JP2006285816A - プロセッサ装置及びそれを有する電子機器、並びにブート制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 プロセッサを内蔵した半導体集積回路とプロセッサを内蔵していない半導体集積回路とが混在しているような場合であっても、ブートコントローラによって容易にブートすること。
【解決手段】 プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタとを有し、通信部を介してブートコントローラからブート制御されるプロセッサ装置であって、このブートコントローラからブート要求により、内部レジスタをスキャンチェーンによって設定し、その後、プロセッサを起動させてメモリへのブートの可否を判定し、通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知する制御手段を備えた。
【選択図】 図1

Description

本発明は、プロセッサ装置及びそれを有する電子機器、並びにブート制御方法に関する。
従来、マイクロコンピュータなどにより所要のプログラムに基づいて動作制御される電子機器では、電源投入やリセットにともなってこの電子機器を初期起動状態や所定時点の状態とするブートプログラムが実行される(例えば、特許文献1参照。)。このように電子機器を初期起動状態又は所定時点の状態とすることを単に「ブート」と呼ぶ。
このような電子機器では、ブートにともなってブートプログラムのコードを逐次実行していくことにより、電子機器内に設けられている半導体集積回路のレジスタ回路等に所定のブートデータを記憶させることによりブートが完了する。
特開平10−116187号公報
しかしながら、従来の半導体集積回路では、レジスタ回路のすべてのレジスタに対して、所定のブートデータを設定していたため、電子機器が使用できるようになるまでの時間が長くなり、その間、利用者は待機しなければならないという問題があった。
そこで、本発明者はこのような現状に鑑み、短時間でブートを完了可能なレジスタ回路を有する装置を開発した。
この装置は、半導体集積回路製造時のスキャンテストにのみ使用されていたスキャンチェーンを用いて、内部レジスタを設定するものであり、例えば、特願2004−370642のように、圧縮された初期設定データを半導体集積回路内で解凍し、スキャンチェーンを用いて内部レジスタを設定することができる半導体集積回路などがある。
このような半導体集積回路においては、スキャンチェーンを用いて内部レジスタの設定を短時間で行なうことができるという利点がある。
一方で、半導体集積回路内に内部レジスタの他、プロセッサをも有している場合には、スキャンチェーンを用いて内部レジスタを設定しても、そのプロセッサが使用するメモリの記憶内容と、内部レジスタとの間で不整合が生じた場合、このプロセッサは暴走してしまうことになる。
このように半導体集積回路にプロセッサが内蔵されている場合には、ブート用のプロセッサ(以下、「ブートコントローラ」とする。)が予め半導体集積回路にプロセッサが内蔵されていることを把握して、このプロセッサが使用するメモリをチェックできれば、このようなプロセッサの暴走を回避することができる。
ところが、プロセッサを内蔵した半導体集積回路とプロセッサを内蔵していない半導体集積回路とが混在しているような場合には、どの半導体集積回路にプロセッサが内蔵されているのかを、ブートコントローラ側のブートプログラムに組み込んでおく必要があり、その作業が煩雑になる。
そこで、本発明は、プロセッサを内蔵した半導体集積回路とプロセッサを内蔵していない半導体集積回路とが混在しているような場合であっても、ブートコントローラによって容易にブートすることができるプロセッサ装置及びそれを有する電子機器及びブート制御方法を提供することを目的とする。
そこで、請求項1に記載の発明は、プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタとを有し、通信部を介してブートコントローラからブート制御されるプロセッサ装置であって、前記ブートコントローラからブート要求により、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定する制御手段を備え、前記制御手段は、前記内部レジスタの設定が終了すると、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記制御手段は、前記内部レジスタを設定する際には、第1のクロックを用い、前記プロセッサを動作させる際には、第2のクロックを用いることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明であって、外部クロックから前記第1のクロックと前記第2のクロックを生成するクロック生成手段と、前記第1のクロック及び前記第2のクロックのうちいずれか一方を選択して出力するクロック選択手段を備え、このクロック生成手段は、前記制御手段によって制御されることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明であって、前記制御手段は、NMI信号によって前記プロセッサを起動することを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、プロセッサ装置と、このプロセッサ装置のブート制御を行うブートコントローラとを有する電子機器であって、前記プロセッサ装置は、プロセッサと、前記プロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタと、前記ブートコントローラと通信するための通信部と、前記ブートコントローラからブート要求により、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定し、その後、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知する制御手段とを備え、前記ブートコントローラは、第1のブート制御手段と第2のブート制御手段とを有し、前記第1のブート制御手段によって、前記プロセッサ装置のブート制御を行い、前記プロセッサ装置から通知される前記判定結果がブート不可であるとき、前記第2のブート制御手段によって、前記プロセッサ装置のブートを行なうことを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタとを有し、通信部を介してブートコントローラと接続されるプロセッサ装置のブート制御方法であって、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定するステップと、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知するステップと、を有することを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタとを有し、通信部を介してブートコントローラからブート制御されるプロセッサ装置であって、前記ブートコントローラからブート要求により、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定する制御手段を備え、前記制御手段は、前記内部レジスタの設定が終了すると、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知するので、ブートコントローラは信号処理装置にプロセッサやメモリが存在するしないにかかわらず、同一の処理でブート制御を行うことができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、前記制御手段は、前記内部レジスタを設定する際には、第1のクロックを用い、前記プロセッサを動作させる際には、第2のクロックを用いるので、内部レジスタへの設定動作のためのクロックとプロセッサの動作のためのクロックとが異なる場合であっても、その対応が動的に可能となる。
また、請求項3に記載の発明によれば、外部クロックから前記第1のクロックと前記第2のクロックを生成するクロック生成手段と、前記第1のクロック及び前記第2のクロックのうちいずれか一方を選択して出力するクロック選択手段を備え、このクロック生成手段は、前記制御手段によって制御されるので、クロックの切替が容易となる。
また、請求項4に記載の発明によれば、前記制御手段は、NMI信号によって前記プロセッサを起動するので、プロセッサを容易に起動させることができる。
また、請求項5に記載の発明によれば、プロセッサ装置と、このプロセッサ装置のブート制御を行うブートコントローラとを有する電子機器であって、前記プロセッサ装置は、プロセッサと、前記プロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタと、前記ブートコントローラと通信するための通信部と、前記ブートコントローラからブート要求により、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定し、その後、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知する制御手段とを備え、前記ブートコントローラは、第1のブート制御手段と第2のブート制御手段とを有し、前記第1のブート制御手段によって、前記プロセッサ装置のブート制御を行い、前記プロセッサ装置から通知される前記判定結果がブート不可であるとき、前記第2のブート制御手段によって、前記プロセッサ装置のブートを行なうので、ブートコントローラは信号処理装置にプロセッサやメモリが存在するしないにかかわらず、同一の処理でブート制御を行うことができる。
また、請求項6に記載の発明によれば、プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタとを有し、通信部を介してブートコントローラと接続されるプロセッサ装置のブート制御方法であって、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定するステップと、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知するステップと、を有するので、ブートコントローラは信号処理装置にプロセッサやメモリが存在するしないにかかわらず、同一の処理でブート制御を行うことができる。
本実施の形態の電子機器に設けられたプロセッサ装置は、プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタと、ブートコントローラからブート制御するための通信部と、ブートコントローラからブート要求により、内部レジスタをスキャンチェーンによって設定する制御手段とを備えている。
そのため、ブート時の内部レジスタの設定を短時間で行なうことができる。
この制御手段は、内部レジスタの設定が終了すると、プロセッサを起動させてメモリへのブートの可否を判定し、通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知するように構成している。
このようにブートコントローラへブートの可否を通知するようにしているため、ブートコントローラはプロセッサ装置からのレスポンスを受け付けるだけで、このブート処理が適切に行なうことができるかを判定することができる。
しかも、メモリへのブートが不可である場合には、ブートコントローラによって、通常の第2のブート処理を行なうようにしているので、プロセッサ装置が誤動作による暴走を抑制することができる。
さらに、プロセッサ装置内に、クロック生成手段とクロック切替手段とを有しているため、プロセッサ装置内のブート処理時にクロックの切替が必要になった場合であっても適切にその切替が可能となる。
なお、本発明におけるブートには、電源投入直後のブートに限られず、リセット信号に
よるリブートも含まれる。
以下に、本実施形態におけるブートコントローラ2及びこのブートコントローラ2により制御される複数の信号処理装置4a〜cを備えた電子機器1の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
本実施の形態における電子機器1は、図1に示すように、ブートコントローラ2と、このブートコントローラ2とバス接続されたフラッシュメモリ3と、信号処理装置4a〜cとを備えている。なお、これらの信号処理装置4a〜cのうち、プロセッサを有している信号処理装置4b,cを以下、プロセッサ装置ということがあるものとする。
また、ブートコントローラ2と信号処理装置4a〜cとの間は、ブート専用のバス6(以下、「ブートバス」とする。)及び通常のバス7(以下、単に「バス」とする。)で接続されている。このブートバス6は、ブートコントローラ2が第1のブート制御により動作するときにのみ使用されるバスである。
また、信号処理装置4a〜cには、第1のブート制御を行うコントローラ(本発明の制御手段)41a〜cと、本発明の内部レジスタであるレジスタ回路43を有するロジック部42a〜cとをそれぞれ有おり、さらに、信号処理装置4b,cには、それぞれプロセッサ44a,b及び、このプロセッサ44a,bによってそれぞれ使用されるSDRAM5a,bをも有している。なお、信号処理装置4a〜cは、それぞれ一つの半導体集積回路で構成されているが、SDRAMは別に構成してもよい。
ここで、フラッシュメモリ3には、ブートコントローラ2の実行プログラムのほか、ロジック部42a〜cのレジスタ回路43a〜cのブートデータやSDRAM5a,bのブートデータなどを記憶する記憶領域(以下、「ブート領域」とする。)が設けられている。
このブート領域のブートデータは、予め製造時に記憶された初期化用のブートデータ(第1のブートデータ)と、電子機器の動作終了時やリセット時などにブートコントローラ2によって、各信号処理装置4a〜cにおけるレジスタ回路43a〜cやSRDAMの所定領域に記憶されているデータが、各信号処理装置4a〜cからブートバス6を介して取り出され、このブート領域に一時的に保持されるブートデータ(第2のブートデータ)との2つがある。
ここで信号処理装置4a〜cの構成について、図2を参照して、より具体的に説明する。図2は、信号処理装置4bであるプロセッサ装置の構成を示す図である。なお、信号処理装置4aは、信号処理装置4bのプロセッサ44a及びSDRAM5aに対応するものがない他は、信号処理装置4bと基本的に同一であり、又信号処理装置4cは信号処理装置4bと同一であるため、信号処理装置4bの説明をもって信号処理装置4a,4cの説明とする。
このプロセッサ装置4bは、プロセッサ44aで使用されるレジスタ回路43bを有し、このレジスタ回路43bは、半導体集積回路製造時にテスト用に用いられるスキャンチェーンを用いてコントローラ41bによってブートデータが設定される。また、レジスタ回路43bのデータは、このスキャンチェーンを用いて、コントローラ41bによりダンプされ、その後、ブートコントローラ2に送られ、フラッシュメモリ3のブート領域に格納される。なお、各コントローラ41a〜cには、ブートコントローラ2との間の通信のための通信部47a〜cがそれぞれ設けられている。また、ロジック部42a〜cにはそれぞれレジスタ回路43a〜cが備えられている。
また、プロセッサ装置4bは、クロック生成手段46aを有している。このクロック生成手段46aは、外部から入力される単一のクロック信号から複数のクロック信号を生成して出力する。このクロック生成手段46aによって生成される複数のクロックの中には、レジスタ回路43bをスキャンチェーンによって設定するために必要な第1のクロックと、プロセッサ44aが動作するために必要な第2のクロックが含まれている。
このように生成された複数のクロックは、クロック選択手段45aに入力されるように構成されており、コントローラ41bによって、このクロック選択手段45aが制御され、プロセッサ44bやレジスタ回路43bへ供給するクロックが選択されて出力される。
また、コントローラ41bとプロセッサ44bとの間には、データ送受信のための信号線や、コントローラ41bからプロセッサ44bへの強制割り込み信号線(NMI)が設けられている。
以上のように構成された電子機器1について、図3及び図4を参照して、その動作を具体的に説明する。図3は本実施形態におけるブートコントローラの動作を示すフローチャート、図4は本実施形態におけるプロセッサ装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、理解を容易にするため、図4は信号処理装置4bの動作を示すものとして説明する。
まず、電子機器1のリセットボタンが押下される等によって、この電子機器1がリセットされると、ブートコントローラ2は、フラッシュメモリ3のメモリエラーフラグ領域を参照し、この領域のフラグがメモリエラーを示すものでないかを判定する(図3−ステップS10)。
ステップS10において、メモリエラーフラグ領域に基づいて、メモリエラーがないと判定すると、ブートコントローラ2は、信号処理装置4aから順次、第1のブート制御を行う(図3−ステップS11)。この第1ブート制御は、後述する第2のブート制御に比べ短時間でブートを終了する制御である。
第1ブート制御では、まず、ブートコントローラ2は、ブートバス6を介して信号処理装置4aへブート要求を行なう。その後、ブートコントローラ2は、フラッシュメモリ3のブート領域に格納されたレジスタ回路43a設定用のブートデータを取り出して、信号処理装置4aのコントローラ41aに送信する。コントローラ41aは、受信したデータを、スキャンチェーンを介して、レジスタ回路43aに設定する。その後、プロセッサ44aは、ブートが成功した旨を示す信号を送信し、この信号をブートコントローラ2で受信することによって、信号処理装置4aのブート処理が終了する。
次に、ブートコントローラ2は、信号処理装置4bに関して、第1のブート制御を行う。信号処理装置4aの場合と同様に、ブートコントローラ2は、ブートバス6を介して信号処理装置4aへブート要求を行なう。
コントローラ41bは、このブート要求を受信する(図4−ステップS100)と、クロック選択手段45aを制御して、信号処理装置4bの動作クロックを第1のクロックとする(図4−ステップS101)。
続いて、ブートコントローラ2は、フラッシュメモリ3のブート領域に格納されたレジスタ回路43b設定用のブートデータを取り出して、信号処理装置4bのコントローラ41bに送信する。
その後、コントローラ41bは、受信したデータを、スキャンチェーンを介して、レジスタ回路43bに設定する(図4−ステップS102)。
コントローラ41bは、レジスタ回路43bの設定が終了すると(図4−ステップS103:Y)、クロック選択手段45aを制御して、信号処理装置4bの動作クロックを第2のクロックとする(図4−ステップS104)。
次に、コントローラ41bは、プロセッサ44bに対して、NMI信号を出力してプロセッサ44bを起動し、フラッシュメモリ3に一時的に保管したSDRAM用のブートデータを送信するようにブートコントローラ2へ要求する。
DRAM用のブートデータの送信要求を受けると、ブートコントローラ2は、フラッシュメモリ3からSDRAM5a用ブートデータを取り出して、コントローラ41bへ送信する(図3−ステップS12)。
その後、コントローラ41bは、ブートコントローラ2から送信されるSDRAM用ブートデータをSDRAM5aに設定する(図4−ステップS106)。
次に、コントローラ41bは、SDRAM5aのメモリエラーフラグ領域に基づいて、SDRAM用のブートデータが正常か否かを判定(図4−ステップS107)し、その結果に基づいてSDRAM5aへのブートの可否を判定する。このメモリエラーフラグ領域には、メモリデータが異常であるか正常であるかを示すフラグが格納されており、例えば、メモリ領域に故障したセクタが存在する場合や、このブート直前の動作中に、電子機器1の電源がOFFされてメモリ領域がクリアされたような場合などにはこのフラグが異常となるように構成されている。
ステップS107において、SDRAM用のブートデータが異常であると判定すると(図4−ステップS107:Y)、コントローラ41bは、ブートコントローラ2に対して、ブートが失敗した旨を示す信号を送信する(図4−ステップS109)。この信号をブートコントローラ2で受信すると、ブートコントローラは、第1のブート制御を中止し、第2のブート制御を開始する(図3−ステップS13:Y)。
一方、ステップS107において、SDRAM用のブートデータが異常であると判定すると、コントローラ41bは、ブートコントローラ2に対して、ブートが成功した旨を示す信号を送信する(図4−ステップS107:Y)。
以下、信号処理装置4bへのブート制御と同様に、信号処理装置4cに関してもその処理を行ない、ブートが成功した場合には、ブートコントローラ2の処理を終了する。一方、ブートが失敗した場合には、ブートコントローラ2は、第1のブート制御を中止し、第2のブート制御を開始する(図3−ステップS13:Y)。
ブートコントローラ2は、ステップS10においてメモリエラーと判定した場合、又はステップS13において信号処理装置4a〜cのうちいずれか一つでも第1のブート制御が失敗したと判定した場合には、第2のブート制御を行う。
すなわち、ブートコントローラ2は、フラッシュメモリ3の全セクタに関して、セクタ不良をチェック(図3−ステップS14)し、セクタ不良がある場合には、その故障箇所をフラッシュメモリ3の所定箇所に書き込む(ステップS15)。以後、ブートコントローラ2は、この故障箇所を除いたセクタ領域を使用する。
続いて、ブートコントローラ2は、BIOSを起動(図3−ステップS16)すると共に、各信号処理装置4a〜cの各レジスタ回路43a〜cの設定及び信号処理装置4b,cのSDRAM5a,bの設定を、バス7を介して行なう(図3−ステップS17)。その後、ブートコントローラ2は、フラッシュメモリ3からOSプログラム及びアプリケーションプログラムを取り出して起動させる(図3−ステップS18,19)
本実施形態において以上のように電子機器1が構成されているため、ブートコントローラ2は信号処理装置にプロセッサやメモリが存在するしないにかかわらず、同一の処理で第1のブート制御を行うことができる。
なお、本実施形態においては、フラッシュメモリ3をブートコントローラ2側に取り付けた例を説明したが、図5に示すように、フラッシュメモリが各信号処理装置4a〜c側に取り付けられていてもよい。
図5のように電子機器1が構成されている場合には、フラッシュメモリ3のブート領域が、それぞれのフラッシュメモリ8a〜cにそれぞれ信号処理装置4a〜c毎に分けて設けられている。例えば、レジスタ回路43aのブートデータは、フラッシュメモリ8aのブート領域に格納され、レジスタ回路43bやSDRAM5aのブートデータは、フラッシュメモリ8bのブート領域に格納されている。
信号処理装置4a〜cのコントローラ41a〜cは、フラッシュメモリ8a〜cからブートデータを読み込んで、レジスタ回路43a〜cへのデータ設定やSDRAM5a,bへのブートデータの設定及びメモリエラーチェックを行ない、その結果をブートの可又は不可を示す旨の信号としてブートコントローラ2へ通知する。
そして、ブートコントローラ2は、各信号処理装置4a〜cに対してブート要求を行なうだけで、その後各信号処理装置4a〜cから通知されるブートの可否が通知されるため、その通知に基づいて、第1のブート制御を終了するのか、第2のブート制御を開始するのかを判定することになる。
このように、各信号処理装置4a〜c側にフラッシュメモリ8a〜cを設けるようにすれば、ブートコントローラ2の処理が軽減されると共に、ブートコントローラ2は信号処理装置にプロセッサやメモリが存在するしないにかかわらず、同一の処理で第1のブート制御を行うことができる。
本発明の一実施形態に係る電子機器の全体的な構成を示した図。 本発明の一実施形態に係る信号処理装置の構成を示した図。 本発明の一実施形態に係るブートコントローラの動作フローチャート図。 本発明の一実施形態に係るコントローラの動作フローチャート図。 本発明の一実施形態に係る別の電子機器の全体的な構成を示した図。
符号の説明
1 電子機器
2 ブートコントローラ
4a〜c 信号処理装置
41a〜c コントローラ
43a〜d レジスタ回路
45 クロック選択手段
46 クロック生成手段
47a〜c 通信部

Claims (6)

  1. プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタとを有し、通信部を介してブートコントローラからブート制御されるプロセッサ装置であって、
    前記ブートコントローラからブート要求により、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定する制御手段を備え、
    前記制御手段は、前記内部レジスタの設定が終了すると、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知するプロセッサ装置。
  2. 前記制御手段は、前記内部レジスタを設定する際には、第1のクロックを用い、前記プロセッサを動作させる際には、第2のクロックを用いることを特徴とする請求項1に記載のプロセッサ装置。
  3. 外部クロックから前記第1のクロックと前記第2のクロックを生成するクロック生成手段と、前記第1のクロック及び前記第2のクロックのうちいずれか一方を選択して出力するクロック選択手段を備え、このクロック生成手段は、前記制御手段によって制御されることを特徴とする請求項2に記載のプロセッサ装置。
  4. 前記制御手段は、NMI信号によって前記プロセッサを起動することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセッサ装置。
  5. プロセッサ装置と、このプロセッサ装置のブート制御を行うブートコントローラとを有する電子機器であって、
    前記プロセッサ装置は、
    プロセッサと、
    前記プロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタと、
    前記ブートコントローラと通信するための通信部と、
    前記ブートコントローラからブート要求により、前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定し、その後、前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知する制御手段とを備え、
    前記ブートコントローラは、
    第1のブート制御手段と第2のブート制御手段とを有し、
    前記第1のブート制御手段によって、前記プロセッサ装置のブート制御を行い、前記プロセッサ装置から通知される前記判定結果がブート不可であるとき、前記第2のブート制御手段によって、前記プロセッサ装置のブートを行なうことを特徴とする電子機器。
  6. プロセッサと、このプロセッサに使用されるメモリ及び内部レジスタとを有し、通信部を介してブートコントローラと接続されるプロセッサ装置のブート制御方法であって、
    前記内部レジスタをスキャンチェーンによって設定するステップと、
    前記プロセッサを起動させて前記メモリへのブートの可否を判定し、前記通信部を介して、その判定結果をブートコントローラへ通知するステップと、
    を有するブート制御方法。
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