JP2519009B2 - マルチメディアコンピュ―タ診断システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号処理、
デバッグまたは故障解析の方法およびシステム、より詳
細には、マルチメディアシステムにおいて見られるよう
な高速多重タスク信号処理装置環境に含まれる方法およ
びシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】実行故障分離、いわゆる
「デバッギング」は、一般のコンピュータシステム技術
において公知である。しかし、ハードなリアルタイムの
ディジタル信号処理タスクの場合、特別な問題にぶつか
ることがある。例えば、リアルタイムのディジタルデー
タストリームを取り扱う際に伴うようなタスクは、マル
チメディア環境においては普通のものである。モデム、
ファクシミリ、コンパクトディスク再生、音響機能、音
声認識、音声合成、動画および各種圧縮ルーチン、フー
リエ変換、サーボシステムなどはすべて、その多くが一
時的な状況のもとでのみ生じ得る、アルゴリズムまたは
論理上の故障の発見および訂正に対して独自の課題を呈
する信号処理装置のタスクの実例である。

【０００３】多数の製品群のディジタル信号処理装置
が、各種供給業者から市販されている。これらのシステ
ムは、一般のプログラミングシステムをデバッグする際
に通常見られる標準的な開発機能を有する。これらの機
能は、一連の結果またはデータを収集するために、プロ
グラムの実行を通じて一度に単一の段階を進める能力、
および、論理故障分離ルーチン、ストップオンフラグ条
件などといった様々な非リアルタイム機能を含む。これ
らの機能は、そのタスクの入力データおよび信号が一時
的であり、不規則に生起する雑音その他の故障を受けや
すい、多様なリアルタイム信号処理タスクを正しくアド
レス指定できないという点で、基本的な制限を有する。
これまで入手可能なそうしたディジタル信号処理装置の
ための従来技術のデバッグ用ルーチンは、そのディジタ
ル信号処理装置が所与のタスクを実行すると同時にその
実際の動作をリアルタイムで追跡し観察するためのいか
なる方法も提供せず、古典的なコンピュータおよびマイ
クロコード開発技術を借用している。さらに、このよう
なシステムは、その動作タスク命令の精密な検査を可能
にするような誤り状態の結果を記憶し再生するためのい
かなる方法も含んでいない。例えば、音声処理におい
て、データは、マイクロフォンからアナログ形式で入力
され、８０００サンプル／秒といった一定の率でアナロ
グ−ディジタルコンバータでディジタル化された後、デ
ィジタル信号処理装置で実行される音声信号処理アルゴ
リズムに渡される。このようなプログラムは、シングル
ステップ動作やストップオンアドレス動作といった従来
のデバッグ技術ではもはや役立たないであろう。なぜな
ら、プログラムの実行が停止すれば、それ以降の処理は
不可能であり、音声信号も入力しなくなるからである。
さらに、信号処理タスクの実行コードは極めて複雑にな
ることがあり、それらの結果は、それらが何らかの図形
形式で提示された場合に人間にとって意味を有するにす
ぎない一時的なディジタルデータサンプルである。例え
ば、単純な正弦波でさえ、それが一続きの数としてのみ
提示された場合、診断または解析するには困難である。
ある時間の複数の波形間の相互作用は、そうした数の様
々な列によってのみ表現された場合、人間には理解でき
ないであろう。実行中の信号処理タスクにおいて「バ
グ」またはプログラム上の欠陥を識別することさえ困難
であろう。従来の故障解析および診断ツールは、要する
に不適切である。

【０００４】従来の診断システムによって、正弦波にお
けるサンプル点を表現する数のいずれかで停止すること
は可能であろうが、いずれかの数またはサンプルで停止
させても問題を識別することにはならない。そうした多
数のサンプルを収集し記憶し、その値を表現するために
表を生成することができるかもしれないが、その場合、
毎秒約８０００で入力するサンプル数の場合、わずか４
ミリ秒に３２のサンプルが生起することになる。特定の
誤りサンプルが４ミリ秒以内に見つかることはまったく
保証されない。たとえ、１秒の間にその値が得られたと
してもどうなるか。８０００のサンプルが存在し、１秒
の間にその誤りが発生していれば、８０００の値の表を
調査し、そのリストで奇妙に思える数として問題を識別
することは可能であるが、それは、困難な、時間を浪費
する、よく言っても不正確なものである。また、この探
索収集機能が誤り状態を捕捉できなかったらどうなる
か。他の何らかの面が、その問題が見つかるまで調査さ
れデバッグされなければならないであろう。そしてやは
り、いつかは得られるにせよ、その問題を認識するとい
う困難さは残る。

【０００５】マルチメディアシステムに存在する多重タ
スクのハードなリアルタイム環境に対するこの問題を推
論することは、遭遇する課題を悪化させるにすぎず、よ
りいっそう困難な非同期または不規則に生起する故障が
発生した場合に、特定の誤り状態の発見を提起させるに
すぎない。

【０００６】公知の従来技術のそうした困難さおよび欠
点の結果として、本発明の目的は、タスクのハードなリ
アルタイムの実行を乱す処理遅延を生じることなくリア
ルタイムで動作し、かつ、同一期間内に誤り状態の解析
および識別のために図形的に表示および作図することが
できるデータを収集する、改良されたハードなリアルタ
イムの多重タスク診断方法およびそのシステムを供する
ことである。

【０００７】本発明の第２の目的は、その動作速度およ
び状態の割り込みまたは乱れを伴わずにその実行中にハ
ードなリアルタイムの信号処理タスクの動作に所定の値
が注入されることができる、柔軟性のある手段を供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的および詳細に
は列挙していないその他の目的は、その診断システムに
よって、開発者またはプログラマがいずれかの所望の時
点で信号処理タスクを実行する流れの途中で実行するた
めの分岐命令を作成することを可能にする、本発明の好
適な実施例において達成される。この分岐命令は、タス
クの内部動作および実行を、そこから得られる結果が図
形画面への作図または印刷に利用することができる待ち
行列または循環バッファでの特定の一時的レジスタの内
容などの収集を含むことができる診断目的で、記憶域の
命令を実行するように分岐させる。その効果は、その結
果がオシロスコープを駆動させる所与のタスクの論理実
行におけるいずれかの時点に置くことが可能な物理プロ
ーブを有することに酷似する。しかし、通常のマルチメ
ディアコンピュータシステムの表示画面は、作図プログ
ラムおよびそのコンピュータ自体の資源とともに、サン
プルの流れで生じ得る複雑な数値およびシーケンスの図
形表示を生成するために利用できるので、いかなるオシ
ロスコープも備わっていない。同様に、所定の試験デー
タ値またはサンプル値を記憶域の待ち行列に入れ、分岐
の実行時に、指定のレジスタに注入することができ、そ
れにより、そのタスクのリアルタイム実行を乱すことな
くハードなリアルタイムタスクの実行範囲内でシュミレ
ートされた状態の生成を可能にするために存在するすべ
てを無効にすることができる。しかし、少数の代替試験
命令の分岐および実行は、ディジタル信号処理装置の資
源への何らかのロードを伴い、その結果、診断機能の呼
び出し前に、それらの呼び出しがその信号処理装置にタ
スク実行の期限を逃すことになる遅延またはプログラム
のオーバラン状態を生じさせるかどうかについて、判定
が行われる。そのような結果が生じるような場合、ユー
ザまたは診断者は、各種タスクを停止させ、ディジタル
信号処理装置の資源を診断タスクの性能のために解放す
るように求められる。これにより、結果がハードウエア
のリアルタイム制約条件の範囲内に収まり、それが発生
した時に、または、それらが発生する時の合間に、ユー
ザに対して図形的に提示することが保証される。これ
は、誤り状態を識別および発見および／または再生する
上で有効な助けとなる。

【０００９】

【実施例】初めに、代表的なＩｎｔｅｌ ８０３８６と
いったプロセッサ、表示装置、キーボードおよび典型的
なシステム記憶域を含むホストコンピュータを利用した
マルチメディアコンピュータシステムの一般的な例とし
て、図１４について説明する。このホストシステムは、
上述の共有譲渡された出願書第０７／７６１，５３４号
において認められるようなシステムにおいてＤＭＡバス
コントローラを介してディジタル信号処理装置（ＤＳ
Ｐ）サブシステムと通信する。しかし、ディジタル信号
処理装置（ＤＳＰ）は、ホストシステムプロセッサおよ
びＤＭＡコントローラと同様に各種供給業者から入手可
能であるので、本発明の好適な実施例は、図１４に例示
した実施例に特に限定されるものではない。

【００１０】診断解析を実行するために、本発明は、ハ
ードなリアルタイムデータ信号サンプルのプローブ動
作、および、動作中の任意の時点で結果の図形表示能力
を備えたハードなリアルタイムデータ信号サンプルの注
入動作を実行する能力を含む。好適な実施例では、ディ
ジタル信号処理装置のタスクの動作は、その実行の流れ
に１つ以上の分岐命令を含むように修正される。この分
岐命令は、タスクの実行中に信号処理装置をいずれかの
補助命令に分岐させる。これらの命令には、選択された
レジスタのデータまたはサンプルの収集および分岐した
命令の実行シーケンスへの復帰、または、代替例とし
て、信号サンプル状態の収集に代わり、それらを指定レ
ジスタに書き込み、それによってそれらを実行のために
プロセスの流れに注入することができる診断コードへの
分岐のいずれかを含む。

【００１１】図１は、同図に示したように１００〜１０
３の任意の番号が付けられたいくつかの命令による仮定
のディジタル信号処理装置のプログラムシーケンスを示
している。これらの命令は、何らかの先行動作から入力
すると推定されるいずれかのサンプル値に等しい仮定レ
ジスタＲ２のレジスタ値の設定、レジスタＲ２の内容と
いずれかのレジスタＲ５の内容との乗算、乗算結果（Ｒ
ＭＭ）に対するＲ３の設定、その後のＲ２の値とＲ３の
値との和を格納する命令１０３を含む。これは、信号処
理装置の何らかの所望のタスクに従った信号処理命令リ
ストの処理で見ることができるごく少数の典型的な命令
を例示した仮定のルーチンである。

【００１２】図２は、図１と同じ命令シーケンスを示す
が、この場合、命令１０２が図２では任意のシーケンス
番号６００による命令記憶域の新しいアドレスへの分岐
命令に代わっている。

【００１３】図３では、命令６００で始まる分岐したコ
ードが、図２で分岐命令によって交替された再配置され
た元の命令１０２である命令６００により仮定的に例示
されている。この分岐コードの実行は、その特定の再配
置された命令の実行を行わせ、その後、命令６０１，６
０２，．．．６２９によって示されている通り、レジス
タ内容の指定レジスタへの退避、所望のデータの循環バ
ッファへの退避、および、元のＤＳＰタスクシーケンス
における次の命令１０３への分岐の復帰によるレジスタ
内容のリセットといった動作の完了がすべて行われる。

【００１４】前述のことから、本発明は、その動作が診
断されるべき所与のディジタル信号処理装置のタスクの
実行におけるいずれかの所望の単数または複数の時点で
の分岐命令の配置に依存することがわかるであろう。分
岐命令および診断コードの分岐された部分にある命令の
実行は、すでに存在する通常のタスクの実行要求のロー
ドに加えて、ディジタル信号処理装置の何らかのロード
を生じさせる。従って、図１〜図３の仮定の例に示した
ようなデータサンプル値のプローブおよび収集の結果が
それ自体、誤りまたは過負荷を生じないようにするため
に、いずれかのアクティブである信号処理タスクに加
え、診断タスクによって生起される付加的なロードが信
号処理装置の資源の過負荷を生じ、そのためにそれ自身
の誤動作をもたらさないということの判定がまず行われ
なければならない。さらに、ハードなリアルタイムの結
果が信号処理装置システムから要求され、その結果が図
形的にかつリアルタイムで並行的に表示できるように、
その期間においてデータサンプルを収集できることが望
ましい。これは、誤り状態が生じた際にそれらの識別お
よび分離を著しく容易にする。

【００１５】図４は、収集プローブの挿入および、デー
タレジスタ内容の収集を生じさせる命令への分岐の実行
といった診断タスクがシステムを過負荷にさせないよう
に、新しい信号処理装置タスクの呼び出し時の検査の過
程の概略流れ図を示す。流れは、例えば、収集プローブ
診断ルーチンを動作させるために要するバンド幅に関し
て、ユーザまたは診断者がユーザシステムからパラメー
タを入力するブロック１から始まる。バンド幅または１
００万命令／秒（ＭＩＰＳ）にもとづく最大使用可能Ｄ
ＳＰ資源は、ブロック２でシステムから収集され、ブロ
ック３では、ユーザが新しく呼び出した診断タスクを含
む全部のアクティブなタスクの和が形成され、その最大
ＤＭＡ資源可用度と比較される。ＤＳＰシステムの最大
可用度を上回ることになる場合、そのタスクはブロック
４によって示す通りロードされず、ユーザは、ブロック
５で、診断タスクを呼び出す前に追加の資源を解放する
ためにそのＤＳＰシステムで実行中のそれらのタスクの
中から選択または選択解除するように指示される。

【００１６】ブロック３で検査されたＤＭＡバンド幅の
要求条件とは反対に、診断機能を含む全部のアクティブ
なユーザタスクの和がそのそのディジタル信号処理装置
自体の使用可能な能力または速度を超えないということ
が示された場合、タスクを選択解除するようにユーザに
返すか、または、全部のアクティブなユーザタスクの和
が、そのディジタル信号処理装置システムで利用可能な
最大記憶域よりも大きい記憶域要求条件を生じないとい
う以降の検査を付与するかのいずれかのために、適切な
指示を付与する。その後、これらの試験が成功して合格
した場合、ディジタル信号処理装置のオペレーティング
システムに新しいタスクが呼び出されることを信号で知
らせることによって、新しいタスクがロードすることが
できる。このプロセスはブロック９で終了する。

【００１７】図５および図６ならびに関係する相関関係
図７〜１３によって、図５のブロック１０に始まる、診
断タスクの全体の流れの好適な実施例を説明する。

【００１８】図５のブロック１０において、ユーザによ
る診断タスクを呼び出すための予備データ入力は、図１
４のホストシステムの診断タスクが「実行中」インジケ
ータが１（すなわち、オン状態）に設定されていること
によりロードされ実行されること、「処理データブロッ
ク」が最初に０であること、および、「ライブ実行モー
ド」状態が０であることにより作図のためにそのＤＳＰ
システムが利用可能なデータブロックをいっさい有して
いないことを要求する。これは、いかなる診断タスクも
呼び出されない開始状態の規定に相当し、診断システム
の流れをその最初からたどることが望ましい。

【００１９】ブロック１１及び１２は、成功して合格す
れば、「ライブ実行モード」状態がオン状態に設定され
ているかどうかを判定するために、ブロック１３に出る
「システム実行中」インジケータの検査を含む。ブロッ
ク１１で「実行中」インジケータがオン状態に設定され
ていない場合、流れは、診断ルーチンの出口となるブロ
ック１２へ出る。ブロック１３で「ライブ実行モード」
の検査が成功すれば、ブロック１４に入り、その時点で
の処理されたデータブロック（この場合、ブロックはサ
ンプル、データビットなどのいずれかの任意に指定され
た数とすることができる）数が、待ち行列または循環バ
ッファに格納されている、表示または解析に使用可能な
ＤＳＰデータブロック数よりも少ないかどうかが判定さ
れる。この検査がさらに多数のＤＳＰデータブロックが
使用できることを指示した場合、ブロック１５へ出て、
次のサンプルブロックのホストコンピュータ画面での作
図を開始し、次に、ブロック１６で「処理済」サンプル
カウントを増分し、ブロック１７の入力の主流へ復帰
し、いずれかのキーボード入力が存在するかどうかの検
査が行われる。いずれのキーボード入力信号も存在しな
ければ、流れはブロック１３の入力へ戻り、いずれかの
追加のデータブロックが表示されることができる。

【００２０】ブロック１７でキーボード入力が存在する
場合、データの収集またはデータの注入が診断者によっ
て要求されているかどうかについて判定が行われなけれ
ばならない。データの収集の検査はブロック１８および
１９で始まり、キーボード入力が「作図モード」を停止
させるための信号であるか否かを判定し、その指示が
「作図停止」である場合、ブロック１９で「ライブ実行
モード」インジケータをオフ状態にする。入力が「デー
タ収集停止」である場合、ブロック２０および２１が呼
び出され、これは、後述するように図８の以降の動作に
つながり、また、ブロック１９から出る場合は、処理を
継続するためにブロック１３の入力に戻る。ブロック２
２では、データ収集動作が要求されているかを検査し、
その場合、収集状態をオン状態に設定するためにブロッ
ク２３に出て、後述する図７に続く。これはまた、いず
れかの以降のデータブロックを検査するためにブロック
１３の入力に線を通じて戻る。最後に、ブロック２４へ
入り、「実行停止」コマンドがキーボード入力から存在
しているかどうかを判定する。存在しない場合、動作は
ブロック１３の入力へ戻って継続し、そうでなければ、
ブロック２９で「実行中」状態を０に設定し、いずれか
の新しい実行状態が確立されているかどうかを判定する
ためにブロック１１への入力にループバックし、確立さ
れていなければ、ブロック１２に出る。

【００２１】ブロック１３で、「ライブ実行モード」が
オン状態になってなければ、流れはブロック２５へ進
み、「ライブ実行モード」および／または「実行中」状
態のリセットを含むかもしれないいずれかのキーボード
入力が現在アクティブであるかどうかを判定する。キー
ボード入力が存在すれば、その入力はブロック２６で検
査され、「作図開始」コマンドが提示されているか、ま
たは、（ブロック２８で）「実行停止」コマンドが提示
されているかが確認される。ブロック２６での検査が作
図開始コマンドが与えられていることを示した場合、ブ
ロック２７に入り、「ライブ実行モード」を１に設定
し、動作をブロック１１に戻して継続させる。そうでな
ければ、ブロック２８でそのコマンドが「実行停止」入
力であるかを確かめるために検査が行われ、そうであれ
ば、ブロック２９へ入り、実行状態を０に設定し、動作
は同様にブロック１１の入力に戻って継続する。

【００２２】図７は、図６のブロック２２および２３か
ら収集状態がオン状態に設定される場合の動作の流れを
略示している。収集状態がオン状態に設定される場合、
診断ルーチンの実行を要求するコマンドがユーザによっ
て入力され、そして、図４に関して説明したように行わ
れる一般検査に従って、全部のタスクを実行するために
十分なＤＳＰ資源が存在するかを判定するために、ブロ
ック３０で検査が行われる。資源が不十分であることが
わかると、ブロック４０に入り、「不十分な資源」しか
利用できないというユーザメッセージを生成し、それに
よって、診断ルーチンの呼び出し前に一定の信号処理タ
スクをオフ状態にしなければならないことを指示する。

【００２３】ブロック３０での試験が肯定であれば、十
分な資源が存在するので、図示された通り、順にブロッ
ク３１〜３９へ入り、ディジタル信号処理装置のサイク
ルを生じさせ、図４からユーザによって入力された指示
パラメータに従って収集機能に割当て、ＤＳＰの命令記
憶域の収集ルーチン開始アドレスにアクセスさせ（ブロ
ック３２）、分岐命令に続くＤＳＰ命令を収集ルーチン
アドレスの始まりに設定し、レジスタに退避させる。ブ
ロック３４では、そのＤＳＰ命令が、分岐命令が書き込
まれるポイントから、それが分岐後に実行される最初の
命令となる記憶域へ移される。ブロック３５、３６およ
び３７では、それぞれ、ＤＳＰデータブロック、ホスト
システムのデータサンプルカウントおよびブロックカウ
ントが各自の０の初期状態に設定される。ブロック３８
では、特定のタスクの実行に到達した場合に、収集動作
を図９で詳細に示すように開始させる、プローブが設定
されるように所望されている、ＤＳＰ命令アドレスへの
実際の分岐命令の書き込みが始まる。図９での収集動作
が完了すると、命令は、その元の分岐が挿入された場所
の後の次の命令で設定された元のＤＳＰ命令に戻る、図
３の命令６２９によって図示されたような記憶域にある
ディジタル信号処理装置のタスクの次の命令に復帰す
る。

【００２４】図８は、ブロック４１に始まる収集状態が
呼び出され、図６のブロック２０および２１で検出され
る入力によりユーザによって診断の収集の停止が選択さ
れた場合に呼び出されるプロセスを示している。従っ
て、図８は、収集状態の停止が所望された場合の流れを
示している。停止状態が検出されると、ブロック４３に
入り、ＤＳＰタスクシーケンスのその位置から取り出さ
れた元のＤＳＰ命令を、それが記憶されていた記憶域か
らその元の位置に再書き込みし、それによって、その命
令を上書きし、その時点でその収集診断のあらゆる以降
の呼び出しを停止する。ブロック４４では収集機能への
ＤＳＰサイクルが割当て解除され、ブロック４５では、
ＤＳＰによって利用可能なデータのブロックカウント、
および、ホストシステムによって処理されるブロックが
０にリセットされ、その後、ブロック４２を経てユーザ
タスクへ復帰する。

【００２５】図９は、図７のブロック３８から呼び出さ
れる収集ルーチンにおける実際の段階を示している。ブ
ロック４６で、プローブされる機能から、または、その
データ収集が所望される、その通常の実行リストの位置
から、ＤＳＰ命令を、収集ルーチンの準備を開始するた
めに記憶域へ移すために命令が実行される。ブロック４
７では、いずれかの選択されたレジスタ内容が退避さ
れ、その時点のディジタル信号処理装置の状態を収集
し、ブロック４８で、ユーザによる指定に従って、循環
バッファに所望の結果を退避する。ブロック４９でバッ
ファポインタアドレスが増分され、ブロック５０でデー
タサンプルカウントが増分される。ブロック５１では、
データサンプルカウントが最終的に、いずれかの任意の
大きさとすることができるフルブロックサイズカウント
に等しいかどうかの検査が行われ、肯定であれば、デー
タサンプルカウントがリセットされ、ブロック５３で、
その収集されたデータサンプルブロックがホストシステ
ムの記憶域に送られ、作図その他の解析に利用される。
ブロック５４では、ＤＳＰデータサンプルブロックの可
用度が増分され、ブロック５５および５６では、選択さ
れたレジスタの内容が復元され、診断システムは図７の
ブロック３９を経て次のＤＳＰタスク命令へ復帰する。

【００２６】図１０は、図６と同様に、ブロック１８へ
の入力時に、ディジタル信号処理装置での信号サンプル
処理の流れへの任意のデータの注入を停止または開始す
るためのコマンドが所望されているかどうかを判定する
ためにキーボード入力が調査される、診断プロセスの流
れ図を略示している。ブロック５７〜６３は、自己注釈
的であり、ユーザの入力コマンドが、注入機能の停止で
あるか、注入機能をオン状態に設定するかのいずれであ
るかを判定するために検査する。注入機能の停止は、後
述する図１２のプロセスを呼び出し、注入機能のオン状
態の設定は、図１１に示すプロセスを呼び出す。

【００２７】図１１は、注入診断が呼び出された時に、
ＤＳＰ資源の要求条件がシステムの機能の範囲内に収ま
るかを判定するための検査であるブロック６４の開始段
階により、注入が要求された場合のプロセスの流れ図を
示している。応答が否定であれば、図示の通りブロック
７１および７２によって出口がたどられるが、タスクの
オーバランを伴わずにハードにリアルタイムで注入機能
を支持するために十分な資源が使用できる場合は、図示
のようにブロック６５〜７１に入る。

【００２８】ブロック６５では、ＤＳＰサイクルがユー
ザによって選択された任意のデータサンプルの注入に割
り当てられる。ブロック６６では、注入ルーチンがＤＳ
Ｐの命令記憶域に置かれる注入開始アドレスにアクセス
される。ブロック６７では、ＤＳＰ命令が注入ルーチン
の開始アドレスに設定され、ユーザによって所望のサン
プルがロードされていたバッファから所望のレジスタが
ロードされ、その後、ブロック６８で、注入プロセスに
よって代わっているＤＳＰコードが保管のために記憶域
にロードされる。ユーザによって選択されたデータブロ
ックは、注入されるサンプルのソースを付与するために
ブロック６９でＤＳＰ循環バッファに書き込まれる。ブ
ロック７０で、システムは、開始命令へ分岐させるＤＳ
Ｐ命令を注入コードが記憶域に書き込まれる場所へ書き
込み、完了した時にＤＳＰの通常タスクへ復帰するため
にブロック７１に戻る、図１３に図示したように注入ル
ーチンへ進む。

【００２９】図１３は、ブロック７７で始まり、実行す
る次のＤＳＰ命令へ復帰するブロック８３に終了する、
循環バッファからのサンプルの注入のための動作の流れ
図を示している。ブロック７７での注入ルーチンの開始
は、注入ルーチンを呼び出すために分岐命令の注入を行
わせるために移されたＤＳＰ命令の実行を生じさせる。
ブロック７８では、注入に先立つ状態が後に復元できる
ようにＤＳＰのレジスタ内容を退避する。ブロック７９
では、実行の流れに注入される信号サンプルまたはデー
タを表現するためにユーザによってデータを以前に充填
された循環バッファから所望のレジスタまたは記憶域の
内容をロードする。ブロック８０〜８２では、次の注入
サンプルがアクセスできるように循環バッファのポイン
タを増分させ、ブロック８１では要求に従って、ホスト
記憶域からサンプルを読み出し、最後に、ブロック８２
に示すように注入が完了した時に最初に退避されていた
レジスタ内容を復元する。図１１のブロック７１に戻る
ブロック８３を介して次のＤＳＰ命令に復帰する。

【００３０】図１２は、当該コマンドがユーザからの入
力に見られた場合に、注入ルーチンを停止するための手
順を示す。ブロック７３では、注入が現在オン状態であ
るかどうかを検査し、肯定であり、コマンドがそれを停
止させるものであれば、ブロック７５および７６に入
り、所与のタスクのＤＳＰの実行におけるその時点で注
入プローブを設定するために分岐命令によって代替され
ていた記憶域から元の内容をＤＳＰ命令リストに再書き
込みする。ブロック７６で、ＤＳＰサイクルは、注入機
能が実行されないように割当て解除され、ブロック７４
を経てＤＳＰタスクの動作への復帰が呼び出される。

【００３１】本発明の診断システムおよびその方法の動
作の特定の実例または例示として、本明細書の冒頭で言
及したような通常のディジタル信号処理タスクを音声処
理の例によって検討する。

【００３２】前提となる音声処理タスクでは、音声認識
または合成動作が実行される。通常、ディジタル音声信
号の解析または記憶されたデータサンプルによって駆動
されるディジタル−アナログジェネレータによる音声の
再生のために適切なディジタルサンプルを生成するため
には、毎秒８０００バイトのサンプルデータが要求され
るはずである。このような理由から、コマンドによる通
常の停止、所定のアドレスでの停止またはフラグ条件で
の停止は、サンプルが流れ続けるので、また反対にサン
プルが流れない場合には、システムの動作に割込みを生
じるシステムの動作状態の遵守ができないようになるの
で、有効な診断ツールでないことは明らかである。通常
の音声処理は、複雑なディジタルフィルタリング、高速
フーリエ変換および多数の他の信号処理タスクを含むこ
とができるということを検討しさえすればよい。これら
はすべて、信号の流れが流れに割り込むことなく分岐さ
れ、解析のために何らかの認識可能な方法で表示されな
い限り、現在の動作状態を正確に判定し、過渡的な行為
の欠陥を分離するためにタスク実行の流れの途中でディ
ジタル信号処理装置の任意の割当てがほとんど不可能で
あるということを認識するために、認識または合成のた
めに信号サンプルの供給によって同時に実行する必要が
ある。図１５に示されたような数の列として提示された
単純な正弦波でさえ、人間の診断者にとってはほとんど
認識不可能である。図１５は、一連の数におけるいずれ
かの変則を人間の観察者が識別できるようにするために
サンプルが８０００バイト／秒で生起する際に、ほとん
ど十分でないはずである３２サンプルの単純なシーケン
スを実証しているだけである。しかし、本発明を利用し
て、これらのサンプルは、それらがディジタル信号処理
装置に過負荷をかけることなく生起すると同時に収集さ
れることができ、それらのサンプルは、図形による正弦
波形としてホストコンピュータシステムの表示出力への
表示用にデータブロックとして、好ましくは、循環バッ
ファに格納され、アンロードされる。

【００３３】Ｉｎｔｅｌ ８０３８６といったホストシ
ステム用の図形表示プログラムおよびルーチンは、公知
であり、市販されている。ユーザは、多様なこれらのう
ちのいずれかから選択して、上述の診断プローブおよび
収集プロセスによって収集されたサンプルをこれらプロ
グラムルーチンに供給し、その結果を、図１４に示すよ
うなコンピュータシステムの出力表示装置にリアルタイ
ムでアナログ波形として表示させることができる。その
図形形式によって、図１５の、第６列、上から第３行に
示された変則が、容易な理解、誤り検出および解析のた
めに図形形式で相対的に理解できない逐次的な信号サン
プルを収集し表示するために本発明の能力および機能を
図形的に示している、図１６の正弦波での乱れとして現
れている。

【００３４】このようにして、本発明の好適な実施例
は、ハードなリアルタイム多重タスクシステムの動作を
過負荷にさせないまたは乱さない、図形的な、容易に動
作され、理解される方法でディジタル信号処理装置のタ
スクの容易な診断およびデバッグを可能にするために、
ホストコンピュータ、表示装置およびディジタル信号処
理装置を採用した、容易に入手できるマルチメディアコ
ンピュータシステムを活用している。従って、収集およ
び注入を超えて実際に呼び出される診断ルーチン修正す
るだけでなく、信号処理装置のタスク実行ルーチンと、
仮定的なバグ固定を付与して、それらを実際の動作で試
行する容易な手段とに論理的代替を含めることは、当業
者にとって明白であろう。システムを潜在的な過負荷に
ついてまず解析し、その後、過負荷が生じない場合、信
号処理装置のタスク実行の所望の部分に１つ以上の分岐
命令を注入し、瞬時に生じる結果を探索し、または、所
望の結果を任意に注入し、それらの効果が高速にリアル
タイムで実行され、いかなる付加的なハードウエア、オ
シロスコープ、試験バッファまたはジェネレータなども
必要とせずに同時に図形的に観察し得ることを観察する
という技法から逸脱しない基本的機構からの多数の変更
が可能である。このことは、信号処理装置のタスクアプ
リケーションのデバッグにおける開発にとって重要な進
歩および長所として当業者に評価されよう。

【００３５】従って、特許請求の範囲における記載は、
例示的なものと意図され、限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】分岐プローブ命令の挿入前のディジタル信号処
理装置におけるいくつかの仮定のタスク実行命令のサブ
シーケンスの例示図。

【図２】分岐プローブ命令の挿入後のディジタル信号処
理装置におけるいくつかの仮定のタスク実行命令のサブ
シーケンスの例示図。

【図３】分岐の実行中のディジタル信号処理装置におけ
るいくつかの仮定のタスク実行命令のサブシーケンスの
例示図。

【図４】信号処理装置の資源が診断機能との並行的なタ
スク実行によって過負荷になっているかどうかを判定す
るための好適なプロセスの流れ図。

【図５】一連のハードなリアルタイムデータ信号処理サ
ンプルを収集する、または、それらを処理の流れに注入
するためにハードなリアルタイム診断を呼び出し、実行
する際に伴う動作の概略的論理フローの一部を示す説明
図。

【図６】一連のハードなリアルタイムデータ信号処理サ
ンプルを収集する、または、それらを処理の流れに注入
するためにハードなリアルタイム診断を呼び出し、実行
する際に伴う動作の概略的論理フローの一部を示す説明
図。

【図７】好適な実施例によるデータサンプルの収集の略
流れ図。

【図８】好適な実施例による収集機能を割当て解除する
方法の流れ図。

【図９】好適な実施例による実際のデータサンプルの収
集プロセスの動作の略流れ図。

【図１０】本発明の好適な実施例によるハードなリアル
タイムタスクの動作への事前選択データサンプルの注入
を開始または停止するための動作の略流れ図。

【図１１】本発明の好適な実施例による信号処理タスク
の動作への事前選択サンプルを注入する動作の略流れ
図。

【図１２】好適な実施例によるサンプルの注入を終了さ
せるための動作の略流れ図。

【図１３】動作タスクへの信号サンプルの注入が望まれ
た際に分岐命令のもとでの動作のプロセスの各段階の略
流れ図。

【図１４】データ入力および観察のための関係するキー
ボードおよび表示装置を備えるホストコンピュータ、プ
ロセッサ間連絡／制御システム、および、本発明の好適
な実施例によって利用することができるプロセッサおよ
び自身の命令用およびデータ用記憶域を含むディジタル
信号処理装置を含む、ディジタル信号処理用マルチメデ
ィアコンピュータシステム環境全体の概略図。

【図１５】変則を含む正弦波から得られた一連のデータ
値の実例の例示図。

【図１６】図１５に示すような値を、図１４に示すよう
なマルチメディアコンピュータシステムの表示装置で作
図した結果を示す例示図。

【符号の説明】

１００〜１０３ ＤＳＰのプログラム ６００〜６２９ ＤＳＰ診断コード

フロントページの続き (72)発明者 マルコム、スコット、ウェアー アメリカ合衆国ノースカロライナ州、ロ ーリー、ロックブリッジ、コート、2712 (56)参考文献 特開 平２−135547（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−82323（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146638（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホストコンピュータシステム、表示装置お
   よびタスク処理用ディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）を
   含むマルチメディアシステムにおいてタスク実行の誤動
   作を診断するための手段であって、 前記マルチメディアシステムにおける診断タスクの呼び
   出しが、前記ＤＳＰによる実行が診断されるべき所与の
   タスクの実行時間内に前記ＤＳＰへの処理の過負荷を生
   じさせるかどうかを判定するための手段と、 診断タスクが呼び出され、処理の過負荷が存在しないと
   判定された場合に常に診断される前記タスクの実行命令
   にアクセスし、修正するための手段であって、前記修正
   は、前記タスクの実行を診断タスク命令に分岐させ、そ
   の後、前記命令を実行し、前記ＤＳＰタスクの実行期間
   の終了前に前記命令の実行を完了させるために前記ＤＳ
   Ｐタスクへ復帰させるために前記ＤＳＰのタスク実行命
   令シーケンスへの分岐命令の挿入を含むものである、前
   記アクセスおよび修正手段とを含むことを特徴とする診
   断システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の診断システムであって、さ
   らに、 前記ＤＳＰにおける前記タスクの実行中に前記システム
   で生起するディジタルデータ結果を収集するための手段
   と、 前記データ結果にもとづいて図形表現を表示するための
   手段とを含むことを特徴とする診断システム。
3. 【請求項３】請求項１記載の診断システムであって、さ
   らに、 前記診断機能の終了が呼び出された時に、前記分岐命令
   を除去するための手段を含むことを特徴とする診断シス
   テム。
4. 【請求項４】請求項２記載の診断システムであって、さ
   らに、 前記診断機能の終了が呼び出された時に、前記分岐命令
   を除去するための手段を含むことを特徴とする診断シス
   テム。
5. 【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の診断シ
   ステムであって、さらに、 前記ディジタルデータ結果を、前記ホストシステムによ
   るアクセスおよび表示のためにアクセス可能な記憶待ち
   行列に記憶させるための手段を含むことを特徴とする診
   断システム。
6. 【請求項６】請求項２または４のいずれかに記載の診断
   システムであって、 図形表現を表示するための前記手段が、前記ホストコン
   ピュータシステム、表示装置、および、前記ディジタル
   データ結果にアクセスし、前記結果にもとづいて図形表
   現を生成するために前記表示装置を制御するための手段
   を含むことを特徴とする診断システム。
7. 【請求項７】請求項１から４のいずれかに記載の診断シ
   ステムであって、さらに、 いずれかの任意の値のディジタルデータ結果を前記ＤＳ
   Ｐタスクの実行中に前記ＤＳＰ機構にロードするための
   手段と、 前記ＤＳＰタスクの実行における前記ディジタルデータ
   結果を、前記タスクの通常の実行が生成する前記ディジ
   タルデータ結果の代わりに使用するための手段とを含む
   ことを特徴とする診断システム。
8. 【請求項８】請求項５記載の診断システムであって、さ
   らに、 いずれかの任意の値のディジタルデータ結果を前記ＤＳ
   Ｐタスクの実行中に前記ＤＳＰにロードするための手段
   と、 前記ＤＳＰタスクの実行における前記ディジタルデータ
   結果を、前記タスクの通常の実行が生成する前記ディジ
   タルデータ結果の代わりに使用するための手段とを含む
   ことを特徴とする診断システム。
9. 【請求項９】請求項６記載の診断システムであって、さ
   らに、 いずれかの任意の値のディジタルデータ結果を前記ＤＳ
   Ｐタスクの実行中に前記ＤＳＰにロードするための手段
   と、 前記ＤＳＰタスクの実行における前記ディジタルデータ
   結果を、前記タスクの通常の実行が生成する前記ディジ
   タルデータ結果の代わりに使用するための手段とを含む
   ことを特徴とする診断システム。