする際、各セクションの配置を記述し
たリンクマップテーブルの指示に従ってファームウェア
プログラムイメージを作製していた。本発明では、後述
するように、さらに、書き換え単位であるＦＲＯＭブロ
ックを意識するため、リンク時にＦＲＯＭブロック情報
テーブルを参照してファームウェアプログラムイメージ
を作製する。 【００１７】次に、本発明においてファームウェアプロ
グラムイメージを作製する際のリンク動作の詳細につい
て説明する。ここで、リンク動作には３段階のステップ
があり、第１及び第２段階は従来と同様のものであっ
て、第３段階が本発明に特有のものである。 【００１８】ソース／オブジェクトは、セクションと呼
ばれるブロックの集合で構成されているが、まず第１段
階では、 図３に示すように、ソース／オブジェクトの
枠を越えて同一セクション同士を集合させる。すなわ
ち、ソース／オブジェクトをセクションで分類する。図
３では、各ソース／オブジェクトの変数データ部をセク
ション１ブロックに集合させ、定数データ部をセクショ
ン２ブロックに集合させ、以降同様にセクションを集合
させている。 【００１９】第２段階では、図４に示すように、各セク
ションをリンクマップテーブルに従ってファームウェア
プログラムイメージとしてマップする。ここで、物理ア
ドレス指示のあるセクションはそのアドレスにマップ
し、物理アドレス指示のないセクションは指示された順
序通りに連続的にマップする。図４では、セクション５
をアドレス0x30000にマップし、その直後からセクショ
ン９〜１３を順に連続的にマップする。また、セクショ
ン１は、0x60000からマップし、続けてセクション３を
マップする。 【００２０】第３段階は、実際には第２段階と平行して
実行する。すなわち、図４に示すように、上記第２段階
を動作しながら、各セクションを順にマップする際、全
ＦＲＯＭブロックの境界アドレスを記述したＦＲＯＭブ
ロック情報テーブルに従って「拒否」を指示する境界ア
ドレスを跨いでマップするタイミングの場合には、次の
ＦＲＯＭブロック先頭にずらしてマップしていく。一
方、「許可」を指示する境界アドレスの場合には、その
まま境界を跨いで連続的にマップする。例えば、図４で
は、ＦＲＯＭブロック情報テーブルが「拒否」を指示す
る物理アドレス0x40000を跨いでセクションがマップさ
れる際、セクションの先頭を0x40000にずらしてマップ
している。 【００２１】これによって、第２段階までで完了する従
来のファームウェアプログラムイメージに比べて、意図
的にＦＲＯＭブロック単位での書き換えに最適な位置に
隙間を作り、ソースの改造があった場合には、この隙間
部分で吸収することで最小限のＦＲＯＭブロックの変更
を実現できる。また、ＦＲＯＭブロック内に物理アドレ
ス指定でマップされたセクションがなければ、ブロック
内の任意のソース改造に対してこの隙間を効率よく利用
できる。さらに、ＦＲＯＭブロック境界の直前以外は、
セクションは連続してマップされるため、従来と比べて
大きくＦＲＯＭサイズを圧迫することもない。 【００２２】上記結果から見ると、図４において、リン
クマップテーブルによってセクション１２を0x40000と
指定していれば、第３段階で使用するＦＲＯＭブロック
情報テーブルが存在しなくとも、同一のファームウェア
プログラムイメージを作り出すことはできる。しかし、
実際には、境界アドレス0x40000上にセクション１２が
配置されていることを予め意識しておく必要があるた
め、上述のように指定するのは非常に困難である。 【００２３】また、リンクマップテーブルによってすべ
て、あるいはほとんどのセクションを物理アドレス指定
することで各セクションの後に隙間を作ってソース変更
の影響をＦＲＯＭブロック内で吸収することも可能であ
る。しかし、この場合でもすべてのセクションの配置を
意識しなければならない上、隙間とセクションが１対１
で対応してしまうため、同一ＦＲＯＭブロック内に隙間
が残っているにも拘わらず、マップし直してファームウ
ェアプログラムイメージ全体に影響を与えてしまうこと
になりかねない。これでは、有限のＦＲＯＭサイズを有
効に使用しているとはいえない。 【００２４】これに対し、本発明では、セクションの配
置を従来以上に意識しなくても、ＦＲＯＭブロックの境
界アドレスを利用するだけで、連続または相対的にセク
ションを配置しながらＦＲＯＭブロック境界直前に隙間
を埋め込むことができ、上記問題点を解決している。 【００２５】以上より、例えば、ファームウェア開発時
には、ＦＲＯＭブロック情報テーブルによって、担当し
ている機能の属するセクション（ＦＲＯＭブロック）の
部分のみ「拒否」としておけば、全ＦＲＯＭサイズをほ
とんど圧迫することなく、改造がＦＲＯＭブロックを越
えない差分最小のファームウェアプログラムイメージを
作製することができ、開発作業の効率化を図ることがで
きる。また、出荷時には全ＦＲＯＭサイズが許す範囲内
で、ＦＲＯＭブロック情報テーブルにて「拒否」を指定
しておけば、大抵のフィールド障害に対して、差分が最
小のファームウェアプログラムイメージを作製すること
ができる。 【００２６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バージョンアップに要する作業時間を短縮し、作業を効
率化することができ、書き込み回数に寿命のあるＦＲＯ
Ｍへの書き込み回数を抑えること等が可能なファームウ
ェア書き換え方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明及び従来のファームウェア書き換え方法
における、組み込みシステムへのファームウェアプログ
ラムのダウンロード方法を説明するための図である。 【図２】本発明及び従来のファームウェア書き換え方法
におけるリンク時の動作の比較図である。 【図３】本発明及び従来のファームウェア書き換え方法
におけるリンク時の動作の第１段階として、ソース／オ
ブジェクトをセクション単位で分類することを説明する
ための図である。 【図４】本発明及び従来のファームウェア書き換え方法
におけるリンク時の動作の第２段階、及び本発明にかか
るファームウェア書き換え方法の第３段階におけるファ
ームウェアプログラムイメージの作成方法及び構造の違
いを説明するための図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ブロック単位で書き換え可能な記憶手段
   を有し、外部からファームウェアデータを受け取って前
   記記憶手段に記憶されているファームウェアを書き換え
   ることのできるプログラムを有する組み込み系システム
   において、ソースプログラムまたはオブジェクトプログ
   ラムを構成するセクションを、ソースプログラムまたは
   オブジェクトプログラムの枠を越えて同一セクション同
   士を集合させ、前記集合させた各セクションを、予め定
   められたリンクマップテーブルに従い、物理アドレスの
   指示のあるセクションは当該アドレスにマップし、物理
   アドレスの指示のないセクションは指示された順序通り
   に連続的にマップする際に、予め定められたブロック情
   報テーブルに従い、前記セクションを、選択的に、ブロ
   ックの先頭にずらして、またはブロックの境界を跨いで
   連続的にマップすることを特徴とするファームウェア書
   き換え方法。