JP2007316871A - Processor unit - Google Patents
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Description
本発明はプロセッサユニットに関し、更に詳しくは、CPUと、該CPUが実行するプログラムを格納する主メモリとが共通バスを介して接続するプロセッサユニットに関する。 The present invention relates to a processor unit, and more particularly to a processor unit in which a CPU and a main memory storing a program executed by the CPU are connected via a common bus.
今日、携帯電話などの様々な電子機器がプロセッサユニット(組込プロセッサ等)の制御下で動作するが、システムが一旦固定されると、基板上に固定された主メモリのサイズや、該主メモリに対するアクセスの制限から機能(プログラム)の変更や拡張、或いは当初予定されていなかったログ情報の収集等が必ずしも容易では無い。 Today, various electronic devices such as mobile phones operate under the control of a processor unit (such as an embedded processor). Once the system is fixed, the size of the main memory fixed on the board and the main memory It is not always easy to change or extend functions (programs) or to collect log information that was not initially scheduled due to access restrictions.
この点、従来は、主制御部12と、外部の着脱自在なメモリカード4との間に介在して、主制御部12がシステムリセットされている間に、メモリカード4からシステム起動用プログラムを読み出して自己の記憶部25に記憶するアクセス制御装置11を備え、主制御部12のリセット解除後に、該主制御部12が記憶部25から起動用プログラムを読み出して起動し、その後、メモリカード4の各種プログラムを実行する電子機器が知られている(特許文献1)。これにより、システムを大型化せずに、起動用プログラムを含む各種プログラムを容易に変更できる。
しかし、主制御部12の起動用プログラムを外部の別途に設けた記憶部25に記憶する方式であると、本来の主記憶部13以外にも余分な記憶部25が必要であると共に、主制御部12が外部の記憶部25を使用して起動するための工夫(CPUに対するメモリ空間の設定/変更等)が必要となる。
However, if the startup program for the
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、外部に別段の起動プログラム格納用メモリを設けること無く、CPUにより様々なソフトを効率よく利用可能なプロセッサユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to provide a processor unit that can efficiently use various software by a CPU without providing a separate startup program storage memory outside. Is to provide.
本発明の第1の態様によるプロセッサユニットは、CPUと、該CPUが実行するプログラムを格納する主メモリとが共通バスを介して接続するプロセッサユニットであって、前記CPUと外部の着脱自在に接続されたメモリカードとの間に介在して該メモリーカードをアクセスするためのメモリカード制御部と、前記共通バスに接続して、前記CPUのシステムリセットを契機に、前記メモリカード制御部を介して前記メモリカードの所定アドレスからCPUの起動用プログラムを読み出してこれを前記主メモリの起動用プログラム記憶エリアに展開するローダユニットとを備えるものである。 The processor unit according to the first aspect of the present invention is a processor unit in which a CPU and a main memory storing a program executed by the CPU are connected via a common bus, and the CPU is detachably connected to the outside. A memory card control unit for accessing the memory card interposed between the memory card and the memory card, connected to the common bus, and triggered by a system reset of the CPU via the memory card control unit A loader unit that reads a CPU activation program from a predetermined address of the memory card and expands it in the activation program storage area of the main memory.
本発明によれば、メモリカードから読み出したCPUの起動用プログラムを主メモリの起動用プログラム記憶エリアに展開して実行する構成により、余分なメモリを必要としないばかりか、CPUと主メモリとからなる既存のシステムに別段の変更を加えなくても、システムを正常に立ち上げ可能であり、その後は、外部メモリカード上の様々なソフトウェアを有効に利用できる。また、このメモリカードを取り外して、外部のパソコン等によりプログラムの更新やログ解析も簡単に行える。また、メモリカードを替えることで容量
拡張にも容易に対応できる。
According to the present invention, the CPU startup program read from the memory card is expanded and executed in the startup program storage area of the main memory, so that no extra memory is required, and the CPU and the main memory can be used. Even if the existing system is not changed, the system can be started up normally, and thereafter, various software on the external memory card can be used effectively. Also, by removing this memory card, program updates and log analysis can be performed easily using an external personal computer. In addition, capacity expansion can be easily handled by changing the memory card.
本発明の第2の態様においては、ローダユニットはFPGAやPLD等のハードウェア論理回路により構成される。従って、各種メモリカードをアクセス可能なハードウェアローダユニットを柔軟かつ効率よく構成できる。 In the second aspect of the present invention, the loader unit is configured by a hardware logic circuit such as FPGA or PLD. Therefore, a hardware loader unit capable of accessing various memory cards can be configured flexibly and efficiently.
本発明の第3の態様においては、メモリカードはコンパクトフラッシュ(登録商標)又はPC−ATAカードである。 In the third aspect of the present invention, the memory card is a compact flash (registered trademark) or a PC-ATA card.
以上述べた如く本発明によれば、システムの共通バスに比較的簡単なローダユニットを接続することで、外部メモリカード及び該メモリカード上の様々なソフトを利用可能となり、プロセッサユニットの機能向上及び拡張性向上に寄与するところが極めて大きい。 As described above, according to the present invention, an external memory card and various software on the memory card can be used by connecting a relatively simple loader unit to the common bus of the system. The place that contributes to the improvement of expandability is extremely large.
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図1は実施の形態によるプロセッサユニットのブロック図であり、10は様々な電子機器に搭載されて各所要の機能を実現するためのプロセッサユニット(PU)であり、コネクタ21を介してコンパクトフラッシュ(登録商標)やPCカード等からなる外部のメモリカード22を着脱自在に備えている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a processor unit according to an embodiment.
PU10において、11はPU11の主制御・処理を行うCPU、12はCPU11が使用する主メモリ(MM)、13はCPU11とメモリカード22との間に介在してメモリカード22のアクセス制御を行うメモリカード制御部、14はPU14の共通バス、30は、共通バス14に接続し、かつ本システム(CPU11)のシステムリセット時に起動されて、メモリカード22からCPU11の起動用プログラムを読み込んで主メモリ12の起動用プログラム記憶領域に展開するローダユニットである。このCPU11は、本システムのシステムリセット後、動作再開されたときに、主メモリ12の所定アドレス(例えば、起動用プログラム記憶領域の最初のアドレス)の命令をフェッチして実行に移す。
In the
ローダユニット30にシステムリセット信号が入力すると、CPU11へのウェイト信号を付勢してCPU11の動作を停止(wait)させると共に、メモリカード制御部13に対して図2のセクタリード処理を実行することにより、メモリカード22の所定アドレスからCPU11の起動用プログラムを読み出してこれを主メモリ12の起動用プログラム格納領域に展開する。こうして、起動用プログラムの展開を終了すると、ウェイト信号を消勢してCPU11を動作可能にする。これにより、CPU1は、起動用プログラム格納領域の先頭のコマンドから実行開始すると共に、必要なら、メモリカード制御部13を介して主メモリ12の所定アドレスから更に上位の起動用プログラムを読み出して主メモリ12に展開し、順次実行する。こうして、CPU11が起動完了すると、メモリカード22から各種アプリケーションプログラム読出して実行したり、メモリカード22にログデータを書込可能となる。
When a system reset signal is input to the
図2はメモリカード22のアクセス(セクタリード)方法のフローチャートで、コンパクトフラッシュ(登録商標)によるメモリカードへの適用例を示している。ステップS11ではシリンダのローレジスタ及びハイレジスタにシリンダアドレスをセットする。ステップS12ではドライブヘッドレジスタにヘッド番号をセットする。ステップS13ではセクタ番号レジスタにセクタ番号をセットする。ステップS14ではセクタカウントレジスタにリードセクタ数(ここでは「01h」を例に記載)をセットする。ここで、hはヘ
キサデシマル表記を表す。
FIG. 2 is a flowchart of an access (sector read) method for the
ステップS15ではコマンドレジスタにセクタリードコマンド「20h」をセットする。ステップS16ではステータスレジスタをリードする。ステップS17ではDREQビットがセットされ「58h」か否かを判別し、NOの場合はステップS16に戻る。こうして、やがてYESになると、ステップS18ではデータレジスタを256回(512バイト分)リードする。ステップS19ではステータスレジスタをリードする。ステップS20ではDREQビットがリセットされ「50h」か否かを判別し、NOの場合は」ステップS19に戻る。こうして、やがてYESになると、この処理を抜け、次のコマンド入力待ちとなる。 In step S15, the sector read command “20h” is set in the command register. In step S16, the status register is read. In step S17, it is determined whether or not the DREQ bit is set to "58h". If NO, the process returns to step S16. Thus, if YES is eventually reached, the data register is read 256 times (512 bytes) in step S18. In step S19, the status register is read. In step S20, it is determined whether or not the DREQ bit is reset to “50h”. If NO, the process returns to step S19. Thus, when the answer is YES, the process is terminated and the next command input is waited.
ローダユニット30は、メモリカード制御部13にセクタリードコマンドを出力してセクタデータを読み込むと共に、得られたデータを主メモリ12の起動用プログラム記憶エリアに順次格納する。
The
図3は実施の形態によるローダユニットのブロック図である。このローダユニット30は、基本的にはハードウェアで構成されるが、システムリセットの入力を契機に付勢されて、メモリカード22から起動用プログラムを読み出して主メモリ12に展開すると言う、幾分複雑な機能を効率よく実現するため、最小限のコマンドを実行可能な汎用プロセッサの構成からなっている。このような回路は、好ましくは、PLD(Programable Logic Device)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)により構成され、図3には汎用プロセッサとしての機能ブロック図を示す。
FIG. 3 is a block diagram of the loader unit according to the embodiment. Although this
このローダユニット30は、プログラムコードのフェッチサイクルとエグゼキュートサイクルとを有するマイクロプロセッサユニット(MPU)40と、該MPU40に内部のバス線(アドレスバスAB,データバスDA,コントロールバスCB)を介して接続するROMやEEPROMからなるプログラムメモリ(PMEM)60とを備える。
The
MPU40において、41はプログラム命令のフェッチアドレスを制御するプログラムカウンタ(PCTR)、42はPCTR41の割込アドレスを保持(プッシュ/ポップ)するメモリスタック(STCK)、43はPCTR41へのセットアドレス(ジャンプアドレス)を選択するデータマルチプレクサ(MUX)、44はPMEM60からフェッチされた命令コード(オペコード,オペランドコード等)を保持する命令レジスタ(IREG)、45はIREG44のオペランドデータを転送するためのオペランドバス(OPLB)、46はIREG44のオペコード部分(アドレス修飾子を含む)をデコードして対応する一連の制御信号CTを生成する命令デコーダ(IDEC)、47は簡単な論理判定と演算を行う論理・演算回路部(ALU)、48はALU47と協動する汎用のレジスタ(WREG)、49はALU47に入力するデータを選択するためのデータマルチプレクサ(MUX)、50は命令コードやオペランドデータの記憶アドレス(間接アドレスIAD)を保持するアドレスレジスタ(ADR)、51はオペランドバス45のオペランドアドレス(直接アドレスDAD)やADR50の間接アドレスIADを選択してアドレスバスABに出力するためのデータマルチプレクサ(MUX)、52はMPU40の内部バスとPU10の共通バス14との間を接続するバスインタフェース(BIF)である。ここで、ABはMPU40のアドレスバス、DBはデータバス、CBはIDEC46の出力の各種制御信号線が束ねられたコントロール(制御)バスである。
In the MPU 40, 41 is a program counter (PCTR) that controls the fetch address of a program instruction, 42 is a memory stack (STCK) that holds (push / pop) the interrupt address of the PCTR 41, 43 is a set address (jump address) to the PCTR 41 The data multiplexer (MUX) 44 selects an instruction register (IREG) that holds an instruction code (operation code, operand code, etc.) fetched from the
命令デコーダ46の出力の制御信号CTには、フェッチ/エグゼキュートのマシンサイクルを表すフェッチ信号FECH/エグゼキュート信号EXEと、各種レジスタやPCTR41等にデータをセットするためのセット信号STと、レジスタやPCTR41等の出力データをバスやターゲット回路に出力するための出力付勢信号OEと、データマルチプ
レクサ等における入力データを選択するための選択信号SLと、メモリへのデータ書込制御信号WRと、メモリからのデータ読出制御信号RDと、BIF52を介して外部に出力するI/Oコマンド信号I/OCOM等が含まれる。
The control signal CT output from the
また、PMEM60には図2のセクタリードを実行して主メモリ12に展開するためのプログラムが予め記憶されており、該プログラムを順に実行することで、メモリカード22から読み出したデータを主メモリ12の所定アドレスに展開する。
The
なお、上記実施の形態では、メモリカード22に対するメモリカード制御部13を介した幾分高度な制御機能を効率よく実現すべく、ローダユニット30をプロセッサ構成のハードウェア回路で実現したが、これに限らない。他にも、より通常のハードワエア構成に近いシーケンサロジックによりローダユニット30を構成できる。一例のシーケンサロジックは、一連のコマンドを記憶したメモリと、該メモリのアクセスアドレスを生成するカウンタと、該カウンタのカウント値を、前記メモリの一部の読み出し出力と、外部の所定の条件とに基づき+1(又は−1)制御するシーケンサ回路部(ゲート回路部)と、前記メモリの読み出し出力をメモリカード制御部13等に加えるロジック回路部等により構成できる。
In the above embodiment, the
また、上記本発明に好適なる実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。 Further, although the preferred embodiment of the present invention has been described, it goes without saying that various changes in the configuration, control, processing, and combination of each part can be made without departing from the spirit of the present invention.
10 プロセッサユニット
11 CPU
12 主メモリ(MM)
13 メモリカード制御部
14 共通バス
21 コネクタ
22 メモリカード
30 ローダユニット
10 processor unit 11 CPU
12 Main memory (MM)
13 Memory
Claims (3)
前記CPUと外部の着脱自在に接続されたメモリカードとの間に介在して該メモリーカードをアクセスするためのメモリカード制御部と、
前記共通バスに接続して、前記CPUのシステムリセットを契機に、前記メモリカード制御部を介して前記メモリカードの所定アドレスからCPUの起動用プログラムを読み出してこれを前記主メモリの起動用プログラム記憶エリアに展開するローダユニットとを備えることを特徴とするプロセッサユニット。 A processor unit in which a CPU and a main memory storing a program executed by the CPU are connected via a common bus,
A memory card controller for accessing the memory card interposed between the CPU and an externally detachably connected memory card;
Connected to the common bus and triggered by a system reset of the CPU, a CPU startup program is read from a predetermined address of the memory card via the memory card control unit and stored in the main memory startup program storage A processor unit comprising: a loader unit that develops in an area.
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