JP2014229207A - Multi-core system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチコアシステムに関する。 The present invention relates to a multi-core system.
下記特許文献1には、リセット後に実行される初期化処理の処理時間を短縮可能なマイクロコンピュータ及び車載システムが開示されている。該車載システムは、イグニションスイッチがオンされ、パワーオンリセットが解除されると、各ECUのCPUによる初期化処理と、通信コントローラによる自律的な初期化及び通信セッションの確立とが並行して実行される。各ECUのCPUによる初期化処理及び通信コントローラによる自律的な初期化/通信セッションの確立のうち、最も処理時間が長いものが終了すると、車載システムの立ち上げが完了し、システム本来の機能を果たすための通常処理が開始される。このようにCPUによる初期化処理と並行して通信コントローラの初期化が自律的に実行されるため、CPUによる初期化処理、ひいてはシステム全体の初期化に要する時間を短縮することができ、通常処理を速やかに開始することができる。 Patent Document 1 below discloses a microcomputer and an in-vehicle system that can shorten the processing time of an initialization process executed after reset. In the in-vehicle system, when the ignition switch is turned on and the power-on reset is released, initialization processing by the CPU of each ECU, autonomous initialization by the communication controller, and establishment of a communication session are executed in parallel. The Of the initialization process by the CPU of each ECU and the establishment of the autonomous initialization / communication session by the communication controller, when the one with the longest processing time is completed, the start-up of the in-vehicle system is completed and the original function of the system is performed. Normal processing is started. Since the initialization of the communication controller is autonomously executed in parallel with the initialization process by the CPU in this way, the time required for the initialization process by the CPU and thus the initialization of the entire system can be shortened. Can be started immediately.
ところで、上記従来技術では、初期化処理時、複数のCPUによって各周辺機器のチェック処理が行われるが、各CPUによる各周辺機器のチェック処理の分担が固定であるため、周辺機器のチェック処理時間に差が生じてしまった場合に、チェック処理時間の長いCPUの処理が完了するまでシステム全体の初期化処理が完了しないという問題があった。 By the way, in the above prior art, at the time of initialization processing, check processing of each peripheral device is performed by a plurality of CPUs, but since the sharing of check processing of each peripheral device by each CPU is fixed, the check processing time of the peripheral device When a difference has occurred, the initialization processing of the entire system is not completed until the processing of the CPU having a long check processing time is completed.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、各CPUによる各周辺機器のチェック処理時間を平均化して、システム全体の初期化処理に要する時間を短縮することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to average the check processing time of each peripheral device by each CPU and reduce the time required for initialization processing of the entire system.
上記目的を達成するために、本発明では、複数のCPU(Central Processing Unit)を具備するマルチコアシステムであって、複数のCPUは、マスターCPUとスレーブCPUとからなり、前記マスターCPUは、初期化処理時における外部の複数の周辺機器各々のチェック処理に要する時間を算出し、算出結果に基づいてチェック処理時間の合計値の差が最小になるように自身及び前記スレーブCPUに各周辺機器のチェック処理を割り振る、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a multi-core system including a plurality of CPUs (Central Processing Units), each of which includes a master CPU and a slave CPU, and the master CPU is initialized. Calculate the time required for the check processing of each of a plurality of external peripheral devices at the time of processing, and check each peripheral device with itself and the slave CPU so that the difference in the total value of the check processing time is minimized based on the calculation result A method of allocating processing is adopted.
本発明では、第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記マスターCPUは、チェック処理の負荷に基づいて各周辺機器のチェック処理に要する時間を算出する、という手段を採用する。 In the present invention, as the second solving means, in the first solving means, the master CPU calculates a time required for the check processing of each peripheral device based on the check processing load.
本発明では、第3の解決手段として、上記第1の解決手段において、データ記憶部をさらに具備し、前記マスターCPUは、各周辺機器のチェック処理後、自身及びスレーブCPUによる各周辺機器のチェック処理に要した時間を前記データ記憶部に記憶させ、次回の初期化処理時、前記データ記憶部を参照して各周辺機器のチェック処理に要する時間を算出する、という手段を採用する。 In the present invention, as the third solution means, in the first solution means, further comprising a data storage unit, the master CPU checks each peripheral device by itself and the slave CPU after the check processing of each peripheral device. The time required for processing is stored in the data storage unit, and the time required for the check processing of each peripheral device is calculated by referring to the data storage unit at the next initialization processing.
本発明では、第4の解決手段として、上記第1〜3のいずれか1つの解決手段において、第2のデータ記憶部をさらに具備し、前記マスターCPUは、初期化処理時に、前記第2のデータ記憶部に自身及び前記スレーブCPUに対する各周辺機器のチェック処理の割り振りを記憶させ、前記スレーブCPUは、前記第2のデータ記憶部を参照して周辺機器のチェック処理を実行する、という手段を採用する。 In the present invention, as a fourth solving means, in any one of the first to third solving means, a second data storage unit is further provided, and the master CPU performs the second data storage during the initialization process. Means for storing the allocation of the check processing of each peripheral device for itself and the slave CPU in the data storage unit, and the slave CPU executes the check processing of the peripheral device with reference to the second data storage unit; adopt.
本発明では、第5の解決手段として、上記第4の解決手段において、前記マスターCPUは、初期化処理の開始時、前記第2のデータ記憶部に自身及び前記スレーブCPUに対する各周辺機器のチェック処理の割り振りを記憶させる前に、前記第2のデータ記憶部の初期化を実行し、前記スレーブCPUは、初期化直後の前記第2のデータ記憶部を参照して前記マスターCPUの健全性を判断する、という手段を採用する。 In the present invention, as the fifth solution, in the fourth solution, the master CPU checks each peripheral device with respect to itself and the slave CPU in the second data storage unit at the start of the initialization process. Before storing the process allocation, the second data storage unit is initialized, and the slave CPU refers to the second data storage unit immediately after the initialization to check the soundness of the master CPU. Use a means of judging.
本発明では、第6の解決手段として、上記第1〜5のいずれか1つの解決手段において、前記マスターCPUは、前記スレーブCPUによる周辺機器のチェック結果に基づいて前記スレーブCPUの健全性を判断する、という手段を採用する。 In the present invention, as a sixth solving means, in any one of the first to fifth solving means, the master CPU judges the soundness of the slave CPU based on a peripheral device check result by the slave CPU. Adopt the means to do.
本発明では、第7の解決手段として、上記第1〜6のいずれか1つの解決手段において、前記スレーブCPUは、前記マスターCPUによる周辺機器のチェック結果に基づいて前記マスターCPUの健全性を判断する、という手段を採用する。 In the present invention, as a seventh solving means, in any one of the first to sixth solving means, the slave CPU judges the soundness of the master CPU based on a peripheral device check result by the master CPU. Adopt the means to do.
本発明によれば、マスターCPUは、初期化処理時における外部の各周辺機器のチェック処理に要する時間を算出し、算出結果に基づいてチェック処理時間の合計値の差が最小になるように自身及びスレーブCPUに各周辺機器のチェック処理を割り振ることによって、各CPUによる各周辺機器のチェック処理時間を平均化して、システム全体の初期化処理に要する時間を短縮できる。 According to the present invention, the master CPU calculates the time required for the check processing of each external peripheral device at the time of the initialization process, and determines the difference in the total value of the check processing times based on the calculation result. Also, by assigning the check processing of each peripheral device to the slave CPU, the check processing time of each peripheral device by each CPU can be averaged, and the time required for the initialization processing of the entire system can be shortened.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係るマルチコアシステムAは、電気自動車(EV:Electric Vehicle)あるいはハイブリッド自動車(HV:Hybrid Vehicle)等の移動車両に搭載され、共に移動車両に搭載されている周辺機器D1〜Dnを制御するものであり、図1に示すように、第1演算制御部E1、第2演算制御部E2及び通信バスBを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The multi-core system A according to the present embodiment is mounted on a moving vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HV: Hybrid Vehicle), and controls peripheral devices D1 to Dn that are both mounted on the moving vehicle. As shown in FIG. 1, the first arithmetic control unit E1, the second arithmetic control unit E2, and the communication bus B are provided.
第1演算制御部E1は、図1に示すように、第1ROM(Read Only Memory)11、第1RAM(Random Access Memory)12及び第1CPU(Central Processing Unit)13を備えている。
第1ROM11は、第1CPU13で実行される各種演算制御プログラム及びその他データを記憶する不揮発性メモリである。なお、第1ROM11は、本実施形態におけるデータ記憶部及び第2のデータ記憶部である。
第1RAM12は、第1CPU13が演算制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先となるワーキングエリアとして用いられる揮発性メモリである。
As shown in FIG. 1, the first arithmetic control unit E1 includes a first ROM (Read Only Memory) 11, a first RAM (Random Access Memory) 12, and a first CPU (Central Processing Unit) 13.
The
The
第1CPU13は、第1ROM11及び第1RAM12と電気的に接続されると共に、周辺機器D1〜Dnと通信バスBを介して電気的に接続され、上記第1ROM11に記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことにより周辺機器D1〜Dnの動作を制御する。詳細については後述するが、第1CPU13は、マルチコアシステムAにおけるマスターCPUとして機能し、初期化処理時における外部の各周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間を算出し、算出結果に基づいて自身及び後述する第2演算制御部E2の第2CPU23(スレーブCPU)に各周辺機器D1〜Dnのチェック処理を割り振る。
The
第2演算制御部E2は、図1に示すように、第2ROM21、第2RAM22及び第2CPU23を備えている。
第2ROM21は、第2CPU23で実行される各種演算制御プログラム及びその他データを記憶する不揮発性メモリである。
第2RAM22は、第2CPU23が制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先となるワーキングエリアとして用いられる揮発性メモリである。
As shown in FIG. 1, the second arithmetic control unit E <b> 2 includes a
The
The
第2CPU23は、第2ROM21及び第2RAM22と電気的に接続されると共に、周辺機器D1〜Dnと通信バスBを介して電気的に接続され、上記第2ROM21に記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことによりマルチコアシステムAの動作を制御する。詳細については後述するが、第2CPU23は、マルチコアシステムAにおけるスレーブCPUとして機能し、初期化処理時、第1CPU13によって割り振られた各周辺機器D1〜Dnのチェック処理を実行する。
The
通信バスBは、第1CPU13、第2CPU23及び周辺機器D1〜Dnを電気的に相互接続するための通信線である。第1CPU13、第2CPU23及び周辺機器D1〜Dnは、通信バスBを介してデータを送受信する。
The communication bus B is a communication line for electrically connecting the
一方、周辺機器D1〜Dnは、移動車両に搭載されている走行モータ、発電機及び昇圧回路等を制御するためのコントローラ等であり、通信バスBを介して第1CPU13や第2CPU23とデータを送受信する。また、各周辺機器D1〜Dnは、第1CPU13や第2CPU23による書き込み及び読み取りの可否が予め設定されている。例えば、図1には、周辺機器D1に、「CPU13:R/W」「CPU23:R/―」と記載されている。これは、第1CPU13は、周辺機器D1に対してデータの書き込み及び読み取りが可能であり、一方、第2CPU23は、周辺機器D1に対してデータの書き込みが不可であり、読み取りのみが可能であることを示している。
On the other hand, the peripheral devices D1 to Dn are controllers for controlling a travel motor, a generator, a booster circuit, and the like mounted on the moving vehicle, and transmit / receive data to / from the
次に、このように構成されたマルチコアシステムAの動作について図2を参照して説明する。
例えば、第1CPU13は、初回の初期化処理時において、自身及び第2CPU23に予め固定された各周辺機器D1〜Dnのチェック処理を割り振り、その割り振りを第1ROM11に記憶させ、第2CPU23にチェック処理の実行要求を通信バスBを介して送信する(ステップS1)。なお、第1CPU13は、上述した割り振りを、予め第1ROM11に登録された情報に基づいて行う。この際、第1CPU13は、初期化処理の開始時、つまり上述した割り振りを第1ROM11に記憶させる前に、割り振りを記憶させる第1ROM11の領域を初期化している。
Next, the operation of the multi-core system A configured as described above will be described with reference to FIG.
For example, during the initial initialization process, the
そして、第1CPU13は、第1ROM11を参照して、自身が割り振った周辺機器D1〜Dnのチェック処理を実行する(ステップS2)。一方、第2CPU23は、第1CPU13から実行要求を受信すると、第1ROM11を参照して、第1CPU13によって割り振られた周辺機器D1〜Dnのチェック処理を実行する(ステップS11)。
Then, the
この際、第1CPU13及び第2CPU23は、周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間を計測する(ステップS3及びステップS12)。そして、第1CPU13は、第2CPU23による計測結果を受け取り、自身及び第2CPU23による計測結果を第1ROM11に記憶させる(ステップS4)。
At this time, the
続いて、第1CPU13は、次回の初期化処理時において、ステップS4の処理において第1ROM11に記憶させた周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間に基づいて各周辺機器のチェック処理に要する時間を算出し(ステップS5)、算出結果に基づいてチェック処理時間の合計値の差が最小になるように自身及び第2CPU23に各周辺機器D1〜Dnのチェック処理を割り振り、その割り振りを第1ROM11に記憶させ、第2CPU23にチェック処理の実行要求を通信バスBを介して送信する(ステップS6)。
Subsequently, the
例えば、第1CPU13は、図3に示すように、チェック処理時間の合計値の差が最小になるように周辺機器D1、D2、D3のチェック処理を自身及び第2CPU23に割り振る。なお、図3に示す「チェック」とは実際のチェックの実行中あることを示し、「結果判断」とはチェックによるチェック結果の判断処理の実行中であることを示している。つまり、図3に示す「チェック」及び「結果判断」が、図2に示すステップS2、S7の処理に対応するものである。また、前処理は、図2に示すステップS1、S5、S6の処理を含むものである。また、後処理は、ステップS3、S4、S8、S9の処理を含むものである。
For example, as shown in FIG. 3, the
図2に戻り、第1CPU13は、第1ROM11を参照して、自身が割り振った周辺機器D1〜Dnのチェック処理を実行する(ステップS7)。一方、第2CPU23は、第1CPU13から実行要求を受信すると、第1ROM11を参照して、第1CPU13によって割り振られた周辺機器D1〜Dnのチェック処理を実行する(ステップS13)。
Returning to FIG. 2, the
この際、第1CPU13及び第2CPU23は、周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間を計測する(ステップS8及びステップS14)。そして、第1CPU13は、第2CPU23による計測結果を受け取り、自身及び第2CPU23による計測結果を第1ROM11に記憶させる(ステップS9)。
At this time, the
第1CPU13は、以降の初期化処理時においても、第1ROM11に記憶させた周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間に基づいて各周辺機器のチェック処理に要する時間を算出し、算出結果に基づいてチェック処理時間の合計値の差が最小になるように自身及び第2CPU23に各周辺機器D1〜Dnのチェック処理を割り振る。
The
このような本実施形態によれば、第1CPU13は、初期化処理時における外部の各周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間を算出し、算出結果に基づいてチェック処理時間の合計値の差が最小になるように自身及び第2CPU23に各周辺機器D1〜Dnのチェック処理を割り振ることによって、各第1CPU13及び第2CPU23による各周辺機器D1〜Dnのチェック処理時間を平均化して、システム全体の初期化処理に要する時間を短縮する。
According to the present embodiment as described above, the
また、本実施形態において、移動車両に搭載される周辺機器D1〜Dnは、上述したように走行モータ、発電機及び昇圧回路を駆動するためのコントローラ等であり、今までの動作に基づいて学習値を記憶し、該学習値に基づいてチェック処理を実施する必要があるものであり、初回と2回目のチェック処理に要する時間が変わる可能性がある。そのため、本実施形態において、第1CPU13が、初期化処理毎に、自身及び第2CPU23による周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間の計測結果を第1ROM11に記憶させることで、周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間の算出精度を向上することができる。
In the present embodiment, the peripheral devices D1 to Dn mounted on the moving vehicle are controllers for driving the traveling motor, the generator, and the booster circuit as described above, and learning based on the operation so far. It is necessary to store a value and perform a check process based on the learned value, and the time required for the first and second check processes may change. Therefore, in this embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
(1)上記実施形態は、2つの第1CPU13及び第2CPU23を備えたものであるが、2つに限定されず、2つ以上であってもよい。
(2)上記実施形態は、移動車両に搭載されているが、移動車両以外に、家電製品等の電子機器に搭載されていてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) Although the said embodiment is provided with two 1st CPU13 and 2nd CPU23, it is not limited to two, Two or more may be sufficient.
(2) Although the said embodiment is mounted in the moving vehicle, you may mount in electronic devices, such as household appliances, other than a moving vehicle.
(3)上記実施形態において、第1CPU13は、第1ROM11に記憶された周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間に基づいて各周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間を算出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1CPU13は、周辺機器D1〜Dnのチェック処理に用いる演算制御プログラムの容量(例えばバイト数)に基づいて各周辺機器D1〜Dnのチェック処理に要する時間を算出するようにしてもよい。
(3) In the above embodiment, the
(4)上記実施形態において、第1CPU13は、初期化処理の開始時、つまり割り振りを第1ROM11に記憶させる前に、割り振りを記憶させる第1ROM11の領域の初期化を行っているが、第2CPU23は、初期化直後の第1ROM11を参照して第1CPU13の健全性を判断するようにしてもよい。つまり、第2CPU23は、第1ROM11が正しく初期化されている否か判断して、第1CPU13の健全性を判断するようにしてもよい。
(4) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態において、第1CPU13は、第2CPU23による周辺機器D1〜Dnのチェック結果に基づいて第2CPU23の健全性を判断するようにしてもよい。つまり、第1CPU13は、第2CPU23による周辺機器D1〜Dnのチェック結果を取得し、チェック結果として周辺機器D1〜Dnの異常を得た場合、異常が発生した周辺機器D1〜Dnの再度チェックを行い、異常が生じてしない場合には、第2CPU23の健全性に問題があると判断する。また、同様にして、第2CPU23が、第1CPU13の健全性を判断するようにしてもよい。
(5) In the above embodiment, the
A…マルチコアシステム、D1〜Dn…周辺機器、E1…第1演算制御部、E2…第2演算制御部、B…通信バス、11…第1ROM(データ記憶部及び第2のデータ記憶部)、12…第1RAM、13…第1CPU、21…第2ROM、22…第2RAM、23…第2CPU A ... multi-core system, D1-Dn ... peripheral devices, E1 ... first calculation control unit, E2 ... second calculation control unit, B ... communication bus, 11 ... first ROM (data storage unit and second data storage unit), 12 ... 1st RAM, 13 ... 1st CPU, 21 ... 2nd ROM, 22 ... 2nd RAM, 23 ... 2nd CPU
Claims (7)
複数のCPUは、マスターCPUとスレーブCPUとからなり、
前記マスターCPUは、初期化処理時における外部の複数の周辺機器各々のチェック処理に要する時間を算出し、算出結果に基づいてチェック処理時間の合計値の差が最小になるように自身及び前記スレーブCPUに各周辺機器のチェック処理を割り振ることを特徴とするマルチコアシステム。 A multi-core system having a plurality of CPUs (Central Processing Units),
The plurality of CPUs are composed of a master CPU and a slave CPU.
The master CPU calculates the time required for the check processing of each of a plurality of external peripheral devices at the time of initialization processing, and the master CPU and the slave so as to minimize the difference in the total value of the check processing times based on the calculation result A multi-core system, wherein a check process for each peripheral device is assigned to a CPU.
前記マスターCPUは、各周辺機器のチェック処理後、自身及びスレーブCPUによる各周辺機器のチェック処理に要した時間を前記データ記憶部に記憶させ、次回の初期化処理時、前記データ記憶部を参照して各周辺機器のチェック処理に要する時間を算出することを特徴とする請求項1に記載のマルチコアシステム。 A data storage unit;
The master CPU stores the time required for the check processing of each peripheral device by itself and the slave CPU in the data storage unit after the check processing of each peripheral device, and refers to the data storage unit in the next initialization process The multi-core system according to claim 1, wherein the time required for the check processing of each peripheral device is calculated.
前記マスターCPUは、初期化処理時に、前記第2のデータ記憶部に自身及び前記スレーブCPUに対する各周辺機器のチェック処理の割り振りを記憶させ、
前記スレーブCPUは、前記第2のデータ記憶部を参照して周辺機器のチェック処理を実行することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のマルチコアシステム。 A second data storage unit;
The master CPU stores the allocation of the check processing of each peripheral device for itself and the slave CPU in the second data storage unit during the initialization process,
The multi-core system according to any one of claims 1 to 3, wherein the slave CPU executes a peripheral device check process with reference to the second data storage unit.
前記スレーブCPUは、初期化直後の前記第2のデータ記憶部を参照して前記マスターCPUの健全性を判断することを特徴とする請求項4に記載のマルチコアシステム。 At the start of the initialization process, the master CPU initializes the second data storage unit before storing the allocation of the check processing of each peripheral device to itself and the slave CPU in the second data storage unit. Run
The multi-core system according to claim 4, wherein the slave CPU determines the soundness of the master CPU by referring to the second data storage unit immediately after initialization.
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