JP2021005238A - 情報処理装置およびデータ管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データフラッシュに格納されたデータごとの書き込み結果を判別可能にすること。【解決手段】実施形態に係る情報処理装置は、データフラッシュと、キャッシュと、メモリ制御部とを備える。データフラッシュは、データがブロック単位で読み書きされる複数のブロック領域、および、ブロック領域にそれぞれ対応する管理領域を有する。キャッシュは、起動時においてブロック領域のいずれか１つからデータが読み出される。メモリ制御部は、データフラッシュおよびキャッシュの間でデータを読み書きさせる。また、メモリ制御部は、キャッシュに展開されたデータをブロック領域のいずれか１つへ書き込む場合に、データごとの書き込み結果を管理領域へ書き込む。【選択図】図３

Description

開示の実施形態は、情報処理装置およびデータ管理方法に関する。

従来、書き換え可能な不揮発性メモリとして、データ格納用フラッシュメモリであるデータフラッシュを備えた情報処理装置が知られている。かかる情報処理装置には、たとえば車両に搭載される電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）やカーナビゲーション装置などがある（たとえば、特許文献１参照）。

データフラッシュは、同じく書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）に比べて記憶素子ごとの書き込み可能回数が少ない。このため、データフラッシュを利用する場合、ＥＥＰＲＯＭ相当の書き込み回数を保証するために、データの格納領域を複数のブロックに分割し、複数のデータをかかるブロックごとにまとめて書き込むなどの方法がとられる。

なお、このようにブロック単位での書き込みを行う場合、書き込み結果は、たとえばブロックごとのチェックサム値によって管理される。

特開２０１４−１８２４３８号公報

しかしながら、上述した従来技術には、データフラッシュに格納されたデータごとの書き込み結果を判別可能にするうえで、更なる改善の余地がある。

すなわち、上述した従来技術のように、書き込み結果がブロックごとのチェックサム値によって管理される場合、各データの書き込み結果については判別することができない。したがって、チェックサム値によるエラーが検出された場合、ブロック内のすべてのデータを破棄せざるを得ない。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、データフラッシュに格納されたデータごとの書き込み結果を判別可能にすることができる情報処理装置およびデータ管理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る情報処理装置は、データフラッシュと、キャッシュと、メモリ制御部とを備える。前記データフラッシュは、データがブロック単位で読み書きされる複数のブロック領域、および、前記ブロック領域にそれぞれ対応する管理領域を有する。前記キャッシュは、起動時において前記ブロック領域のいずれか１つからデータが読み出される。前記メモリ制御部は、前記データフラッシュおよび前記キャッシュの間でデータを読み書きさせる。また、前記メモリ制御部は、前記キャッシュに展開されたデータを前記ブロック領域のいずれか１つへ書き込む場合に、データごとの書き込み結果を前記管理領域へ書き込む。

実施形態の一態様によれば、データフラッシュに格納されたデータごとの書き込み結果を判別可能にすることができる。

図１は、比較例に係るデータ管理方法の概要説明図である。 図２は、実施形態に係るデータ管理方法の概要説明図である。 図３は、実施形態に係る車載装置のブロック図である。 図４は、実施形態に係るデータフラッシュのブロック図である。 図５は、実施形態に係るデータ管理方法の説明図である。 図６は、実施形態に係る管理領域の構成の一例を示す図である。 図７は、実施形態に係る車載装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する情報処理装置およびデータ管理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、実施形態に係る情報処理装置が、車両に搭載され、書き換え可能な不揮発性メモリとしてデータフラッシュを備える車載装置１０である場合を例に挙げて説明する。

まず、説明を分かりやすくするために、実施形態に係るデータ管理方法の説明に先立って、比較例に係るデータ管理方法について図１を用いて説明しておく。図１は、比較例に係るデータ管理方法の概要説明図である。

図１に示すように、比較例に係るデータ管理方法では、データフラッシュ１１２ｂは、複数のブロックごとに管理される。なお、以下では、図１に示すように、データフラッシュ１１２ｂはブロック＃１〜＃３の３つのブロックを有するものとして説明を進める。無論、ブロックの数を限定するものではない。

これらブロック＃１〜＃３はそれぞれ、同図に示すように、管理領域とデータ領域とを有する。管理領域は、書き込み回数が格納される。データ領域は、複数のデータと、ブロックごとのチェックサム値とが格納される。

そして、これらブロック＃１〜＃３は、図中の矢印１０１に示すように、前述の書き込み回数に応じてローテーションされつつ用いられる。たとえば、比較例に係る車載装置１０は、電源オンなどによる起動時に、最も書き込み回数が大きい管理領域に基づいて直近（その時点で最新）のデータ格納領域であるブロックを特定し、該当のブロックからキャッシュ１１１ｂへのデータの読み出し（図中の「起動時読み出し」参照）を行う。

そして、車載装置１０において実行される各種のアプリケーション（以下、「アプリ」と言う）は、かかる起動時においてキャッシュ１１１ｂに展開された各データに対し、各処理に応じて要求される読み出しおよび書き込み（図中の「要求時読み出し」および「要求時書き込み」参照）を適宜行う。なお、図中のアプリＲＡＭ（Random Access Memory）は、後述するメインメモリ１１１ａ（図３参照）において各アプリが用いるメモリ領域に相当する。

そして、動作中の車載装置１０において各アプリによって適宜更新されたキャッシュ１１１ｂの各データは、車載装置１０の終了時またはスリープモードへの移行時において、たとえばブロック＃１〜＃３のうち、ローテーション上、次なる書き込み面となるブロックへ一括に書き込まれる。また、そのときの書き込み結果は、前述のチェックサム値として格納される。

ただし、一括に書き込まれたブロックごとのチェックサム値であるので、同図に示すように、書き込み失敗のデータの特定まではできない。したがって、比較例に係るデータ管理方法では、チェックサムエラー時にはブロックごとデータを破棄せざるを得ない状況が生じてしまう。

そこで、実施形態に係るデータ管理方法では、データフラッシュ１１２ｂのブロック＃１〜＃３ごとの管理領域に対し、ブロック内のデータごとの書き込み結果を管理する「書き込み結果」項目をさらに設けることとした。

図２は、実施形態に係るデータ管理方法の概要説明図である。具体的には、同図に示すように、実施形態に係るデータ管理方法では、データフラッシュ１１２ｂのブロック＃１〜＃３をそれぞれ管理する管理領域＃１〜＃３に対し、ブロック＃１〜＃３にそれぞれ書き込まれるデータＡ〜Ｅ…それぞれの書き込み結果を示す「書き込み結果」項目を設けることとした。

同図に示すように、かかる「書き込み結果」項目は、データＡ〜Ｅ…の書き込み結果をビットマップ化するものであり、キャッシュ１１１ｂからデータフラッシュ１１２ｂへの書き込み時に、書き込み「成功」か「失敗」かを示す「０」か「１」かがデータＡ〜Ｅ…ごとに格納される。

したがって、実施形態に係るデータ管理方法では、データごとの書き込み「成功」または「失敗」を判別することが可能となるため、エラー時のブロックごとのデータ破棄が不要となる。

たとえば、実施形態に係るデータ管理方法では、車載装置１０は、次回の「起動時読み出し」に際して、書き込み失敗のデータに対しては既定の初期値やフェイルセーフ値をセットしつつ、ブロックの内容を読み出してキャッシュ１１１ｂへ展開することで、データを破棄することなく、また、各アプリの各処理に支障をきたすことなく、各アプリにデータを用いさせることができる。

このように、実施形態に係るデータ管理方法によれば、データフラッシュ１１２ｂに格納されたデータごとの書き込み結果を判別可能にすることができる。

以下、上述した実施形態に係るデータ管理方法を適用した車載装置１０の構成例について、具体的に説明する。

図３は、実施形態に係る車載装置１０のブロック図である。また、図４は、実施形態に係るデータフラッシュ１１２ｂのブロック図である。なお、図３および図４では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

換言すれば、図３および図４に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。

図３に示すように、実施形態に係る車載装置１０は、記憶部１１と、制御部１２とを備える。記憶部１１は、ＲＡＭ１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２とを有する。ＲＡＭ１１１は、メインメモリ１１１ａと、キャッシュ１１１ｂとを含む。ＲＯＭ１１２は、プログラム格納部１１２ａと、データフラッシュ１１２ｂとを含む。

メインメモリ１１１ａは、車載装置１０の主記憶部であって、後述するアプリケーション実行部１２１が実行する各種のアプリによって用いられる。キャッシュ１１１ｂは、メモリアクセスを高速化するためのキャッシュメモリである。

プログラム格納部１１２ａは、たとえばマスクＲＯＭであって、アプリケーション実行部１２１が実行する各種のアプリに該当するプログラム、および、後述するメモリ制御部１２２が実行するプログラムが格納されている。

データフラッシュ１１２ｂは、データ格納用フラッシュメモリであって、図４に示すように、管理領域１１２ｂａと、ブロック領域１１２ｂｂとを有する。管理領域１１２ｂａは、図２に示した管理領域＃１〜＃３に対応する。ブロック領域１１２ｂｂは、同じく図２に示したブロック＃１〜＃３に対応する。

制御部１２は、コントローラ（controller）であり、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、プログラム格納部１１２ａに記憶されている各種プログラムがＲＡＭ１１１を作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部１２は、たとえば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現することができる。

制御部１２は、アプリケーション実行部１２１と、メモリ制御部１２２とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。

アプリケーション実行部１２１は、車載装置１０の機能に該当する各種のアプリを実行する。また、アプリケーション実行部１２１は、かかるアプリが実行する各処理において、必要に応じ、上述した「要求時読み出し」および「要求時書き込み」（図１参照）を適宜行う。

メモリ制御部１２２は、たとえば電源オンにより車載装置１０が起動するに際して、上述した「起動時読み出し」（図１参照）、すなわちデータフラッシュ１１２ｂにおいて直近のデータが格納されているブロック領域１１２ｂｂからデータを読み出してキャッシュ１１１ｂへ展開する処理を行う。

また、メモリ制御部１２２は、たとえば電源オフによる終了時やスリープモードへの移行時において、上述した「終了時書き込み」（図１参照）、すなわちキャッシュ１１１ｂへ展開されている各データを一括に、ローテーション上、次なる書き込み面となるブロック領域１１２ｂｂへ書き込む処理を行う。

ここで、図５および図６を用いてより具体的に、車載装置１０におけるデータ管理方法について説明する。図５は、実施形態に係るデータ管理方法の説明図である。図６は、実施形態に係る管理領域１１２ｂａの構成の一例を示す図である。

なお、図５および図６では、キャッシュ１１１ｂにおいて、ＩＤが異なる各データ、たとえばセンサ関連データ１〜３およびバッテリ関連データ１〜３が展開され、これらがデータフラッシュ１１２ｂのブロック＃１〜＃３へローテーションしつつ格納される場合を例に挙げる。

たとえばデータフラッシュ１１２ｂのブロック＃１に格納された場合、格納された各データ名称の末尾には、「＿＃１」を付して表すこととする。

まず、「起動時読み出し」から説明する。図５に示すように、たとえば電源オンにより車載装置１０が起動するに際して、メモリ制御部１２２は、データフラッシュ１１２ｂの管理領域＃１〜＃３を参照し、今回の起動に際して読み出すべきブロック＃１〜＃３を特定する。

ここで、管理領域１１２ｂａ（すなわち、管理領域＃１〜＃３）は、図６に示すように、ユーザデータ領域に、「書き込み回数」項目と、「読み出しＩＮＤＥＸ」項目と、「書き込み結果」項目とを有する。

メモリ制御部１２２は、管理領域＃１〜＃３それぞれの「書き込み回数」項目を参照し、管理領域＃１〜＃３のうちで最も書き込み回数の大きいものを特定する。そして、メモリ制御部１２２は、特定した管理領域の「読み出しＩＮＤＥＸ」項目を参照する。

「読み出しＩＮＤＥＸ」項目には、ブロック＃１〜＃３のうち、前回終了時に書き込まれた書き込み面、言い換えれば、直近のデータ格納領域であり、次回起動時の読み出し面となるブロックを指し示すＩＮＤＥＸ（アドレス）が格納されている。なお、かかるＩＮＤＥＸそのものの妥当性を担保するため、「読み出しＩＮＤＥＸ」項目には、ミラーリング、すなわち同じＩＮＤＥＸ値が二重化されて書き込まれてもよい。

また、「書き込み結果」項目には、「読み出しＩＮＤＥＸ」項目が示すブロックにおける各データの書き込み結果が、ビットマップ化されて格納されている。すなわち、同図に示すように、前回終了前にキャッシュ１１１ｂに展開されていたデータの１つずつが「書き込み結果」項目の各ビットに割り当てられ、書き込み成功時には「０」が、書き込み失敗時には「１」が、それぞれ格納されている。

すなわち、メモリ制御部１２２は、「読み出しＩＮＤＥＸ」項目から特定した次回起動時の読み出し面となるブロックにおける各データの良否を、かかる「書き込み結果」項目の格納値に基づいて判別することとなる。

図５に戻り、次回起動時の読み出し面、すなわち「起動時読み出し」の読み出し面は、ブロック＃１であったものとする。かかる場合、メモリ制御部１２２は、「起動時読み出し」において、ブロック＃１から各データを読み出す。このとき、メモリ制御部１２２は、前述の「書き込み結果」項目が示す書き込み失敗のデータについては、既定の初期値またはフェイルセーフ値をセットしつつ、キャッシュ１１１ｂへ展開する。

なお、かかる「起動時読み出し」時には、読み出しエラーが生じる可能性もある。したがって、メモリ制御部１２２は、書き込みは成功していたが、読み出し時にエラーの生じたデータについても、前述の初期値またはフェイルセーフ値をセットするようにしてもよい。

これにより、各アプリの処理に支障をきたすことなく、各アプリにキャッシュ１１１ｂへ展開した各データを利用させることができる。

そして、同図に示すように、メモリ制御部１２２は、「終了時書き込み」に際しては、キャッシュ１１１ｂへ展開され、車載装置１０の動作中に適宜更新されたキャッシュ１１１ｂの各データを、ローテーション上、次なる書き込み面となるブロック（ここでは、ブロック＃２）へ一括に書き込む。

あわせて、メモリ制御部１２２は、「起動時読み出し」に際しての読み出し面であったブロック＃１の管理領域＃１において、カウントアップした書き込み回数を「書き込み回数」項目へ書き込む。また、メモリ制御部１２２は、次回起動時の読み出し面、ここではブロック＃２を示すＩＮＤＥＸを「読み出しＩＮＤＥＸ」項目へ書き込む。また、メモリ制御部１２２は、かかるブロック＃２への書き込み時における各データの書き込み結果を、「書き込み結果」項目へ書き込む。

なお、図５および図６を用いた説明では、メモリ制御部１２２は、書き込み失敗のデータについては、読み出しつつ、初期値またはフェイルセーフ値をセットすることとしたが、読み出しそのものを省くようにしてもよい。これにより、処理の効率化を図ることができる。

また、図６では、バイト数や、書き込み結果における各データのビット位置まで規定した管理領域１１２ｂａの構成の一例を示したが、あくまで一例であって、当該バイト数や当該ビット位置を限定するものではない。

また、図６に示した「書き込み結果」項目は、「読み出しＩＮＤＥＸ」項目と同様に、ミラーリングされてもよい。

次に、実施形態に係る車載装置１０が実行する処理手順について、図７を用いて説明する。図７は、実施形態に係る車載装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。

図７に示すように、まず車載装置１０が起動されると（ステップＳ１０１）、メモリ制御部１２２が、管理領域１１２ｂａの書き込み回数に基づいて読み出し面を特定する（ステップＳ１０２）。

そして、メモリ制御部１２２は、該当の読み出し面を読み出し（ステップＳ１０３）、書き込み結果または読み出し結果が失敗のデータがあるか否かを判定する（ステップＳ１０４／ステップＳ１０５）。

そして、メモリ制御部１２２は、書き込み結果または読み出し結果が失敗のデータがある場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ／ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、該当データに初期値またはフェイルセーフ値をセットする（ステップＳ１０６）。書き込み結果または読み出し結果が失敗のデータがない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ／ステップＳ１０５，Ｎｏ）、そのままステップＳ１０７へ移行する。

そして、メモリ制御部１２２は、キャッシュ１１１ｂへデータを展開する（ステップＳ１０７）。そして、メモリ制御部１２２は、アプリの要求に基づくキャッシュ管理を行う（ステップＳ１０８）、すなわち、各アプリの要求に応じて適宜キャッシュ１１１ｂ上の各データを更新する。

そして、メモリ制御部１２２は、車載装置１０が終了またはスリープモードへ移行するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。車載装置１０が終了しないまたはスリープモードへ移行しない場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、ステップＳ１０８からの処理を繰り返す。

また、メモリ制御部１２２は、車載装置１０が終了またはスリープモードへ移行する場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、ローテーション上、次回起動時の読み出し面となる書き込み面を特定する（ステップＳ１１０）。

そして、メモリ制御部１２２は、現時点でのキャッシュ１１１ｂのデータ１セット分を同時に書き込む（ステップＳ１１１）。そして、メモリ制御部１２２は、該当の管理領域１１２ｂａに、書き込み回数、読み出しＩＮＤＥＸおよび各データの書き込み結果を書き込み（ステップＳ１１２）、処理を終了する。

上述してきたように、実施形態に係る車載装置１０（「情報処理装置」の一例に相当）は、データフラッシュ１１２ｂと、キャッシュ１１１ｂと、メモリ制御部１２２とを備える。データフラッシュ１１２ｂは、データがブロック単位で読み書きされる複数のブロック領域１１２ｂｂ、および、ブロック領域１１２ｂｂにそれぞれ対応する管理領域１１２ｂａを有する。キャッシュ１１１ｂは、起動時においてブロック領域１１２ｂｂのいずれか１つからデータが読み出される。メモリ制御部１２２は、データフラッシュ１１２ｂおよびキャッシュ１１１ｂの間でデータを読み書きさせる。また、メモリ制御部１２２は、キャッシュ１１１ｂに展開されたデータをブロック領域１１２ｂｂのいずれか１つへ書き込む場合に、データごとの書き込み結果を管理領域１１２ｂａへ書き込む。

したがって、実施形態に係る車載装置１０によれば、データフラッシュ１１２ｂに格納されたデータごとの書き込み結果を判別可能にすることができる。

また、メモリ制御部１２２は、上記書き込み結果とともに、キャッシュ１１１ｂに展開されたデータが直近に書き込まれたブロック領域１１２ｂｂを示す読み出しＩＮＤＥＸ（「インデックス情報」の一例に相当）を管理領域１１２ｂａへ書き込み、起動時において当該読み出しＩＮＤＥＸに基づいてブロック領域１１２ｂｂからデータを読み出すに際して、上記書き込み結果からデータそれぞれの良否を判別する。

したがって、実施形態に係る車載装置１０によれば、データごとに、かかるデータを採用しても良いか否かを判別することができる。

また、メモリ制御部１２２は、ブロック領域１１２ｂｂからデータを読み出す前に、上記書き込み結果からデータそれぞれの良否を判別する。

したがって、実施形態に係る車載装置１０によれば、ブロック領域１１２ｂｂからデータを読み出す前に、データの良否を把握して、異常なデータについて適切に処置することが可能となる。

また、メモリ制御部１２２は、上記書き込み結果から書き込みに失敗したデータが判別された場合に、該当するデータに対し、既定の初期値またはフェイルセーフ値をセットしてキャッシュ１１１ｂへ展開する。

したがって、実施形態に係る車載装置１０によれば、車載装置１０が実行する各アプリの動作に支障をきたすのを防ぐことができる。

なお、上述した実施形態では、情報処理装置が車載装置１０であることとしたが、書き換え可能な不揮発性メモリとしてデータフラッシュを備える情報処理装置であればよく、無論、車両に搭載されるか否かを問うものではない。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１０ 車載装置
１１ 記憶部
１２ 制御部
１１１ ＲＡＭ
１１１ａ メインメモリ
１１１ｂ キャッシュ
１１２ ＲＯＭ
１１２ａ プログラム格納部
１１２ｂ データフラッシュ
１１２ｂａ 管理領域
１１２ｂｂ ブロック領域
１２１ アプリケーション実行部
１２２ メモリ制御部

Claims (6)

1. データがブロック単位で読み書きされる複数のブロック領域、および、前記ブロック領域にそれぞれ対応する管理領域を有するデータフラッシュと、
   起動時において前記ブロック領域のいずれか１つからデータが読み出されるキャッシュと、
   前記データフラッシュおよび前記キャッシュの間でデータを読み書きさせるメモリ制御部と
   を備え、
   前記メモリ制御部は、
   前記キャッシュに展開されたデータを前記ブロック領域のいずれか１つへ書き込む場合に、データごとの書き込み結果を前記管理領域へ書き込む
   ことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記メモリ制御部は、
   前記書き込み結果とともに、前記キャッシュに展開されたデータが直近に書き込まれた前記ブロック領域を示すインデックス情報を前記管理領域へ書き込み、起動時において当該インデックス情報に基づいて前記ブロック領域からデータを読み出すに際して、前記書き込み結果からデータそれぞれの良否を判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記メモリ制御部は、
   前記ブロック領域からデータを読み出す前に、前記書き込み結果からデータそれぞれの良否を判別する
   ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記メモリ制御部は、
   前記書き込み結果から書き込みに失敗したデータが判別された場合に、該当するデータに対し、既定の初期値またはフェイルセーフ値をセットして前記キャッシュへ展開する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の情報処理装置。
5. 車両に搭載される車載装置である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の情報処理装置。
6. データがブロック単位で読み書きされる複数のブロック領域、および、前記ブロック領域にそれぞれ対応する管理領域を有するデータフラッシュと、起動時において前記ブロック領域のいずれか１つからデータが読み出されるキャッシュとを備える情報処理装置を用いたデータ管理方法であって、
   前記データフラッシュおよび前記キャッシュの間でデータを読み書きさせるメモリ制御工程を含み、
   前記メモリ制御工程は、
   前記キャッシュに展開されたデータを前記ブロック領域のいずれか１つへ書き込む場合に、データごとの書き込み結果を前記管理領域へ書き込む
   ことを特徴とするデータ管理方法。

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