JP4501159B2

JP4501159B2 - 自動車用制御ユニット

Info

Publication number: JP4501159B2
Application number: JP2005099352A
Authority: JP
Inventors: 弘行岸; 充啓夏目
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP2006277615A

Description

この発明は、自動車用制御ユニットに関する。

特開２００３−３３７７４８号公報特開２００３−１７２１９９号公報特開２００１-２２９０１４号公報

自動車には、各種機器（被制御要素）を制御するためにＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵは、ＣＰＵからなる主制御部を有し、自動車上に搭載される電子機器の制御処理を予め定められたソフトウェアの実行に基づいて実施する。このソフトウェアは、バージョンアップやバグ修正等のために、内容を随時更新できるよう、フラッシュＲＯＭ（フラッシュメモリ）に記憶されることが多い（特許文献１〜３）。

ところで、フラッシュメモリは、読み出し時の駆動電圧と書き込み消去時の駆動電圧が異なるため、ＲＡＭのようなビット単位の書き換えが不能であり、一定の大きさのブロック単位でしか消去ないし書き込みができない構成になっている。例えばソフトウェアが１つのブロック（本明細書では、プログラムブロックやデータブロックと区別するために、書き換えの単位となるブロックのことを「書き換え単位ブロック」と称する）内に収まっている場合は、そのブロックだけを書き換えればよいが、ソフトウェアが複数ブロックにまたがっている場合、小さな書き換えであっても、そのソフトウェアが格納されている全てのブロックの書き換えを行なう必要があり、無駄な時間を要する問題があった。

本発明の課題は、不揮発性メモリに搭載されている制御用のソフトウェアの書き換え処理を、より短時間で行なうことができる自動車用制御ユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の課題を解決するために、本発明の自動車用制御ユニットは、
ＣＰＵからなる主制御部を有し、自動車上に搭載される電子機器の制御処理を主制御部による予め定められたソフトウェアの実行に基づいて実施するとともに、ソフトウェアの少なくとも一部が、記憶内容が電気的に書き換え可能であって、外部からのリセット信号を受けても当該記憶内容を保持する不揮発性メモリに記憶されてなり、また、ソフトウェアは、各々プログラムブロック又はデータブロックからなる複数のコンポーネントの集合として記述され、他方、不揮発性メモリは、その記憶領域が、ソフトウェアを構成するコンポーネントの切れ目とは無関係に設定された複数の書き換え単位ブロックに分割されるとともに、該書き換え単位ブロックを単位とする形で記憶内容の消去、書き込み及び書き換えが可能とされてなり、さらに、
複数のコンポーネントを各々特定するコンポーネント特定情報と、各コンポーネントの不揮発性メモリ上への書き込み領域を特定する書き込み領域特定情報とを含むコンポーネント管理情報を記憶するコンポーネント管理情報記憶手段と、
該コンポーネント管理情報記憶手段の記憶内容に基づいて、更新の対象コンポーネントを不揮発性メモリ上にて検索するコンポーネント検索手段と、
コンポーネントの書き換えバッファ領域が形成されるＲＡＭと、
コンポーネント検索手段により検索された対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックの記憶内容を不揮発性メモリから読み出し、ＲＡＭ上の書き換えバッファ領域に複写する書き換え単位ブロック複写手段と、
書き換えバッファ領域上にコピーされた書き換え単位ブロックの記憶内容において対象コンポーネントに対し、変更、追加、消去又はそれらの２以上の組み合わせよりなる更新処理を行なうコンポーネント更新手段と、
更新処理がなされた書き換え単位ブロックの記憶内容を、書き換えバッファ領域から不揮発性メモリに書き戻す不揮発性メモリ書き戻し手段と、を有してなることを前提とする。

自動車制御用のソフトウェアは、各々プログラムブロック又はデータブロックからなる複数のコンポーネントの集合として記述されており、例えば、そのうちの一つのコンポーネントを修正する場合に、そのコンポーネントだけを更新できれば便利なことは明らかである。書き換え単位ブロック単位でしか更新ができない不揮発性メモリの構造上の要請により、各コンポーネントを全て別の書き換え単位ブロックに格納すれば、コンポーネント単位での書き換えは一応可能にはなるが、これでは各書き換え単位ブロックに大きな空白領域が残存し、不揮発性メモリの利用効率が甚だしく低下する。

本発明では、ソフトウェアを構成するコンポーネントの切れ目を、複数の書き換え単位ブロックの切れ目とは無関係に設定することで、不揮発性メモリの有効利用を図る。しかし、この場合は、書き換え単位ブロックと更新対象となるコンポーネント（対象コンポーネント）とは一義的に対応しなくなり、書き換え単位ブロックから対象コンポーネントを特定することは、もはや不可能である。そこで、本発明では、複数のコンポーネントを各々特定するコンポーネント特定情報と、各コンポーネントの不揮発性メモリ上への書き込み領域を特定する書き込み領域特定情報とを含むコンポーネント管理情報をコンポーネント管理情報記憶手段に別途記憶しておき、該コンポーネント管理情報記憶手段の記憶内容に基づいて、更新の対象コンポーネントを不揮発性メモリ上にて検索する。そして、その検索された対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックを、ビット単位のランダム書き換えアクセスが可能なＲＡＭ上の書き換えバッファ領域に複写し、そこで、対象コンポーネントの更新（書き換え）を行った後、当該書き換え単位ブロックを不揮発性メモリに書き戻すようにした。これにより、不揮発性メモリに格納されたソフトウェアをコンポーネント単位で更新することが可能となり、ひいては不揮発性メモリに搭載されている制御用のソフトウェアの書き換え処理を、より短時間で行なうことができるようになる。

更新の対象コンポーネントは、コンポーネント特定情報とともに外部から通信により取得することが可能である（対象コンポーネント取得手段）。この場合、コンポーネント検索手段は、該対象コンポーネント取得手段が取得したコンポーネント特定情報を用いて対象コンポーネントの不揮発性メモリ上での検索を行なうことができ、コンポーネント更新手段は、対象コンポーネント取得手段が取得した新しいコンポーネントである新コンポーネントを、書き換えバッファ領域上の古いコンポーネントである旧コンポーネントと置き換える形でこれを更新するものとして構成できる。このようにすると、通信により取得した新しいコンポーネントを古いコンポーネントと置き換えるだけでＥＣＵ上の更新処理が終了し、ソフトウェアの更新処理を一層簡便に行なうことができる。なお、更新後の書き換え単位ブロックは、更新の規模（及び対象コンポーネントの更新によるサイズ変化）により、もとの書き換え単位ブロックに書き戻すようにしても、空き領域を多く有する別の書き換え単位ブロックに書き戻すようにしてもいずれでもよい。

例えば、対象コンポーネントの更新後のサイズが更新前のサイズと同等又はそれよりも小さい場合には、書き換え単位ブロック複写手段は、当該対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックを単位のみ書き換えバッファ領域上にコピーするものとすることができる。また、コンポーネント更新手段は、書き換えバッファ領域上にて、旧コンポーネントの書き込み領域に新コンポーネントを上書きするものとすることができ、不揮発性メモリ書き戻し手段は、該更新処理がなされた書き換え単位ブロックの記憶内容を、コピー元の書き換え単位ブロックに上書きする形で書き戻すものとすることができる。すなわち、対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックを書き換えバッファ領域上に複写して、対象コンポーネントの更新書き換え処理のみを行い、これを不揮発性メモリのもとの書き換え単位ブロックに書き戻すだけでよいので、更新処理を一層短時間で終了させることができる。

他方、不揮発性メモリ上のアドレス空間にて複数のコンポーネントは、隣接するコンポーネントの間、先頭コンポーネントの前及び末尾コンポーネントの後の少なくともいずれかに空白の調整領域を生じさせる形で記憶することができる。このようにすると、対象コンポーネントの更新後のサイズが更新前のサイズよりも大きい場合にも、調整領域を利用して該対象コンポーネントのサイズ変化を吸収することが可能である。

対象コンポーネントのサイズ変化量が大きい場合には、その（増加方向の）サイズ変化量を吸収可能な調整領域がどこに生じているかによって、更新後の対象コンポーネントの格納領域を不揮発性メモリ上で変更することも可能である。ただし、各コンポーネントは不揮発性メモリ上でリロケータブルに構成しておく必要がある（例えば、ベースアドレスからのオフセットのみによってすべてのメモリアクセスを指定したプログラムとしておく）。対象コンポーネントは、不揮発性メモリ上での格納領域の開始アドレス及び終了アドレスのいずれかが、更新前と更新後とで相違するものとなるように、不揮発性メモリ書き戻し手段により不揮発性メモリ上に書き戻されることとなる。

この場合、書き込み領域特定情報は、不揮発性メモリ上での各コンポーネントの開始アドレス、終了アドレス及びサイズの情報を含むものとすることができる。これにより、対象コンポーネントの更新後のサイズが更新前のサイズよりも大きいか否かを、コンポーネント管理情報記憶手段に記憶されている対象コンポーネントの更新前のサイズ情報と、新たに取得する更新後のサイズ情報との比較により判定することができる。そして、不揮発性メモリ書き戻し手段は、コンポーネント更新手段により開始アドレス及び終了アドレスの情報が更新された対象コンポーネントを不揮発性メモリに書き戻すものとしておく。これにより、更新の必要が生じるたびに、その更新された開始アドレス及び終了アドレスを読み取ることで、当該コンポーネントがどこに書き込まれているかを適確に把握することができる。

不揮発性メモリ上では、隣接するコンポーネントの間に前述の調整領域を形成しておくと、更新によるコンポーネントの（増加方向の）サイズ変化が小さい場合に、これを簡単に吸収することができる。つまり、対象コンポーネントの更新に伴う増加方向のサイズ変化量が、該対象コンポーネントの前又は後に隣接する調整領域に収まる場合においては、書き換え単位ブロック複写手段は、該対象コンポーネントと、これに隣接する調整領域とを含む書き換え単位ブロックのみを書き換えバッファ領域に複写するものとすることができる。そして、コンポーネント更新手段は、書き換えバッファ領域上にて、旧コンポーネントの書き込み領域とこれに隣接する調整領域とにまたがる形で新コンポーネントを上書きするものとでき、不揮発性メモリ書き戻し手段は、該更新処理がなされた書き換え単位ブロックの記憶内容を、コピー元の書き換え単位ブロックに上書きする形で書き戻すものとすることができる。この方法によると、更新前の対象コンポーネントのために確保してあったメモリ領域に、隣接する調整領域を合体させて拡張することで、その前後の非更新コンポーネントを移動させずに更新後のコンポーネントをもとの領域に書き戻すことができる。その結果、対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックを書き換えバッファ領域上に複写して、対象コンポーネントの更新書き換えのみを行い、これを不揮発性メモリのもとの書き換え単位ブロックに書き戻す処理だけでよくなり、拡張対象コンポーネントのサイズが増加しているにも拘わらず、更新処理を極めて短時間で終了させることができる。

なお、対象コンポーネントの更新による増加方向のサイズ変化量がより大きい場合は、次のような方式を採用することができる。すなわち、不揮発性メモリ上に分散している複数の調整領域を、更新の対象でない非対象コンポーネントの移動により、対象コンポーネントのサイズ変化を吸収するのに十分となるように集合させ、当該集合させた調整領域に更新後の対象コンポーネントを書き戻すようにする。この場合、書き換え単位ブロック複写手段は、移動させるべき非対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックのみ、対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックとともに書き換えバッファ領域上にコピーするものとする。また、コンポーネント更新手段は、該非対象コンポーネントの移動のための書き換え処理と、対象コンポーネントの更新のための書き換え処理との双方を行なうものとし、不揮発性メモリ書き戻し手段は、それら書き換えのなされた全ての書き換え単位ブロックを不揮発性メモリに書き戻すものとする。このようにすると、必要な調整領域の集合処理に関与する非対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックのみを、ＲＡＭ上で更新して不揮発性メモリに書き戻せばよく、サイズ増加が著しいコンポーネント更新であっても、これを迅速に行なうことが可能となる。

他方、対象コンポーネントの更新に伴う増加方向のサイズ変化量が、対象コンポーネントの前又は後に隣接する調整領域に収まらない場合においては、次のような方式を採用することも可能である。すなわち、書き換え単位ブロック複写手段を、対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックを書き換えバッファ領域上にコピーするものとする。そして、コンポーネント更新手段は、書き換えバッファ領域上にて対象コンポーネントを消去する処理を行なうものとし、不揮発性メモリ書き戻し手段は、対象コンポーネントが消去された書き換え単位ブロックを、不揮発性メモリにおけるコピー元の書き換え単位ブロックに上書きする形で書き戻すものとする。他方、不揮発性メモリ内の末尾コンポーネントの後に隣接形成された末尾調整領域に、更新後の対象コンポーネントを書き込む調整書き込み手段を設けておく。この方式では、不揮発性メモリ上の古い対象コンポーネントを消去し、不揮発性メモリの末尾に確保してある末尾調整領域に、新しいコンポーネントを書き込むようにしたので、対象コンポーネントの更新による増加方向のサイズ変化量が非常に大きい場合にも対応できる利点がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の自動車用制御ユニットの概念が適用されるＥＣＵの電気的な構成図である。ＥＣＵ１は、ＣＰＵ３からなる主制御部を有し、自動車上に搭載される電子機器（制御対象機器：被制御要素）の制御処理を該主制御部による予め定められたソフトウェア１８の実行に基づいて実施するものであり、具体的には、ＣＰＵ３、ＲＯＭ５、ＲＡＭ４及び入出力部（Ｉ／Ｏポート）２がバス接続されたマイクロプロセッサからなる。ＥＣＵ１は、本実施形態では自動車のボデー系の制御を司るボデー系ＥＣＵとして構成される。マイクロプロセッサからなるハードウェア制御主体上に搭載されるソフトウェア１８は、プラットフォームと、そのプラットフォーム上で動作する、ボデー系機能を実現するためのアプリケーションである（ＲＡＭ４内に、それらのワークエリアが確保されている）。プラットフォームは、ベースとなるハードウェアが相違する場合にも、各アプリケーションに共通の動作環境を与えるためのものであり、該アプリケーションに対する基本ソフト（ＯＳ）のほか、アプリケーションやハードウェアとの連携を図るインターフェースプログラムなどを含んで構成されるが、概念的には周知の部分なので説明の詳細は省略する。

アプリケーションは、車両利用者による車両各部の操作に係る機能であるボデー系機能を実現するものである。このボデー系機能とは、具体的には、ドア開閉に伴う制御、窓開閉に伴う制御、ライトスイッチのオン／オフに伴う制御、キーレスエントリ方式等に採用されるワイヤレスドアロック機構の制御、・・・といったものをいう。具体的には、以下のようなものを例示できる：
・運転席ドア、助手席ドア、後部右側座席ドア、後部左側座席ドア、ルーフなどのロック／ロック解除、パワーウィンドウ動作など。
・エアコン、カーオーディオ、カーナビゲーションシステムなどの電源動作など。
・ルームランプ、コックピットランプ、ヘッドライト、スモールランプ、ハザードランプ、テールランプなどのスイッチ点灯制御など。
各アプリケーション１、２、‥は、図１のＲＯＭ５に記憶されており、ＲＡＭ４の各アプリケーションに対応したワークエリア上でＣＰＵ３により実行される。

ＥＣＵ１は、必要に応じて外部からのスイッチやセンサからの入力信号等も参照しつつ、各アプリケーションの実行により、前述した各種ボデー系の制御対象機器（被制御要素）の動作制御を司る。また、ＥＣＵ１は、ある条件で、例えば、車両が駐車状態にある場合、又はあるスイッチ操作がない場合にはスリープモードに移行する。このスリープモードへの移行は、具体的には全てのアプリケーションが動作終了し、次の動作開始のための待機状態になっている場合に、ＥＣＵ１全体を低消費電力モード（ＣＰＵ３の動作クロックを与えるメインクロック回路を停止したスタンバイモードや、通常動作と異なる低周波数の発振器で動作するスロークロックモード、あるいは一定時間ごとにＣＰＵを間欠的に動作させる間欠モードなど）へ移行させる形で行なうものであり、その制御はプラットフォーム部分が担う。

ＥＣＵ１は、シリアル通信バスを介して他のＥＣＵ等と接続されており、シリアル通信バスとＥＣＵ１の内部バスとは、シリアル通信インターフェース６を介して接続されている。このシリアル通信により、例えば、リセット指示又はウェイクアップ要因を判断するためのデータや、ソフトウェアのバージョンアップに関するデータを受信する。

次に、ソフトウェアが格納されているＲＯＭ５は、記憶内容が電気的に書き換え可能であって、外部からのリセット信号を受けても当該記憶内容を保持する不揮発性メモリ、本実施形態では、フラッシュＲＯＭ（フラッシュメモリ）にて構成されている（以下、フラッシュＲＯＭ５ともいう）。フラッシュＲＯＭ５は、読み出し時の駆動電圧と書き込み消去時の駆動電圧が異なり、後者（例えば９Ｖ）が前者（例えば５Ｖ：リセット信号も同レベルのエッジトリガ信号である）よりも高く設定されている。つまり、書き込み／消去の信号電圧がリセット信号よりも電圧で制御されるため、リセット信号を受けてもフラッシュＲＯＭ５の記憶内容は保持される。

図２に示すように、ソフトウェア１８は、各々プログラムブロック（例えば関数ブロック）又はデータブロック（例えばパラメータテーブルなど）からなる複数のコンポーネント１０の集合として記述されている。また、ＲＡＭ４には、それらのコンポーネント１０の書き換えバッファ領域２１（後述）が形成されている。

フラッシュＲＯＭ（不揮発性メモリ）５は、その記憶領域が、ソフトウェア１８を構成するコンポーネント１０の切れ目とは無関係に設定された複数の書き換え単位ブロック１５に分割されており、該書き換え単位ブロック１５を単位とする形で記憶内容の消去、書き込み及び書き換えが可能である。また、フラッシュＲＯＭ５内には、複数のコンポーネント１０を各々特定するコンポーネント特定情報と、各コンポーネント１０のフラッシュＲＯＭ（不揮発性メモリ）５上への書き込み領域を特定する書き込み領域特定情報とを含むコンポーネント管理情報が記憶されている（つまり、コンポーネント管理情報記憶手段の機能を担う）。

また、フラッシュＲＯＭ５には、ソフトウェア更新用のファームウェアとして、プログラム書き換えツール２０が格納されている。プログラム書き換えツール２０はＣＰＵ３により実行され、以下の各手段を機能実現するものである。
・コンポーネント検索手段：コンポーネント管理情報記憶手段の記憶内容に基づいて、更新の対象コンポーネント１０Ｄを不揮発性メモリ５上にて検索する。
・書き換え単位ブロック複写手段：コンポーネント検索手段により検索された対象コンポーネント１０Ｄが属する書き換え単位ブロック１５の記憶内容を不揮発性メモリ５から読み出し、ＲＡＭ４上の書き換えバッファ領域２１に複写する。
・コンポーネント更新手段：書き換えバッファ領域２１上にコピーされた書き換え単位ブロック１５の記憶内容において対象コンポーネント１０Ｄに対し、変更、追加、消去又はそれらの２以上の組み合わせよりなる更新処理を行なう（図２では、対象コンポーネントが関数１０（旧コンポーネント）であり、更新処理を行った状態のもの（関数１修正版：新コンポーネント）に符号１０Ｒを付与して区別している）。
・不揮発性メモリ書き戻し手段：更新処理がなされた書き換え単位ブロック１５の記憶内容を、書き換えバッファ領域２１から不揮発性メモリ５に書き戻す。

図３に示すように、本実施形態において各コンポーネント１０は、フラッシュＲＯＭ５のメモリアドレス空間内にて直列に配置されており、コンポーネント管理情報１７は、各コンポーネント１０内に分散配置している。具体的には、各コンポーネント管理情報１７は、対応するコンポーネント１０の先頭アドレス２２、サイズ（データサイズ）２３、コンポーネント名２６、末尾アドレス２５及び、そのコンポーネント１０の直後に隣接する後述の調整領域（末尾アドレス２５のあとに続く一定のアドレス空間領域を占める）のサイズ２４の各データを含んでいる。これらのデータは、対応するコンポーネント１０の先頭に位置するヘッダ領域に格納されるものである。ただし、図９に示すように、コンポーネント管理情報を、各コンポーネント１０から切り離したテーブル３０の形で一括して記憶させてもよい。この場合、各コンポーネント１０には、検索の便宜を図るため、先頭アドレスと末尾アドレスは付与するようにする。

上記構成によると、複数のコンポーネント１０を各々特定するコンポーネント特定情報（コンポーネント名）と、各コンポーネント１０の不揮発性メモリ５上への書き込み領域を特定する書き込み領域特定情報とを含むコンポーネント管理情報１７を、フラッシュＲＯＭ５上に別途記憶しておき、該コンポーネント管理情報記憶手段の記憶内容に基づいて、更新の対象コンポーネント１０Ｄを不揮発性メモリ５上にて検索する。そして、その検索された対象コンポーネント１０Ｄが属する書き換え単位ブロック１５を、ビット単位のランダム書き換えアクセスが可能なＲＡＭ４上の書き換えバッファ領域２１に複写し、そこで、対象コンポーネント１０Ｄの更新（書き換え）を行った後、当該書き換え単位ブロック１５を不揮発性メモリ５に書き戻す。これにより、不揮発性メモリ５に格納されたソフトウェア１８をコンポーネント単位で更新することが可能となり、ひいては不揮発性メモリ５に搭載されている制御用のソフトウェア１８の書き換え処理を、より短時間で行なうことができる。

以下、さらに詳細に説明する。
更新済の対象コンポーネント１０Ｒは、コンポーネント特定情報２６とともに外部から通信により取得される（対象コンポーネント取得手段）。図２に示すように、プログラム書き換えツール２０は、通信取得されたコンポーネント特定情報２６を用いて対象コンポーネント１０ＤをフラッシュＲＯＭ５上で検索し、その取得した新しいコンポーネント１０Ｒを、書き換えバッファ領域２１上の古いコンポーネント１０Ｄと置き換える形でこれを更新する。

更新により、新コンポーネント１０Ｄは、古いコンポーネント１０よりもサイズが縮小したり、逆にサイズが増大したりすることがあり、また、元の書き換え単位ブロックとは異なる書き換え単位ブロック１５に書き戻されることもある。いずれの場合も、コンポーネント管理情報１７に含まれる先頭アドレス２２、末尾アドレス２５及びサイズ２３は更新により変化するので、該コンポーネント管理情報１７も書き換えバッファ領域２１上で合せて更新した後、フラッシュＲＯＭ５に書き戻すこととなる。

書き換えバッファ領域２１上における更新後の書き換え単位ブロックの内容は、更新の規模（特に、対象コンポーネント１０Ｄの更新によるサイズ変化）により、もとの書き換え単位ブロック１５に書き戻される場合と、空き領域を多く有する別の書き換え単位ブロック１５に書き戻される場合との二通りがある。対象コンポーネント１０Ｄの更新後のサイズ２３が更新前のサイズ２３と同等又はそれよりも小さい場合には、当該対象コンポーネント１０Ｄが属する書き換え単位ブロック１５のみ書き換えバッファ領域２１上にコピーする。そして、書き換えバッファ領域２１上にて、旧コンポーネント１０Ｄの書き込み領域に新コンポーネント１０Ｒを上書きする。更新処理がなされた書き換え単位ブロック１５の記憶内容を、コピー元の書き換え単位ブロック１５に上書きする形で書き戻す。

他方、不揮発性メモリ５上のアドレス空間にて複数のコンポーネント１０は、隣接するコンポーネント１０の間、先頭コンポーネント１０の前及び末尾コンポーネント１０の後の少なくともいずれかに空白の調整領域１０Ａ（図３）を生じさせる形で記憶しておけば、対象コンポーネント１０Ｄの更新後のサイズ２３が更新前のサイズ２３より多少大きくとも、調整領域１０Ａを利用して該対象コンポーネント１０Ｄのサイズ変化を吸収することが可能である。

対象コンポーネント１０Ｄのサイズ変化量が大きい場合には、その（増加方向の）サイズ変化量を吸収可能な調整領域１０Ａがどこに生じているかによって、更新後の対象コンポーネント１０Ｒの格納領域を不揮発性メモリ５上で変更することも可能である。ただし、各コンポーネント１０は不揮発性メモリ５上でリロケータブルに構成しておく必要がある（例えば、ベースアドレスからのオフセットのみによってすべてのメモリアクセスを指定したプログラムとしておく）。対象コンポーネント１０Ｄは、不揮発性メモリ５上での格納領域の開始アドレス２２及び終了アドレス２５のいずれかが、更新前と更新後とで相違するものとなるように、不揮発性メモリ書き戻し手段により不揮発性メモリ５上に書き戻されることとなる。

書き込み領域特定情報を含むコンポーネント管理情報は、前述の通り、不揮発性メモリ５上での各コンポーネント１０の開始アドレス２２、終了アドレス２５及びサイズ２３の情報を含む。対象コンポーネント１０Ｄの更新後のサイズ２３が更新前のサイズ２３よりも大きいか否かは、コンポーネント管理情報記憶手段に記憶されている対象コンポーネント１０Ｄの更新前のサイズ２３情報と、新たに取得する更新後のサイズ２３情報との比較により判定することができる。そして、不揮発性メモリに更新後の内容を書き戻す際には、開始アドレス２２及び終了アドレス２５の情報が更新された対象コンポーネント１０Ｄも不揮発性メモリ５に書き戻すようにする。これにより、更新の必要が生じるたびに、その更新された開始アドレス２２及び終了アドレス２５を読み取ることで、当該コンポーネント１０Ｄがどこに書き込まれているかを適確に把握することができる。

対象コンポーネント１０Ｄの更新に伴う増加方向のサイズ変化量が、該対象コンポーネント１０の前又は後に隣接する調整領域１０Ａに収まる場合においては、図４及び図５に示すように、該対象コンポーネント１０と、これに隣接する調整領域１０Ａとを含む書き換え単位ブロック１５のみを書き換えバッファ領域２１に複写する。そして、書き換えバッファ領域２１上にて、旧コンポーネント１０の書き込み領域とこれに隣接する調整領域１０Ａとにまたがる形で新コンポーネント１０Ｄを上書きし、該更新処理がなされた書き換え単位ブロック１５の記憶内容を、コピー元の書き換え単位ブロック１５に上書きする形で書き戻す。

図４では、対象コンポーネント１０Ｄのサイズ増加量が、当該対象コンポーネント１０Ｄの続く調整領域１０Ａだけで吸収できる場合であり、開始アドレスＣ１は不変であり、終了アドレスＣ２がサイズＳ１とともに、Ｃ２’及びＳ１’に更新されて書き戻されている。図５は、サイズ増加量が、当該対象コンポーネント１０Ｄの前後の調整領域１０Ａ，１０Ａを両方用いなければ吸収できない場合であり、開始アドレスＣ１、終了アドレスＣ２及びサイズＳ１が、それぞれＣ１’、Ｃ２’、Ｓ１’に更新されて書き戻されている。

なお、書き換えバッファ領域２１のメモリアドレス空間は、フラッシュＲＯＭ５上の各書き換え単位ブロック１５と共に連続したアドレスから成り立っており、フラッシュＲＯＭ５のアドレス空間と一義的に対応付けられている。その結果、フラッシュＲＯＭ５の書き換え単位ブロック１５は、書き換えバッファ領域２１上の対応するアドレスブロックに一義的に書き込まれるようになっている。例えば、対象コンポーネント１０Ｄのサイズが書き換え単位ブロック１５のサイズより小さい場合、書き換えバッファ領域２１にコピーされた書き換え単位ブロック１５においては、対象コンポーネント１０Ｄの前後のコンポーネント１０の断片１０Ｆが一緒に切り取られる場合がある。しかし、更新されるのが対象コンポーネント１０Ｄだけであれば、断片１０Ｆは何も変更のないままフラッシュＲＯＭ５の元の書き換え単位ブロック１５に書き戻され、その前後の書き換え単位ブロック１５に続く断片と一体化して、元のコンポーネント１０として問題なく機能する。また、各コンポーネント１０は、その内部でアドレスが連続している限り、書き換えバッファ領域２１上で書き換えによりどこへ移動しようとも、フラッシュＲＯＭ５に書き戻された際には、格納領域が変化するだけで、書き換え単位ブロック１５による切り取りの影響を受けることなく元通りに復原される。

なお、対象コンポーネント１０の更新による増加方向のサイズ変化量がより大きい場合は、図６のような方式を採用することができる。すなわち、不揮発性メモリ上に分散している複数の調整領域１０Ａを、更新の対象でない非対象コンポーネント１０の移動により、対象コンポーネント１０Ｄのサイズ変化を吸収するのに十分となるように集合させ、当該集合させた調整領域１０Ａに更新後の対象コンポーネント１０Ｄを書き戻す。この場合、対象コンポーネント１０Ｄが属する書き換え単位ブロック１５だけでなく、移動させるべき非対象コンポーネント１０が属する書き換え単位ブロック１５も、書き換えバッファ領域２１上にコピーする。そして、該非対象コンポーネント１０の移動のための書き換え処理と、対象コンポーネント１０Ｄの更新のための書き換え処理との双方を行いそれら書き換えのなされた全ての書き換え単位ブロック１５を不揮発性メモリ５に書き戻す。図６において、各コンポーネントの開始アドレス、終了アドレス及びサイズのうち、更新により変化したものに「’」を付与している。

他方、図７に示すように、対象コンポーネント１０Ｄの更新に伴う増加方向のサイズ変化量が、対象コンポーネント１０Ｄの前又は後に隣接する調整領域１０Ａに収まらない場合においては、次のような方式を採用することも可能である。すなわち、対象コンポーネント１０Ｄが属する書き換え単位ブロック１５を書き換えバッファ領域２１上にコピーする。そして、書き換えバッファ領域２１上にて対象コンポーネント１０Ｄを消去する処理を行なう。対象コンポーネント１０Ｄが消去された書き換え単位ブロック１５は、フラッシュＲＯＭ（不揮発性メモリ）５におけるコピー元の書き換え単位ブロック１５に上書きする形で書き戻す。他方、フラッシュＲＯＭ（不揮発性メモリ）５内の末尾コンポーネント１０の後に隣接形成された末尾調整領域１６’に、更新後の対象コンポーネント１０Ｒを書き込む（調整書き込み手段）。

図８は、以上の処理を包括的に行なうための、プログラム書き換えツール２０の処理フローの一例を示すものである。Ｓ１で新コンポーネント１０Ｒを受信した場合、Ｓ２でコンポーネント名をリードし、Ｓ３でフラッシュＲＯＭ５内の対応するコンポーネント１０Ｄを検索する。仮にその対象コンポーネントの番号をｍとする。この番号ｍのコンポーネントの前後の調整領域Ａのサイズを順次読み取って書き込みスペース変数ΣＡ（デフォルト値は、旧コンポーネント１０ＤのサイズＳ）に加算し（Ｓ４，Ｓ５、Ｓ６）、ΣＡの値が新コンポーネント１０Ｒを格納するのに十分なサイズとなったところで加算を停止して（Ｓ７）、新コンポーネント１０Ｒを格納するための処理を行なう（Ｓ１５〜Ｓ１８、Ｓ１５〜Ｓ２３）。一方、コンポーネント間の調整領域Ａを全て加算しても、ΣＡの値が新コンポーネント１０Ｒを格納するのに不十分となっている場合は、図７、すなわち末尾調整領域１６’に更新後の対象コンポーネント１０Ｒを書き込む処理を行なう（Ｓ２５〜Ｓ２８）。

本実施形態では、対象コンポーネント１０Ｄの前に位置する調整領域と、同じく後に位置する調整領域とを、交互に対象コンポーネント１０Ｄから遠ざかりながら加算するようにしている（Ｓ１０：変数ｉが対象コンポーネント１０Ｄの前に位置する調整領域の特定変数であり、変数ｋが対象コンポーネント１０Ｄの後に位置する調整領域の特定変数である）。しかし、対象コンポーネント１０Ｄの前（又は後）に位置する調整領域を集中して加算した後、対象コンポーネント１０Ｄの後（又は前）に位置する調整領域を集中して加算するロジックを採用することも可能である。

対象コンポーネント１０Ｄがコンポーネント列の中央にいつも位置するとは限らず、加算を継続するうちに、前又は後に位置する調整領域のどちらかが先に底をつく場合が一般的である。その判断をＳ１１で行い、前に位置する調整領域（ｉ側）に余りがあり、後に位置する調整領域（ｋ側）が尽きている場合は、ｋ側にはもはや調整領域が残っていないので、加算演算が継続することを考慮して、ｋ側の調整領域のサイズ加算値を以降はゼロに設定する（Ｓ１２，Ｓ１３）。他方、その逆の場合は、ｉ側の調整領域のサイズ加算値を以降はゼロに設定する（Ｓ２４，Ｓ１４）。Ｓ１１でｉ＝０であり、Ｓ２４でｋが最大値ｎを上回っていれば、Ｓ２５〜Ｓ２８に進み、図７の処理となる。

一方、Ｓ１５でｉ＝ｋ＝ｍの場合、ΣＡは、対象コンポーネント１０Ｄの直後に位置する調整領域だけでサイズ変化を吸収できるので、Ｓ１６〜Ｓ１８に進み、図４の処理となる。また、それ以外の場合は、図５又は図６の処理となり、Ｓ１９で番号ｍを中心に、前側にｉだけ戻り、後側にｋだけ進んだ位置までの全てのコンポーネントを書き換えバッファ領域２１にコピーし、Ｓ２０及びＳ２１で、それらのコンポーネントを書き換えバッファ領域２１上で前詰及び後詰して、調整領域を番号ｍのコンポーネントの前後に集め、Ｓ２２で番号ｍのコンポーネント１０Ｄを新しいコンポーネント１０Ｒに書き換え、Ｓ２３で書き換えバッファ領域２１にコピーした全ての書き換え単位ブロックをフラッシュＲＯＭ５に書き戻す。

なお、新コンポーネント１０Ｒの増加方向のサイズ変化が、対象コンポーネント１０Ｄの前又は後に隣接する調整領域１０Ａの合計に収まらない場合に、図６の処理に移行せずに、直ちに末尾調整領域１６を用いた図７の処理に移行するようにプログラム書き換えツールを構成することも可能である。

本発明の自動車用制御ユニットとして構成されたＥＣＵの一例を示すブロック図。本発明の概念説明図。書き換え単位ブロックとコンポーネントとの関係を示す模式図。本発明の第一の実施例を示す模式図。本発明の第二の実施例を示す模式図。本発明の第三の実施例を示す模式図。本発明の第四の実施例を示す模式図。上記第一〜第四の実施例を包括的に実現するプログラム書き換えツールの処理の流れを示すフローチャートの一例。コンポーネント管理情報を、各コンポーネントから切り離したテーブルの形で一括記憶させる概念を示す図。

符号の説明

１ＥＣＵ（自動車用制御ユニット）
３ＣＰＵ
４ＲＡＭ
５フラッシュＲＯＭ（不揮発性メモリ）
１０コンポーネント
１０Ｄ対象コンポーネント
１５書き換え単位ブロック
１７コンポーネント管理情報
１８ソフトウェア
２０プログラム書き換えツール
２１書き換えバッファ領域

Claims

ＣＰＵからなる主制御部を有し、自動車上に搭載される電子機器の制御処理を前記主制御部による予め定められたソフトウェアの実行に基づいて実施するとともに、前記ソフトウェアの少なくとも一部が、記憶内容が電気的に書き換え可能であって、外部からのリセット信号を受けても当該記憶内容を保持する不揮発性メモリに記憶されてなり、また、前記ソフトウェアは、各々プログラムブロック又はデータブロックからなる複数のコンポーネントの集合として記述され、他方、前記不揮発性メモリは、その記憶領域が、前記ソフトウェアを構成するコンポーネントの切れ目とは無関係に設定された複数の書き換え単位ブロックに分割されるとともに、該書き換え単位ブロックを単位とする形で記憶内容の消去、書き込み及び書き換えが可能とされてなり、さらに、
前記複数のコンポーネントを各々特定するコンポーネント特定情報と、各コンポーネントの前記不揮発性メモリ上への書き込み領域を特定する書き込み領域特定情報とを含むコンポーネント管理情報を記憶するコンポーネント管理情報記憶手段と、
該コンポーネント管理情報記憶手段の記憶内容に基づいて、更新の対象コンポーネントを前記不揮発性メモリ上にて検索するコンポーネント検索手段と、
前記コンポーネントの書き換えバッファ領域が形成されるＲＡＭと、
前記コンポーネント検索手段により検索された前記対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックの記憶内容を前記不揮発性メモリから読み出し、前記ＲＡＭ上の前記書き換えバッファ領域に複写する書き換え単位ブロック複写手段と、
前記書き換えバッファ領域上にコピーされた前記書き換え単位ブロックの記憶内容において前記対象コンポーネントに対し、変更、追加、消去又はそれらの２以上の組み合わせよりなる更新処理を行なうコンポーネント更新手段と、
前記更新処理がなされた前記書き換え単位ブロックの記憶内容を、前記書き換えバッファ領域から前記不揮発性メモリに書き戻す不揮発性メモリ書き戻し手段と、
を有し、
前記不揮発性メモリ上のアドレス空間にて複数の前記コンポーネントは、隣接するコンポーネントの間、先頭コンポーネントの前及び末尾コンポーネントの後の少なくともいずれかに空白の調整領域を生じさせる形で記憶されてなり、
前記対象コンポーネントの更新後のサイズが更新前のサイズよりも大きい場合に、前記調整領域を利用して該対象コンポーネントのサイズ変化を吸収するようにし、
前記不揮発性メモリ上に分散している複数の調整領域を、更新の対象でない非対象コンポーネントの移動により、前記対象コンポーネントのサイズ変化を吸収するのに十分となるように集合させ、当該集合させた調整領域に更新後の対象コンポーネントを書き戻すために、
前記書き換え単位ブロック複写手段は、移動させるべき前記非対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックのみ、前記対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックとともに前記書き換えバッファ領域上にコピーするものとされ、前記コンポーネント更新手段は、該非対象コンポーネントの移動のための書き換え処理と、前記対象コンポーネントの更新のための書き換え処理との双方を行なうものとされ、前記不揮発性メモリ書き戻し手段は、それら書き換えのなされた全ての書き換え単位ブロックを前記不揮発性メモリに書き戻すことを特徴とする自動車用制御ユニット。
前記対象コンポーネントを、前記コンポーネント特定情報とともに外部から通信により取得する対象コンポーネント取得手段を有し、
前記コンポーネント検索手段は、該対象コンポーネント取得手段が取得したコンポーネント特定情報を用いて前記対象コンポーネントの前記不揮発性メモリ上での検索を行なうものであり、
前記コンポーネント更新手段は、前記対象コンポーネント取得手段が取得した新しいコンポーネントである新コンポーネントを、前記書き換えバッファ領域上の古いコンポーネントである旧コンポーネントと置き換える形でこれを更新する請求項１記載の自動車用制御ユニット。
前記対象コンポーネントの更新後のサイズが更新前のサイズと同等又はそれよりも小さい場合に、前記書き換え単位ブロック複写手段は、当該対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックを単位のみ前記書き換えバッファ領域上にコピーするものとされ、前記コンポーネント更新手段は、前記書き換えバッファ領域上にて、前記旧コンポーネントの書き込み領域に前記新コンポーネントを上書きするものとされ、前記不揮発性メモリ書き戻し手段は、該更新処理がなされた前記書き換え単位ブロックの記憶内容を、コピー元の書き換え単位ブロックに上書きする形で書き戻すものとされている請求項２記載の自動車用制御ユニット。
前記コンポーネントは前記不揮発性メモリ上でリロケータブルに構成されてなり、前記対象コンポーネントは、前記不揮発性メモリ上での格納領域の開始アドレス及び終了アドレスのいずれかが、更新前と更新後とで相違するものとなるように、前記不揮発性メモリ書き戻し手段により前記不揮発性メモリ上に書き戻される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動車用制御ユニット。
前記書き込み領域特定情報は、前記不揮発性メモリ上での各コンポーネントの開始アドレス、終了アドレス及びサイズの情報を含むものであり、
前記対象コンポーネントの更新後のサイズが更新前のサイズよりも大きいか否かを、前記コンポーネント管理情報記憶手段に記憶されている対象コンポーネントの更新前のサイズ情報と、新たに取得する更新後のサイズ情報との比較により判定するとともに、前記不揮発性メモリ書き戻し手段は、前記コンポーネント更新手段により前記開始アドレス及び終了アドレスの情報が更新された前記対象コンポーネントを前記不揮発性メモリに書き戻す請求項４記載の自動車用制御ユニット。
前記対象コンポーネントの前記更新に伴う増加方向のサイズ変化量が、前記対象コンポーネントの前又は後に隣接する調整領域に収まる場合において、前記書き換え単位ブロック複写手段は、該対象コンポーネントと、これに隣接する調整領域とを含む書き換え単位ブロックのみを前記書き換えバッファ領域に複写するものとされ、前記コンポーネント更新手段は、前記書き換えバッファ領域上にて、前記旧コンポーネントの書き込み領域とこれに隣接する前記調整領域とにまたがる形で前記新コンポーネントを上書きするものとされ、前記不揮発性メモリ書き戻し手段は、該更新処理がなされた前記書き換え単位ブロックの記憶内容を、コピー元の書き換え単位ブロックに上書きする形で書き戻すものとされている請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の自動車用制御ユニット。
前記対象コンポーネントの前記更新に伴う増加方向のサイズ変化量が、前記対象コンポーネントの前又は後に隣接する調整領域に収まらない場合において、
前記書き換え単位ブロック複写手段は、前記対象コンポーネントが属する書き換え単位ブロックを前記書き換えバッファ領域上にコピーするものとされ、前記コンポーネント更新手段は、前記書き換えバッファ領域上にて前記対象コンポーネントを消去する処理を行なうものとされ、前記不揮発性メモリ書き戻し手段は、前記対象コンポーネントが消去された書き換え単位ブロックを、前記不揮発性メモリにおけるコピー元の書き換え単位ブロックに上書きする形で書き戻すとともに、
前記不揮発性メモリ内の前記末尾コンポーネントの後に隣接形成された末尾調整領域に、更新後の前記対象コンポーネントを書き込む調整書き込み手段が設けられている請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の自動車用制御ユニット。