JP4855016B2 - 情報処理装置 - Google Patents
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Description
なお、従来技術の一例として、特許文献1には、プログラムの変更に関する技術が記載されている(特許文献1参照。)。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、リコンフィギュラブルハードウエア及びプロセッサから構成された信号処理部を有する構成において、リコンフィギュラブルハードウエア及びプロセッサの機能を様々に変更することが可能な情報処理装置を提供することを目的とする。
すなわち、リコンフィギュラブルハードウエア及びプロセッサから構成された信号処理部を有する。
第1の記憶手段が、前記リコンフィギュラブルハードウエアをコンフィギュレーションするためのプログラムを記憶する。コンフィギュレーション手段が、前記第1の記憶手段に記憶されたプログラムに基づいて、前記リコンフィギュラブルハードウエアをコンフィギュレーションする。
第2の記憶手段が、前記プロセッサにより使用されるプログラムを記憶する。
第1の制御手段が、前記コンフィギュレーション手段によるコンフィギュレーションが非実行であるとき(つまり、実行されていないとき)に、前記第1の記憶手段にプログラムを書き込む。
リセット手段が、前記プロセッサをリセット状態にする。第2の制御手段が、前記リセット手段により前記プロセッサがリセット状態にされている間に、前記第2の記憶手段にプログラムを書き込む。
また、リコンフィギュラブルハードウエアとしては、コンフィギュレーションすることが可能な種々なハードウエアを用いることができ、例えば、FPGAなどのプログラマブルロジック素子を用いることができる。
また、プロセッサとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、DSPなどのプロセッサを用いることができる。
また、第1の制御手段や、第2の制御手段としては、それぞれ、例えば、CPU或いはMPU(Micro Processor Unit)などを用いることができる。
また、第1の制御手段と第2の制御手段としては、例えば、共通化されて構成されてもよい。
また、リセット手段としては、例えば、一部或いは全部の機能が第2の制御手段と一体化されて構成されてもよく、或いは、第2の制御手段とは別体として構成されてもよい。
一構成例として、第2の記憶手段へ書き込むためのプログラム(プロセッサにより使用されるプログラム)を記憶する第4の記憶手段を備えた。この場合、第2の制御手段は、第4の記憶手段に記憶されたプログラムを読み出して第2の記憶手段へ書き込む。
ここで、第3の記憶手段や、第4の記憶手段としては、それぞれ、種々なメモリが用いられてもよい。
また、第3の記憶手段と第4の記憶手段としては、例えば、共通化されて構成されてもよい。
一構成例として、プロセッサにより使用されるプログラムを受信する第2の受信手段を備えた。この場合、例えば、第2の受信手段により受信されたプログラムが第4の記憶手段に記憶される、或いは、第2の制御手段は、第2の受信手段により受信されたプログラムを(直接的に)第2の記憶手段へ書き込む。
ここで、第1の受信手段と第2の受信手段としては、例えば、共通化されて構成されてもよい。
この場合、例えば、リコンフィギュラブルハードウエアをコンフィギュレーションするためのプログラムとプロセッサにより使用されるプログラムとで対応するものが組となっており、これらの対応するプログラムがリコンフィギュラブルハードウエアとプロセッサのそれぞれに対して設定や変更などされ、そして、リコンフィギュラブルハードウエアとプロセッサは、互いに対応するプログラムに基づいて、連動して所定の処理を行う。
図1には、本発明の一実施例に係る情報処理装置が有する信号処理部のハードウエア構成の一例を示してある。なお、本例の情報処理装置は無線或いは有線により通信する通信装置に設けられており、信号処理部では通信(送信や受信)に関する処理を行う。
本例の信号処理部には、各種の処理や制御を行う制御部として機能するCPU1と、プログラム保存部2と、DPRAM(Dual Port Random Access Memory)3と、プログラムの変更対象となるプロセッサであるDSP4と、プログラムの変更対象となるリコンフィギュラブルハードウエアであるFPGA5と、不揮発性メモリ6と、PLD(Programmable Logic Device)7と、スイッチ8が備えられている。
なお、CPU1の代わりに、MPUなどを用いることも可能である。
また、本例の信号処理部では、汎用インターフェース21がCPU1に接続されており、また、信号処理インターフェース(Signal Processing I/F)22がFPGA5に接続されている。
なお、汎用インターフェース21、CPU1、DPRAM3、DSP4、FPGA5、信号処理インターフェース22の順で並ぶ信号処理系では、通常行われる信号処理のデータなどが流れる。
これらのプログラムとしては、例えば、予めプログラム保存部2に記憶されていてもよく、或いは、CPU1が汎用インターフェース21を介して外部の装置から受信したプログラムがプログラム保存部2に記憶されて用いられてもよい。
PLD7は、不揮発性メモリ6に記憶されたプログラムを読み込んで、当該プログラムに基づいてコンフィギュレーションのためのデータをFPGA5へ出力することにより、FPGA5をプログラムする(FPGA5の設定を行う)機能を有している。また、PLD7は、CPU1からDSP4へのリセットを発呼するためのレジスタを実装している。
本例では、CPU1が不揮発性メモリ6にFPGA5のためのプログラムを書き込むときなどに、スイッチ8が閉じるように制御され、また、不揮発性メモリ6に記憶されたプログラムの内容をFPGA5に対して書き込むに際して、PLD7が不揮発性メモリ6に記憶されたプログラムを読み込むときに、スイッチ8が開くように制御される。
図2には、FPGA5及びDSP4を初期化して、プログラムを設定及び起動させる処理の手順の一例を示してある。
本例の情報処理装置の電源(パワー)がオンにされて立ち上がると(ステップS1)、PLD7のコンフィギュレーションが行われて(ステップS2)、PLD7もオンとなって立ち上がって動作可能な状態となる。
CPU1は、PLD7が立ち上がったか否かを検査するとともに、PLD7のプログラムの識別子(ID)及びバージョン(Version)の値を格納するID/Verレジスタの値を検査して認証し、PLD7のコンフィギュレーションが正常に完了してPLD7が正常に動作する状態であることを確認する(ステップS3)。これに際して、タイマにより時間を計時して、タイムアウトであるかを判定し(ステップS4)、タイムアウトであればPLD7のコンフィギュレーションのエラーが発生した場合の処理を行う一方(ステップS21)、タイムアウトの前にPLD7のコンフィギュレーションが正常に完了した場合には以降の処理を続けて行う。
CPU1により不揮発性メモリ6にプログラムが書き込まれる場合にはその書き込みが終了した後に、或いは、このような書き込みが行われない場合にはその判断があった後に、CPU1がPLD7に対してFPGA5へのプログラムの書き込みの開始(FPGA5のコンフィギュレーションの開始)を指示する(ステップS6)。この場合、スイッチ8は閉じた状態とされる。なお、このような指示は、例えば、PLD7に備えられたFPGAコンフィギュレーション開始レジスタに対する値の設定により行われる。
コンフィギュレーションが正常に終了して、コンフィギュレーションの正常終了を示す正常終了ステータス信号がFPGA5から出力されると、PLD7は、当該正常終了ステータス信号を受信して、この旨をCPU1に対して割り込みにより通知する。これにより、CPU1は、PLD7のレジスタを検査して、FPGA5におけるコンフィギュレーションの正常終了を検知する(ステップS7)。この場合、スイッチ8は閉じた状態に制御される。
これに際して、タイマにより時間を計時して、タイムアウトであるかを判定し(ステップS8)、タイムアウトであればFPGA5のコンフィギュレーションのエラーが発生した場合の処理を行う一方(ステップS22)、タイムアウトの前にFPGA5のコンフィギュレーションが正常に完了した場合には以降の処理を続けて行う。このように、CPU1は、FPGA5に対するコンフィギュレーション作業の終了が正常であるか否かをPLD7のレジスタで確認し、それぞれの結果に応じて必要な処理を行う。
CPU1が、DSP4がリセット状態とされている間に、DPRAM3に、DSP4のスタート番地からDSP4のためのプログラムを書き込んで設定する(ステップS10)。
CPU1が、DPRAM3にプログラムを書き込み終えた後に、DSP4のリセット状態を解除する(ステップS11)。本例では、CPU1は、PLD7でアサートしたDSPリセットレジスタをネゲートすることにより、DSP4のリセット状態を解除する。
ハードウエアのコンフィギュレーションやパラメータの設定により、要求されるハードウエア状態となる(ステップS13)。
DSP4が、自己診断やインターフェースの確認などの検査を行い(ステップS14)、正常であるか否かをCPU1へ割り込みで通知する。CPU1は、DSP4による自己診断などが失敗したことを検出した場合、或いは、所定の時間内にDSP4からの診断報告が通知されないことからDSP4が動作していないことを判定した場合には(ステップS23)、DSP4のエラーが発生した場合の処理を行う(ステップS24)。
一方、DSP4による自己診断などが正常に完了した場合には、DSP4は、CPU1へ割り込んで、プログラムされた信号処理を開始するための全ての準備が正常に完了したことを通知する(ステップS15)。これにより、信号処理部は、例えば送信処理や受信処理を開始することが可能な状態となる(ステップS16)。
また、FPGA5のためのプログラム及びDSP4のためのプログラムは、例えば、同一のバージョンのもののように対応するものが組になって供給や保存などされてもよく、或いは、これらが別個に管理されて供給や保存などされてもよい。
図3には、FPGA5のコンフィギュレーション処理の手順の一例を示してある。なお、FPGA5のコンフィギュレーション処理は、DSP4のコンフィギュレーションの前に完了される。
まず、不揮発性メモリ6にコンフィギュレーションのためのプログラムなどのデータが書き込まれ(ステップS31)、FPGA5のコンフィギュレーションを行うことがCPU1からPLD7のレジスタに指示される(ステップS32)。
コンフィギュレーションが正常に完了すると、PLD7は、CPU1に割り込んでその完了結果を通知する(ステップS34)。これにより、CPU1は、PLD7のレジスタに基づいてコンフィギュレーションの成功を検知する(ステップS35)。或いは、コンフィギュレーションが失敗した場合には、CPU1は、PLD7のレジスタに基づいてコンフィギュレーションの失敗を検知する。
これに際して、PLD7やCPU1は、コンフィギュレーションに関してタイムアウト又はエラーが発生したかを検査し(ステップS36)、タイムアウト又はエラーの発生を検出した場合には、FPGA5のコンフィギュレーションのエラーが発生した場合の処理を行う(ステップS37)。
具体的には、本例の情報処理装置では、FPGA5及びDSP4から構成された信号処理部を有する構成において、汎用インターフェース21を介してダウンロードされたプログラム或いはプログラム保存部2に保持されたプログラムをCPU1からFPGA5及びDSP4に対して供給して、これらのプログラミングの変更を行い、これらの機能を変更する。
例えば、ソフトウエアラジオにおいて変復調方式の変更やフィルタの帯域の変更を行うような場合や、或いは、DVDプレイヤーなどにおいて規格方式の変更を行うような場合などに、本例の情報処理装置を備えて、信号処理部のFPGA5やDSP4が変更を要する処理を実行する構成とすることにより、共通のハードウエアでソフトウエアの変更だけで機能の変更を実現することができ、非常に有効である。
また、従来では、ソフトウエアの修正が必要になった場合などには、例えば、装置のケースを開けてROMの交換を行うことや或いは専用のインターフェース(例えば、JTAGなど)を用いてプログラムを変更するといった煩わしい作業が必要であったが、本例では、このような煩わしさから開放され、汎用のインターフェースを用いてファームウエアのダウンロードを行うことなどが可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る情報処理装置や信号処理部などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
Claims (1)
- CPU、DPRAM、DSP、FPGA、不揮発性メモリ、PLD及びスイッチを備えた信号処理部を有する情報処理装置において、
前記CPUが、前記不揮発性メモリに前記FPGAのコンフィギュレーションプログラムの書き込みを行い、その後、前記PLDに前記FPGAのコンフィギュレーションの開始を指示し、
前記FPGAのコンフィギュレーションの開始の指示を受けた前記PLDが、前記不揮発性メモリに記憶されている前記コンフィギュレーションプログラムに基づいて前記FPGAのコンフィギュレーションを行い、
前記FPGAのコンフィギュレーションが正常終了した後に、前記CPUが、前記PLDを介して前記DSPをリセット状態にし、前記DSPがリセット状態とされている間に、前記DPRAMに前記DSPのブートプログラムの書き込みを行い、その後、前記PLDを介して前記DSPのリセット状態を解除し、
前記DSPが、リセット状態から解除されたことに応じて、前記DPRAMに記憶されている前記ブートプログラムに基づいてブートを行い、
前記DSPのブートが正常終了した場合に、前記信号処理部による信号処理が開始可能な状態となり、
前記CPUと前記不揮発性メモリ及び前記PLDとの間のデータバスを接続する状態と当該データバスを解放する状態とを切り替え可能な前記スイッチが、前記PLDによる前記FPGAのコンフィギュレーションの間は、前記CPU又は前記PLDによって前記データバスを解放する状態に制御される、
ことを特徴とする情報処理装置。
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