JP4411160B2 - 電源断サポートを有するデータ処理装置に診断操作を実行する装置と方法 - Google Patents

Description

本発明はデータ処理システムの分野に関係する。特に、本発明は、診断操作時にデータ処理システムが電源断を受ける時データ処理システムに対して診断操作を実行するために使用される診断機構と関係する。

集積回路内に、これらのシステムの設計を補助するようにシリアル走査チェーンや組込みトレース機構のような診断機構を設けることは公知である。システムが複雑度を増し、システム内の異なる回路要素の数が増加するにつれ、このように複雑なシステムオンチップ型式設計の各種の動作モードを適切に評価可能とするよう、有効で、容易に使用でき、かつ効率的な診断機構に対する必要性が増加している。

回路の一部の機能を必要としない時にこれらを低電力状態にする機構を有するデータ処理装置を提供することも公知であり、これは電力消費を有利に減少する。これらの電力制御機構は携帯システム内で電池寿命を延長するのに有用であり、非携帯システムでも電力消費を減少することは一般的にも望ましい。集積回路設計の複雑度が増大するにつれ、その時点のシステムの特定の状態と課された需要に応じて動作時に集積回路の異なる部分の電源を入れたり断ったりすることも公知である。これらの集積回路は、これと関係する診断機構が実行するものよりはるかに高速のクロック速度で実行している。従って、診断機構が実時間で動作してシステムに対して診断操作を実行しても、相対的に遅い診断機構に対してあまりにも高速に発生可能な電源入及び電源断事象を適切には追跡不能である。

ある面から見ると、本発明はデータを処理する装置において、
データ処理を実行可能なデータ処理回路と、
前記データ処理回路に結合され、前記データ処理回路に診断操作を実行可能な診断インタフェース回路であって、前記データ処理回路は、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して少なくとも一部の診断操作を実行不能である第１状態と、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して前記少なくとも一部の診断操作を実行可能である第２状態との間を切換え可能である、前記診断インタフェース回路と、
診断トランザクションバスを介して前記診断インタフェース回路に結合され、前記診断インタフェース回路に診断トランザクション要求を発行するよう動作可能な診断トランザクション要求マスタ回路と、を含み、
前記診断インタフェース回路は前記診断トランザクション要求マスタから受信した診断トランザクション要求に応答し、前記データ処理回路は前記第１状態にあって、前記診断トランザクション要求マスタに診断バストランザクションエラー信号を返す、
データを処理する装置を提供する。

診断操作の問合せが行われた時点で問題のデータ処理回路がその特定の時点で電源断であるため、のように、データ処理システム内で特定のデータ処理回路がある種の診断操作に応答不能である状態を有していることを、本技術は認識している。さらに、調査しているシステムの処理速度が診断システムのものより著しく高速であるため、問題のデータ処理回路は、診断システムがその活動に気付かずに電源断や電源入されることもある。このような状況下では、診断システムがデータ処理回路にある特定の状態をプログラムしたものと仮定しても、この状態は電源断事象により失われ、従って問題の診断操作を実行可能とする前に再プログラムを必要とする。この問題に対する表面的には魅力的な方策は、各診断操作の前に調査しているデータ処理回路の電力状態を問合せることであるが、このような方策は、データ処理回路が電源入された結果を返すものと、診断操作とは関係しない理由からデータ処理回路が電源断可能であることを診断操作が指令されたものとの間で、レース状態が発生する問題を有する。このような電力状態問合せはまた診断帯域を浪費する。診断トランザクション要求マスタは専用のハードウェア要素であるか、またはこの目的のために再使用される他のハードウェア要素（例えば、汎用プロセッサ）も可能である。

本技術は診断トランザクションバス（これは複数のスレーブとマスタ、ポイントツーポイント接続またはその他の形式の通信リンクを有するバスでよい）を利用して、診断バストランザクションエラー信号を返すことによりデータ処理回路が要求された診断操作に応答不能である時を信号する。次いでこのエラー信号は診断トランザクション要求マスタにより、問題のデータ処理回路が要求された診断操作を実行不能であることを指示するものと解釈される。このようにして、レース状態を防止し、診断トランザクションバス帯域は電力状態問合せで浪費されない。

データ処理回路が要求された診断操作を実行可能であるように、または不能であるようにする異なる状態は、多数の異なる形式を取りうることが認められるが、この挙動を発生する共通の状態は、動作状態と低電力状態（例えば、電源断状態、スリープモード状態等）とに対応する状態である。

データ処理回路が電源断されるシステムでは、本技術は診断インタフェース回路を電源オンしたままにすることが望ましく、このようにしてこれはある種の要求（例えば、データ処理回路識別の要求）に応答可能であると共に、適切なバストランザクションエラー信号を発生して関連データ処理回路が電源断されていることを信号する。

本技術は関連診断インタフェースを有する単一のデータ処理回路を含むシステム内でも使用可能であるが、本技術は複数装置システムに十分規模を合わせられるため、各々が関連する診断インタフェース回路を有し診断トランザクションバスを介して接続される複数個のデータ処理回路を含むシステムに特に適している。

本発明の望ましい実施例では、診断インタフェース回路は、関係するデータ処理回路がその動作状態に復帰した後も、エラー信号の発生を明白にクリアするまで、診断バストランザクションエラー信号を返し続けるよう動作可能である。従って、診断トランザクション要求がない間に発生した電源断事象も、これが診断機構により想定されているシステムの構成を変更可能であるので、以後にこれを識別可能である。

状態の変化は、動作状態から非動作状態へ移行する時または非動作状態から動作状態へ復帰する時のどちらかで記述してもよい。このような転移は、スティッキイビット（指示している状態が取除かれてもセットされたままになっているビット）内で有効に記録される。

本技術は個別部品を含むシステム内でも使用可能であるが、これはシステムオンチップ集積回路設計での使用に特に適している、何故ならこれらはしばしば複雑な電源オン、電源オフ挙動を示すからである。

他の面から見ると、本発明はデータを処理する方法において、
データ処理回路によりデータ処理を実行する段階と、
前記データ処理回路に結合された診断インタフェース回路により前記データ処理回路に診断操作を実行する段階であって、前記データ処理回路は、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して少なくとも一部の診断操作を実行不能である第１状態と、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して前記少なくとも一部の診断操作を実行可能である第２状態との間を切換え可能である、前記診断操作を実行する段階と、
前記診断インタフェース回路に診断トランザクションバスを介して結合された診断トランザクション要求マスタ回路により前記診断インタフェース回路へ診断トランザクション要求を発行する段階と、を含み、
前記データ処理回路が前記第１状態にある時に受信した診断トランザクション要求に応答して、診断バストランザクションエラー信号を返す段階と、
を含むデータを処理する方法を提供する。

本発明の上記の、及びその他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と関連して読まれるべき以下の例示実施例の詳細な説明から明らかとなる。

図１は第１ＣＰＵ４、第２ＣＰＵ６及びＤＳＰ回路８を含むシステムオンチップ設計を含む集積回路２を図示している。その通常動作では、第１ＣＰＵ４、第２ＣＰＵ６及びＤＳＰ回路８は既知の技術を使用して動作システムバス１０を介して通信する。集積回路２の動作挙動は多様な異なる形式を取り、本技術分野でよく知られている多数のその他の回路要素（明瞭のため本明細書には図示されない）によりサポート可能である。

診断機構は集積回路２上に設けられ、外部診断システム（適切にプログラムされた汎用コンピュータ）が集積回路２内の各データ処理回路４、６、８に診断操作を実行するよう指示可能とする。診断機構は、ＡＰＢ（ＡＭＢＡ周辺バス）バスを診断トランザクションバス１４として使用してシリアルＪＴＡＧ要求をパラレル・バストランザクションに変換するデータアクセスポート１２へシリアルデータ・アクセスを与えるシリアルＪＴＡＧ検査アクセスポートを含む。データ処理回路４、６、８の各々は、診断トランザクションバス１４から診断トランザクション要求を受取り、要求された診断操作を実行して適切な応答を返す各診断インタフェース回路１６、１８、２０を含む。診断操作のあるものは診断インタフェース回路１６、１８、２０自体内で実行される（データ処理回路ＩＤを返す、等）が、データ処理回路４、６、８の電力ドメイン内のブレークポイント・レジスタまたはウォッチポイント・レジスタの設定のように、他のあるものは関係するデータ処理回路４、６、８内で実行すべき動作を必要とする。

診断インタフェース回路１６、１８、２０が内部的な診断トランザクション要求に応答するか、または関係するデータ処理回路４、６、８の現在の状態のため実行可能ではない診断トランザクション要求の場合に診断バストランザクション・エラーを返すことが可能となるよう、診断インタフェース回路１６、１８、２０には、たとえ関係するデータ処理回路４、６、８が低電力または電源断モードに入っていたとしても、保持されるそれ自身の診断電源を備える。

図２は診断インタフェース回路１６をさらに詳細に図示する。診断インタフェース回路１６内では、関係するデータ処理回路４が要求された診断操作に応答不能であると、診断アクセスポート１２（診断トランザクション要求マスタ回路）へ信号を戻す、診断バストランザクションエラー信号ＰＳＬＶＥＲＲを含むように変更されたＡＰＢを介してトランザクション制御器２２が診断トランザクションバス１４に結合される。一例として、データ処理回路４内に配置された診断レジスタ２４は、データ処理回路４の特定状態により電源断されるか、または応答せず、従ってそのレジスタ２４への読取りまたは書込みの要求が可能ではなく、診断トランザクション要求マスタとしての役割を果たす診断アクセスポート１２にこのことを指示するよう診断バストランザクションエラーを返す。診断インタフェース回路１６内には、診断システムへデータ処理回路を識別するＩＤ値を保持するようプログラムされているＩＤレジスタ２６も図示されている。診断制御レジスタ２８も、状態及び制御情報のような、診断操作と関係する各種のパラメータを記憶する役割を果たす。診断インタフェース回路１６内のレジスタ２６、２８は診断電源ドメインにより電力供給され、従って関係するデータ処理回路４が電源断の時でも動作状態に留まり、従ってデータ処理回路４がたとえ動作していなくともこれらのレジスタに対する診断トランザクション要求はサービスされる。

診断インタフェース回路１６内にはスティッキイビット・ラッチ３０（このラッチは各種の異なる形式で実施され、ラッチという用語はフリップフロップ、レジスタ、等を含むものと考えるべきである）も図示されている。データ処理回路４がその異なる電力状態間を遷移する時スティッキイビット・ラッチ３０がセットされる。スティッキイビットのこの設定は電源入から電源断の遷移時に、または代わりに電源断から電源入の遷移時に発生する。スティッキイビット・ラッチ３０の目的は、データ処理回路が再び電源入されて診断トランザクション要求に応答可能となったとしても、前記電源断事象が発生した時の診断バストランザクションエラー信号をトランザクション制御回路２２に返させるよう強制することである。このようにして、データ処理回路４内の診断機構により存在するものと仮定されているが、失われたであろう構成を、診断操作がさらに進む前に適切に再プログラム可能にする。

図３はスティッキイビット・ラッチ３０の設定の制御を概略的に図示する。段階３２で、診断インタフェース１６内のハードウェア回路要素は連続的に監視して、電源入状態から電源断状態へのデータ処理回路４の遷移を識別する。このような遷移が発生すると、処理は段階３４へ進み、診断インタフェース回路１６内のスティッキイビットがセットされる。このスティッキイビットは以後読み出されて、このスティッキイビット・ラッチ３０への診断バストランザクション読取り要求による電源断事象指示をクリアする。（さらなる介在電源断事象が発生した時にこのビットの読取りと以後の書込み時のレース状態の可能性を避けるため、読出しによりこのスティッキイビットがクリアされる配置が望ましい。）図３に図示した過程は電源断時にスティッキイビットをセットしているが、別の実施例は電源入時にこのスティッキイビットをセットしてもよい。

図４は受信した診断トランザクション要求に応答するトランザクション制御回路２２の動作を概略的に図示する流れ図である。段階３６で、診断トランザクションマスタ１２から診断トランザクションバス１４を介して診断トランザクション要求を受取るまで、トランザクション制御回路２２は待機する。前記要求を受信すると、処理は段階３８へ進み、ここで関係するデータ処理回路４の電力状態に係らず、診断インタフェース１６自体によりサービスしてもよい型式のトランザクション要求であるかどうかに関しての評価を行う。トランザクション要求がこのような型式である場合、処理は直接段階４０に進み、ここで要求された診断トランザクションが実行され、適切な応答が診断トランザクションバス１４を介して診断トランザクションマスタ回路１２に返される。

段階３８で、トランザクションが処理回路４が電源断状態の場合には可能ではない型式のものであると決定された場合、処理は段階４０に進み、ここでデータ処理回路４が現在電源断状態であるかどうかの決定が行われる。データ処理回路４が現在電源断状態である場合、処理は段階４２に進み、ここで診断バストランザクションエラー信号が診断トランザクションバス１４を介して診断トランザクションマスタ回路１２に返される。段階４０で、データ処理回路４が現在電源入状態であると決定された場合、処理は段階４４に進み、ここで電源断事象が発生したことを指示するスティッキイビットがセットされ、診断機構により未だクリアされていないかどうかの決定が行われる。段階４４でスティッキイビットがセットされているのが検出された場合、処理は段階４２に進み、診断バストランザクションエラー信号が返される。段階４４でスティッキイビットがセットされていないものと検出された場合、処理は段階４０に進み、所用のトランザクションが実行され適切な結果が返される。両段階４０と４２の後、処理は段階３６に戻って、次の診断バストランザクション要求を待機する。

添付図面を参照して本明細書で本発明の図示実施例を詳細に説明してきたが、本発明はこれらの詳細な実施例には限定されず、添付の請求の範囲に定める本発明の範囲と要旨から逸脱することなく当業者により各種の変更と修正が実行可能であることを理解すべきである。

複数個のデータ処理回路と診断機構を含むシステムオンチップ集積回路を概略的に図示する。 図１のデータ処理回路を診断バスに結合するために使用される診断インタフェース回路をより詳細に概略的に図示する。 電源断事象を記録するためスティッキイビットをセットする際の診断インタフェース回路の動作を概略的に図示する流れ図である。 診断マスタ回路から受信した診断トランザクション要求に応答する診断インタフェース回路を概略的に図示する流れ図である。

符号の説明

２ 集積回路
４、６ ＣＰＵ
８ ＤＳＰ回路
１２ データアクセスポート
１４ 診断トランザクションバス
１６、１８、２０ 診断インタフェース回路
２２ トランザクション制御器
２４ 診断レジスタ
２６ ＩＤレジスタ
２８ 診断制御レジスタ
３０ スティッキイビット・ラッチ

Claims (12)

1. データを処理する装置において、
   データ処理を実行可能なデータ処理回路と、
   前記データ処理回路に結合され、前記データ処理回路に診断操作を実行可能な診断インタフェース回路であって、前記データ処理回路は、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して少なくとも一部の診断操作を実行不能である第１状態と、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して前記少なくとも一部の診断操作を実行可能である第２状態との間を切換え可能であり、前記診断インタフェース回路は前記データ処理回路が前記第１状態にあるか前記第２状態にあるかを検出する手段を含む、前記診断インタフェース回路と、
   診断トランザクションバスを介して前記診断インタフェース回路に結合され、前記診断インタフェース回路に診断トランザクション要求を発行するよう動作可能な診断トランザクション要求マスタ回路と、を含み、
   前記診断インタフェース回路は前記診断トランザクション要求マスタ回路から受信した診断トランザクション要求に応答し、前記データ処理回路は前記第１状態にあって、前記診断トランザクション要求マスタ回路に診断バストランザクションエラー信号を返し、
   前記データ処理回路は前記第２状態と前記第１状態との間を切り換えられた後も、診断バストランザクションエラー信号の発生をクリアする要求が出されるまで、前記診断インタフェース回路は前記診断トランザクション要求マスタ回路に前記診断バストランザクションエラー信号を返し続けるよう動作可能である、
   データを処理する装置。
2. 請求項１記載の装置において、前記データ処理回路は前記第１状態時に低電力消費状態にあり、前記データ処理回路は前記第２状態時に動作状態にある装置。
3. 請求項２記載の装置において、前記診断インタフェース回路は前記データ処理回路が前記第１状態にある時も電源が入ったままである、装置。
4. 請求項１記載の装置において、それぞれ診断インタフェース回路を有し、前記診断トランザクションバスを介して前記診断トランザクション要求マスタ回路に結合される複数個のデータ処理回路を含む、装置。
5. 請求項１記載の装置において、前記診断インタフェース回路は状態変化検出回路を含み、前記データ処理回路が前記第２状態から前記第１状態に変化したことを前記状態変化検出回路が検出した時に前記診断インタフェース回路内の状態変化指示ラッチが第１ラッチ状態になるように動作し、前記状態変化指示ラッチは前記診断トランザクション要求マスタ回路が診断バストランザクションエラー信号発生のクリアを要求した時に第２ラッチ状態になるように動作し、前記診断インタフェース回路は前記状態変化指示ラッチが前記第１ラッチ状態になっている時に診断トランザクション要求に応答して診断バストランザクションエラー信号を発生するように動作する、装置。
6. 請求項１記載の装置において、システムオンチップ集積回路を含む装置。
7. データを処理する方法において、
   データ処理回路によりデータ処理を実行する段階と、
   前記データ処理回路に結合された診断インタフェース回路により前記データ処理回路に診断操作を実行する段階であって、前記データ処理回路は、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して少なくとも一部の診断操作を実行不能である第１状態と、前記診断インタフェース回路が前記データ処理回路に対して前記少なくとも一部の診断操作を実行可能である第２状態との間を切換え可能である、前記診断操作を実行する段階と、
   前記診断インタフェース回路に診断トランザクションバスを介して結合された診断トランザクション要求マスタ回路により前記診断インタフェース回路へ診断トランザクション要求を発行する段階と、を含み
   前記データ処理回路が前記第１状態にあるか前記第２状態にあるかを検出する段階と、
   前記データ処理回路が前記第１状態にある時に受信した診断トランザクション要求に応答して、診断バストランザクションエラー信号を返す段階を含み、
   前記データ処理回路が前記第２状態と前記第１状態との間を切り換えられた後も、診断バストランザクションエラー信号の発生をクリアする要求が出されるまで、前記診断インタフェース回路は前記診断トランザクション要求マスタ回路に前記診断バストランザクションエラー信号を返し続けるよう動作可能である、
   データを処理する方法。
8. 請求項７記載の方法において、前記データ処理回路は前記第１状態時に低電力消費状態にあり、前記データ処理回路は前記第２状態時に動作状態にある方法。
9. 請求項８記載の方法において、前記診断インタフェース回路は前記データ処理回路が前記第１状態にある時も電源が入ったままである、方法。
10. 請求項７記載の方法において、それぞれ診断インタフェース回路を有し、前記診断トランザクションバスを介して前記診断トランザクション要求マスタ回路に結合される複数個のデータ処理回路を含む、方法。
11. 請求項７記載の方法において、前記診断インタフェース回路は状態変化検出回路を含み、前記データ処理回路が前記第２状態から前記第１状態に変化したことを前記状態変化検出回路が検出した時に前記診断インタフェース回路内の状態変化指示ラッチが第１ラッチ状態になるように動作し、前記状態変化指示ラッチは前記診断トランザクション要求マスタ回路が診断バストランザクションエラー信号発生のクリアを要求した時に第２ラッチ状態になるように動作し、前記診断インタフェース回路は前記状態変化指示ラッチが前記第１ラッチ状態にある時に診断トランザクション要求に応答して診断バストランザクションエラー信号を発生するよう動作する、方法。
12. 請求項７記載の方法において、システムオンチップ集積回路を含む方法。

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