JP2008117230A - プログラム処理装置及びプログラム処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 他のプログラム処理装置からプログラムを取得して実行することが可能なプログラム処理装置を提供する。
【解決手段】 プログラムに応じた所定の処理を実行するCPUと、プログラムを格納し、CPUが前記プログラムを実行して生成されたデータを格納する内部メモリと、外部プログラム処理装置に接続され、外部プログラム処理装置からプログラムを取得し、内部メモリに書き込むデータ取得回路と、を備え、CPU、内部メモリ、デバッグ処理回路及びデータ取得回路は同一の半導体基板上に集積されることで、上記課題を解決することができる。
【選択図】 図1

Description

本願発明は、プログラムに応じて所定の信号処理を施すプログラム処理装置及びプログラム処理方法に関し、特に、外部のプログラム処理装置からファームウェアなどのプログラムを取得して所定の信号処理を行うのに好適なプログラム処理装置及びプログラム処理方法に関する。
近年、信号処理回路とCPUとを同一チップ上に搭載したLSIが用いられている。これらのLSIでは、例えば音声信号のデコード処理などの信号処理を施す信号処理回路とCPUとを同一チップ上に搭載する場合、CPUが信号処理回路やその周辺回路(例えば、インタフェース回路など)の動作の制御を行うと共に、信号処理回路が行う処理以外のものについても、CPUがプログラムによりその処理を行う。
図4に、従来のプログラム処理装置300の構成を示す。プログラム処理装置300は、プログラムに応じて所定の処理を実行するCPU302と、CPU302が生成したデータを格納する内部RAM308とを含む。プログラム処理装置300は入出力インタフェース316を介してプログラムメモリ318に接続され、プログラムメモリ318はCPU302が実行するプログラムを格納する。また、プログラム処理装置300は、プログラムに含まれる少なくとも1つの変数をモニタしその結果に応じて所定の処理を施すデバッグ処理回路310と、デバッグ処理回路310の処理結果をデバッグツール210を含んだパーソナルコンピュータ200に送信するデバッグインタフェース312と、を含んで構成される。
CPU302が初期化されたとき、プログラムメモリ318に格納されたプログラムを外部バス320、入出力インタフェース316を介して読み出し、CPU302がプログラムに応じた所定の信号処理を実行する。内部RAM308はプログラムの実行に応じて生成された中間データなどを格納する。プログラム処理装置300は図示しない信号処理回路を含み、CPU302はプログラムに応じて信号処理回路の動作を制御する。
信号処理回路とCPUと1チップ上に搭載したLSIでは、CPUのバスやコントロール信号がチップの内部に集約されるため、開発段階におけるプログラムの検証処理(デバッグ)の効率が低いという課題が存在した。そのため、プログラム処理装置300はデバッグ処理回路310と、デバッグインタフェース312とを含んで構成されている。
デバッグ処理を行う場合、デバッグツール210からの指示に基づいて、デバッグ処理回路310はプログラム処理装置300に対して初期化の処理や実行されているプログラムの停止及び再開の処理を行う。また、デバッグ処理回路310は内部バス322を監視することによってプログラムに含まれる変数をデバッグ処理回路に含まれるレジスタ(図示なし)に指定してモニタし、モニタの結果に応じて所定の処理を施す。デバッグ処理回路310の処理の結果は、デバッグインタフェース312、デバッグ通信ライン220を介して、パーソナルコンピュータ200に送信される。パーソナルコンピュータ200はデバッグツール210を含んでおり、プログラムの開発者はパーソナルコンピュータ200を用いて変数のモニタの結果を確認することができ、プログラムの検証を行うことができる。
特開2005−070949号公報 特開2005−070950号公報
従来のプログラム処理装置300は、それに接続されるプログラムメモリ318からプログラムを取得し、所定の信号処理を行っている。しかし、システムの多様化に伴いプログラムメモリ318以外からプログラムを取得して信号処理を行うことが求められている。例えば、プログラム処理装置300が他のプログラム処理装置に接続され、そこからプログラムを取得してプログラム処理装置300が信号処理を行う場合、従来のプログラム処理装置300ではその処理を行うことができないという問題があった。
本願発明は、上記従来技術の問題を鑑み、他のプログラム処理装置からプログラムを取得して実行することが可能なプログラム処理装置を提供することを目的とする。
本願発明のプログラム処理装置は、プログラムに応じた所定の処理を実行するCPUと、前記プログラムを格納し、CPUがプログラムを実行して生成されたデータを格納する内部メモリと、外部プログラム処理装置に接続され、外部プログラム処理装置からプログラムを取得し、内部メモリに書き込むデータ取得回路と、を備え、CPU、内部メモリ、デバッグ処理回路及びデータ取得回路は同一の半導体基板上に集積されたことを特徴とする。
ここで、データ取得回路は、CPUが起動する前に前記プログラムを取得して前記内部メモリに書き込み、CPUは、内部メモリに前記プログラムが書き込まれた後、プログラムに応じた所定の処理を施すことが好適である。
本願発明によれば、プログラム処理装置は、他のプログラム処理装置からプログラムを取得して実行することができる。
図1は、本願発明の実施の形態におけるプログラム処理装置を示すものである。第1のプログラム処理装置1は、第1のCPU2と、第1の入出力インタフェース4と、データ取得回路6と、第1の内部RAM8と、デバッグ処理回路10と、デバッグインタフェース12と制御端子14と、を含んで構成される。第1のプログラム処理装置は図示しない信号処理回路を含んで構成され、これらは同一の半導体基板上に集積される。また、第1のプログラム処理装置は、データ通信ライン20を介して第2のプログラム処理装置100に接続される。
第1のCPU2は、プログラムを取得して所定の信号処理を実行する。また、第1のCPU2はプログラムに応じて同一の半導体基板上に集積される第1の入出力インタフェース回路4、第1の内部RAM8、デバッグ処理回路10、デバッグインタフェース12や、図示しない信号処理回路の動作を制御する。
第1の入出力インタフェース4は、所定のデータ転送方式に従って、第2のプログラム処理装置100に含まれる第2の入出力インタフェース104とデータの通信を行う。第1の入出力インタフェース4は第1のCPU2の処理の結果を、第2の入出力インタフェース104を介して第2のプログラム処理装置100へ送信するとともに、第2のプログラム処理装置100から送信されたデータを、第1の内部バス22を介して、第1のCPU2または第1の内部RAM8へ送信する。
データ取得回路6は、データ通信ライン20を介して、第2の入出力インタフェース1
04から送信されたプログラムを受信し、第1の内部RAM8に書き込む。データ取得回路6は、第1の入出力インタフェース4と同じデータ転送方式に従って、第2の入出力インタフェース104からデータの受信を行うことが好適である。データ取得回路6は、第1の内部バス22を介することなく、第1の内部RAM8にプログラムを書き込む。
制御端子14はデータ取得回路6に接続され、0Vまたは3Vの電圧が選択的に印加される。制御端子14に印加された電圧は制御信号CCとしてデータ取得回路6に送信され、データ取得回路6は制御信号CCに応じて動作する。例えば、制御端子14に0Vが印加された場合にはデータ取得回路6が活性とされ、3Vが印加された場合にはデータ取得回路6が非活性とされる。
第1の内部RAM8は、データ取得回路6から送信されたプログラムを格納するとともに、第1のCPU2が実行する所定の信号処理に応じて生成されたデータを一時的に格納する。第1の内部RAM8はSRAMによって構成することが好適であり、第1のCPU2と同一の半導体基板上に集積することによって、第1のプログラム処理装置1のサイズの増大を抑制することができる。
デバッグ処理回路10は、デバッグツール210からの指示に基づいて、プログラム処理装置1に対して初期化の処理や実行されているプログラムの停止及び再開の処理を行う。また、デバッグ処理回路10は第1の内部バス22を監視して第1の内部RAM8に書き込まれたプログラムに含まれる変数をモニタし、モニタの結果に応じて第1のモード又は第2のモードの処理を施す。例えば、第1のモードでは、デバッグ処理回路10はプログラムに含まれる変数をモニタしてその結果をレジスタ(図示なし)に書き込み、レジスタに書き込まれたデータをデバッグインタフェース12へ送信する。また、第2のモードでは、デバッグ処理回路10はプログラムに含まれる変数をモニタして、モニタの結果に報じてプログラムの実行を一時停止してその旨をデバッグインタフェース12へ送信する。第1のモード及び第2のモードにおいてモニタする変数は、デバッグ処理回路10に含まれるレジスタ(図示なし)を用いて指定することができ、レジスタの数に応じてプログラム実行中にモニタ可能な変数の数を制御することができる。
デバッグインタフェース12は、デバッグ処理回路10から送信されたデータをデバッグ通信ライン220を介してパーソナルコンピュータ200に送信する。また、デバッグインタフェース12は、パーソナルコンピュータ200からデバッグ通信ライン220を介して送信されたデータを受信して第1の内部RAM8に書き込む。デバッグ通信ライン220は少数の信号線で構成することが好適であり、例えば2本の信号線によって構成することができる。これは、デバッグ通信ライン220に接続されデバッグインタフェース12のために設けられる入出力端子は、製品として出荷された後は用いられないため、その数が増えることは好ましくないためである。
パーソナルコンピュータ200は、デバッグツール210を含み、デバッグインタフェース12から受信したデータの処理を行うとともに、デバッグツール210で作成したデータをデバッグインタフェース12に送信する。プログラムの開発者はパーソナルコンピュータ200を用いてデバッグ処理回路10での処理結果を確認してプログラムの検証を行うことができるとともに、改良や修正を行ったプログラムをデバッグインタフェース12を介して第1の内部RAM8に書き込むことができる。
プログラムメモリ118は後述する第2のプログラム処理装置に含まれる外部バスインタフェースに接続される。プログラムメモリ118は第1のCPU2が実行するプログラムと第2のCPUが実行するプログラムとを格納する。第1のCPU2は、第2のプログラム処理装置及びデータ取得回路6を介してプログラムを取得して所定の信号処理を行う
第2のプログラム処理装置100は、第2のCPU102と、第2の入出力インタフェース104と、第2の内部RAM108と、外部バスインタフェース116と、を含んで構成される。また、第2のプログラム処理装置は同一の半導体基板上に集積される。
第2のCPU102は、取得したプログラムにより所定の信号処理を実行する。また、第2のCPU102はプログラムに応じて同一の半導体基板上に集積される第2の入出力インタフェース回路104、第2の内部RAM108や外部バスインタフェース116の動作を制御する。
第2の入出力インタフェース104は、所定のデータ転送方式に従って、第1の入出力インタフェース4またはデータ取得回路6とデータの通信を行う。第2の入出力インタフェース回路104は第2のCPU102の処理の結果を、第1の入出力インタフェース4を介して第1のプログラム処理装置1へ送信するとともに、第1のプログラム処理装置1から送信されたデータを、第2の内部バス122を介して、第2のCPU102または第2の内部RAM108へ送信する。
第2の内部RAM108は、第2のCPU102が実行する所定の信号処理に応じて生成されたデータを一時的に格納する。第2の内部RAM108はSRAMによって構成することが好適であり、第2のCPU102と同一の半導体基板上に集積することによって、第2のプログラム処理装置100のサイズの増大を抑制することができる。
外部バスインタフェース116は外部バス120を介してプログラムメモリ118に接続される。第2のCPU102は外部バス120及び外部バスインタフェース116を介してプログラムメモリ118からプログラムを取得して所定の信号処理を行う。
次に、プログラム処理装置の動作について、図2及び図3を用いて説明する。
図2は通常のプログラム処理装置の動作を示すものであり、このとき制御端子14は0Vに固定される。つまり、データ取得回路6は常に活性の状態となる。
ステップS2では、第1のCPU2の初期化の処理が行われる。このとき、これまで第1のCPU2で行われていた信号処理は一切破棄され、プログラムに基づいた信号処理を開始するための準備が行われる。
ステップS4では、データ取得回路6は第2のプログラム処理装置100からプログラムを取得して第1の内部RAM8に書き込む。第1の内部RAM8に書き込まれるプログラムは、第2のプログラム処理装置100に接続されるプログラムメモリ118に格納されているものである。データ取得回路6は外部バス120、外部バスインタフェース116、第2の内部バス122、第2の入出力インタフェース104及びデータ通信ライン20を介してプログラムを取得する。このとき、第1のCPU2は起動していないため、それによって制御される第1の入出力インタフェース4、デバッグ処理回路10、デバッグインタフェース12、及び図示しない信号処理回路は非活性の状態である。
ステップS6では、第1のCPU2が起動し、第1の内部RAM8に格納されたプログラムに基づいて第1のCPU2が所定の信号処理を行う。第1の入出力インタフェース4、デバッグ処理回路10、デバッグインタフェース12、及び図示しない信号処理回路は第1のCPU2が行う信号処理に応じて活性とされる。
図2に示すプログラム処理装置の動作は、開発が完了したプログラムをプログラムメモリ118に格納して、ユーザへ提供した後に用いることが好適である。つまり、第1のプログラム処理装置1および第2のプログラム処理装置100を搭載した製品において、第1のプログラム処理装置1がプログラムメモリ118に格納されたプログラムを取得して起動することが常に求められる場合に適用することが好適である。
図3はデバッグ処理を行う際のプログラム処理装置の動作を示すものであり、このとき制御端子14は0Vに設定して動作を開始する。つまり、データ取得回路6は活性の状態から動作を開始する。
ステップS12では、第1のCPU2の初期化の処理が行われる。このとき、これまで第1のCPU2で行われていた信号処理は一切破棄され、プログラムに基づいた信号処理を開始するための準備が行われる。
ステップS14では、データ取得回路6は第2のプログラム処理装置100からプログラムを取得して第1の内部RAM8に書き込む。第1の内部RAM8に書き込まれるプログラムは、第2のプログラム処理装置に接続されるプログラムメモリ118に格納されているものである。データ取得回路6は外部バス120、外部バスインタフェース116、第2の内部バス122、第2の入出力インタフェース104及びデータ通信ライン20を介してプログラムを取得する。このとき、第1のCPU2は起動していないため、それによって制御される第1の入出力インタフェース4、デバッグ処理回路10、デバッグインタフェース12、及び図示しない信号処理回路は非活性の状態である。
ステップS16では、制御端子14に印加する電圧を0Vから3Vに切換える。つまり、第1の内部RAM8にプログラムを格納したあとに、データ取得回路6は非活性の状態に切換えられる。
ステップS18では、第1のCPU2が起動し、第1の内部RAM8に格納されたプログラムに基づいて第1のCPU2が所定の信号処理を行う。
ステップS20では、第1のCPU2が行う信号処理に応じて、第1の入出力インタフェース4、デバッグ処理回路10、デバッグインタフェース12、及び図示しない信号処理回路が活性とされる。これによって、プログラムの開発者はパーソナルコンピュータ200を用いてデバッグ処理回路10での処理結果を確認してプログラムの検証を行うことが可能となるとともに、改良や修正を行ったプログラムをデバッグインタフェース12を介して第1の内部RAM8に書き込むことが可能となる。
ステップS22では、第1のCPU2について初期化の処理が必要か否かを判断する。初期化の処理は、プログラムのバグを発見し、そのバグを修正するプログラムを内部RAM8へ書き込んだ後、その修正したプログラムを再度実行して検証を行う際に行われる。初期化が不要な場合は第1のCPU2は所定の信号処理を継続する。初期化が必要な場合は初期化処理を行ってステップS18の第1のCPU2の起動処理に移る。このとき、ステップS16においてデータ取得回路6は非活性の状態としているため、ステップS12の際の初期化の処理とは異なり、プログラムメモリ118からのプログラムの取得は行われない。第1のCPU2は、すでに第1の内部RAM8に格納されているプログラムに基づいて所定の信号処理を開始する。
図3に示すプログラム処理装置の動作は、開発中のプログラムのデバッグ処理を行う際に用いることが好適である。デバッグ処理を行う際には、実行されるプログラム中に含まれるバグを検出するために、第1のCPU2を初期化してプログラムを再実行する処理を
繰り返し行う場合がある。その際にデータ取得回路6を活性の状態にしておくと、プログラムメモリ118に格納されたプログラムの取得を行ってしまい、その取得処理が終わるまでプログラムが実行できない。そのため、プログラムを実行するまでの時間が長くなりデバッグ効率が低下してしまう。しかし、図3に示すプログラム処理装置の動作の場合は、ステップS14の後にデータ取得回路6を非活性とすることでプログラムの取得動作をスキップすることが出来るため、効率よくデバッグ処理を行うことができる。
また、デバッグ処理回路10を用いて開発中のプログラムのバグを発見し、そのバグを修正するプログラムをデバッグインタフェース12を介して内部RAM8へ書き込み、その修正したプログラムを再度実行して検証を行う。その際にデータ取得回路6を活性の状態にしておくと、プログラムメモリ118に格納されたプログラムの取得を行ってしまうため、第1の内部RAM8に格納された修正プログラムを、プログラムメモリ118に格納された修正前のプログラムで上書きしてしまう。しかし、図3に示すプログラム処理装置の動作の場合は、ステップS14の後にデータ取得回路6を非活性とすることでプログラムの取得動作をスキップすることが出来るため、第1の内部RAM8でのプログラムの上書きを防ぐことができる。
本願発明の実施の形態において、第1のプログラム処理装置1はデータ取得回路6を備えることから、第2のプログラム処理装置100から第1のCPU2に必要なプログラムを取得することが可能となる。これによって、第1のプログラム処理装置1にプログラム格納用のメモリを別途設けることなく、第2のプログラム処理装置100に接続されるプログラムメモリ118を共用することができるため、システム全体の小型化できるとともにそのコストの増大を抑えることができる。
データ取得回路6は制御端子14に印加される電圧に応じて活性、非活性を制御することが可能であることから、プログラムメモリ118からのデータの取得動作の制御が可能となる。これによって、デバッグ処理を行う際には、プログラムメモリ118からのプログラムの取得動作をスキップさせることができ、デバッグ効率を向上させることができる。
データ取得回路6は、第1の入出力インタフェース4と同じデータ通信方式に従って、第2の入出力インタフェース104からプログラムを受信することから、データ取得回路6のための入出力端子を別途設ける必要がない。このため、第1のプログラム処理装置1に設けられる入出力端子の数の増大を抑制することができ、第1のプログラム処理装置のチップサイズの増大を抑制することができる。
デバッグインタフェース12は、例えば2本の信号線(シリアル)によって構成されるデバッグ通信ライン220を介してデータ通信を行う構成とすることから、デバッグインタフェース12のために設けられる入出力端子の数を少数にすることができる。デバッグインタフェース12のために設けられる入出力端子は、製品として出荷された後は用いられないため、その数が増えることは好ましくない。しかし、本願発明の実施の形態においては、2個の入出力端子を備えればよく、第1のプログラム処理装置1のチップサイズの増大を抑制することができる。
本願発明の実施の形態において、制御端子14は第1のプログラム処理装置1の内で自動的に切り替わる構成としてもよいし、第2のプログラム処理装置100で生成された信号に基づいて切り替わる構成としてもよいし、外部から入力される信号によって切り替わる構成としてもよい。
本願発明の実施の形態において、デバッグ処理回路10は2つのモードを備えるものと
したがこれに限られるものではなく、必要に応じたモード数を設定することができる構成としてもよい。さらに、デバッグ通信ライン220は2本の信号線で構成したがこれに限られるものではなく、デバッグ効率の向上とデバッグインタフェース12の入出力端子の増加とのバランスに応じて信号線の本数を設定することが好適である。
また、本願発明の実施の形態において、第1のプログラム処理装置1に接続される第2のプログラム処理装置100は、第2のCPU102を含んだプログラム処理装置であればよく、例えば図示しない信号処理回路をその内部に設けた構成としてもよい。
本願発明の実施の形態におけるプログラム処理装置の構成を示す図である。 本願発明の実施の形態におけるプログラム処理のフローチャートである。 本願発明の実施の形態におけるプログラム処理のフローチャートである。 従来のプログラム処理装置の構成を示す図である。
符号の説明
1 第1のプログラム処理装置、2 第1のCPU、4 第1の入出力インタフェース、6 データ取得回路、8 第1の内部RAM、10 デバッグ処理回路、12 デバッグインタフェース、14 制御端子、20 データ通信ライン、22 第1の内部バス、100 第2のプログラム処理装置、102 第2のCPU、104 第2の入出力インタフェース、108 第2の内部RAM、116 外部バスインタフェース、118 プログラムメモリ、120 外部バス、122 第2の内部バス、200 パーソナルコンピュータ、210 デバッグツール、220 デバッグ通信ライン、300 プログラム処理装置、302 CPU、308 内部RAM、310 デバッグ処理回路、312 デバッグインタフェース、316 入出力インタフェース、318 プログラムメモリ、322 内部バス

Claims (8)

  1. プログラムに応じた所定の処理を実行するCPUと、
    前記プログラムを格納し、前記CPUが前記プログラムを実行して生成されたデータを格納する内部メモリと、
    外部プログラム処理装置に接続され、前記外部プログラム処理装置から前記プログラムを取得し、前記内部メモリに書き込むデータ取得回路と、を備え、
    前記CPU、前記内部メモリ、前記デバッグ処理回路及び前記データ取得回路は同一の半導体基板上に集積されたことを特徴とするプログラム処理装置。
  2. 請求項1に記載のプログラム処理装置において、
    前記データ取得回路は、前記CPUの起動前に前記プログラムを取得して前記内部メモリに書き込み、
    前記CPUは、前記内部メモリに前記プログラムが書き込まれた後、前記プログラムに応じた前記所定の処理を施すことを特徴とするプログラム処理装置。
  3. 請求項2に記載のプログラム処理装置において、
    前記外部プログラム処理装置に接続され、前記プログラムの実行に応じて前記外部プログラム処理装置と所定のデータ通信方式に従ってデータ通信を行う入出力インタフェースを更に備え、
    前記データ取得回路は前記入出力インタフェースと同じデータ通信方式に従って前記外部プログラム処理装置から前記プログラムを取得すること、を特徴とするプログラム処理装置。
  4. 請求項2に記載のプログラム処理装置において、
    前記プログラムに含まれる少なくとも1つの変数をモニタし、モニタの結果に応じた処理を施すデバッグ処理回路を更に備えることを特徴とするプログラム処理装置。
  5. 請求項4に記載のプログラム処理装置において、
    前記データ取得回路に接続され、前記データ取得回路を活性とするか否かを制御する制御端子を更に備えることを特徴とするプログラム処理装置
  6. 請求項4に記載のプログラム処理装置において、
    前記デバッグ処理回路での処理の結果をモニタするデバッグツールに接続され、前記プログラム処理装置と前記デバッグツールとをシリアルデータとして通信するデバッグインタフェースを更に備えることを特徴とするプログラム処理装置。
  7. 外部プログラム処理装置に接続されたデータ取得回路を備え、前記データ取得回路を活性とするか否かを制御するプログラム処理装置において、プログラムを実行して所定の処理を行うプログラム処理方法であって、
    前記プログラム処理装置を起動する起動ステップと、
    前記データ取得回路が前記外部プログラム処理装置から前記プログラムを取得するプログラム取得ステップと、
    前記プログラム取得ステップのあと、前記制御端子によって前記データ取得回路を非活性とする非活性ステップと、
    前記プログラム処理装置において前記プログラムを実行するプログラム実行ステップと、を含むことを特徴とするプログラム処理方法。
  8. 請求項7に記載のプログラム処理方法において、前記プログラム実行ステップは、
    前記プログラムに含まれる少なくとも1つの変数をモニタし、モニタの結果に応じた処
    理を施すデバッグステップを含むことを特徴とするプログラム処理方法。
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