JP4914253B2 - 半導体集積回路及びエラー解析方法 - Google Patents

半導体集積回路及びエラー解析方法 Download PDF

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本発明は、半導体集積回路及びエラー解析方法に関し、詳細には、高速シリアルインターフェイスにおけるエラー発生源の情報を提供する半導体集積回路及びエラー解析方法に関する。
近年、要求と応答が分離され、応答を待たずに次の要求を発行できるPCI(Peripheral Component Interconnect) Express(以下、PCIeという。)のような高速のスプリットトランザクションのバスが利用されるようになってきている。
このようなPCIeは、複合装置、プリンタ等の画像処理装置において、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の画像処理用チップとメモリとの間のデータ転送等に利用されている。
従来、このような高速のPCIe上でエラーが発生すると、計測器を画像処理用チップに接続して、信号の計測を行うことで、エラー解析を行っている(特許文献1参照)。
また、PCIeには、その規格で準備されたデバッグ用のレジスタがあり、エラーパケットの目的地のアドレスが保存され、また、トランザクションの種類(メモリアクセス、R/W等)が判別できるようになっている。
特開平6−214819号公報
しかしながら、上記従来技術にあっては、計測器を利用してエラー解析を行っているが、PCIeは、高速であるため、PCIe上でエラーが発生した場合、計測器での計測のみに頼ったエラー解析では、デバッグを行うことが困難である。
また、PCIeの規格で準備されているデバッグ用のレジスタだけでは、半導体集積回路内のエラー発生源のマスタまでは特定することができず、デバッグ効率が悪いという問題があった。
そこで、本発明は、PCIeでのエラー発生のデバッグ情報を容易かつ効率的に取り出すことのできる半導体集積回路及びエラー解析方法を提供することを目的としている。
請求項1記載の発明の半導体集積回路は、マスタからのリクエストに応じて高速シリアルインターフェイスを経由させてデータ転送を行う半導体集積回路において、所定のデバッグ用レジスタと、前記高速シリアルインターフェイス上でのエラー発生時に該高速シリアルインターフェイス上のレジスタに保存されるアドレス情報及びアクセスタイプ情報を前記デバッグ用レジスタに保存し、該エラー発生した際の処理再現するエラー再現処理の実行中に前記マスタから該デバッグ用レジスタに保存されているアドレス及びアクセスタイプを含むリクエストが発生すると、該リクエストに含まれているID情報を前記デバッグ用レジスタに保存し、該エラー再現処理の実行中に再度エラーが発生すると、該デバッグ用レジスタに保存されているID情報から特定されるエラー発生源の情報を出力するデバッグ回路とを搭載していることにより、上記目的を達成している。
また、例えば、請求項に記載するように、前記半導体集積回路は、パルス信号を発生して外部に出力するパルス信号生成手段を備え、前記デバッグ回路は、前記エラー再現処理の実行中に再度エラーが発生すると、該パルス信号生成手段にパルス信号を発生させてもよい。
請求項記載の発明のエラー解析方法は、マスタからのリクエストに応じてデータ転送を行う高速シリアルインターフェイス上でのエラー発生を解析するエラー解析方法であって、前記エラー発生時に前記高速シリアルインターフェイス上のレジスタに保存されるアドレス情報を取得するアドレス情報取得工程と、前記エラー発生時に前記高速シリアルインターフェイス上のレジスタに保存されるアクセスタイプ情報を取得するアクセスタイプ情報取得工程と、該エラー発生した際の処理を再現するエラー再現処理工程と、該エラー再現処理工程で前記マスタから前記取得されたアドレス及びアクセスタイプを含むリクエストが発生すると、該リクエストに含まれているID情報を取得するID情報取得工程と、該エラー再現処理工程で再度エラーが発生すると、前記取得されたID情報から特定されるエラー発生源の情報を出力するエラー発生現情報出力工程と、を有することにより、上記目的を達成している。
また、例えば、請求項に記載するように、前記エラー解析方法は、前記エラー再現処理工程で再度エラーが発生すると、所定のパルス信号を発生して出力するパルス信号発生工程を有してもよい。
本発明によれば、高速シリアルインターフェイス上でエラーが発生すると、該高速シリアルインターフェイス上のレジスタに保存されるアドレス情報を取得して、該エラーの発生した処理が再現されて、マスタから該取得したアドレスへのリクエストが発生すると、該リクエストに含まれるID情報を取得し、該エラー再現処理でエラーが発生すると、該取得したID情報から特定されるエラー発生源の情報を出力するので、PCIeでのエラー発生の発生源を特定するデバッグ情報を容易かつ効率的に取り出すことができ、デバッグ処理を効率的かつ容易に行うことができる。
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1〜図5は、本発明の半導体集積回路及びエラー解析方法の第1実施例を示す図であり、図1は、本発明の半導体集積回路及びエラー解析方法の第1実施例を適用した画像処理装置1の要部ブロック構成図である。
図1において、画像処理装置1は、CPU(Central Processing Unit )2、MCH(Memory Controller Hub)3、メモリ4及び半導体集積回路としてのASIC(Application Specific Integrated Circuit)10等を備えており、ASIC10とMCH3とがPCIe5で接続されている。
ASIC10は、複数(図1では、3つ)の機能モジュール11〜13、アービタ14、PCIeエンドポイント(PCIe Endpoint)15及びデバッグ回路16等を備えており、デバッグ回路16は、デバッグ用レジスタ17を備え、PCIeエンドポイント15は、PCIe5上でエラー発生時のヘッダー情報を保存するレジスタ(Header Log Register)15aを備えている。
各機能モジュール11〜13は、それぞれマスタとしてのDMA(Direct Memory Access)11a、11b、12a、12b、13a、13bを有している。
また、MCH3は、PCIeルートコンプレックス3aを備えており、PCIeルートコンプレックス3aは、CPU2とメモリ4及びASIC10とのPCIe6の接続を行うとともに、PCIe5上でエラー発生時のヘッダー情報を保存するレジスタ(Header Log Register)3bを備えている。
ASIC10は、そのアービタ14が機能モジュール11〜13の各DMA11a〜13bからのライトリクエスト及びリードリクエストを調停して、PCIeエンドポイント15に渡し、PCIeエンドポイント15は、ライトリクエスト及びリードリクエストをPCIe5を経由させてMCH3に送って、CPU2がMCH3に接続されているメモリ4にアクセスさせる。
PCIeエンドポイント15は、アービタ14からのリクエストを受け付けてPCIe5を経由させてMCH3に渡し、PCIe5を経由してMCH3から送られてくるデータをアービタ14に渡す。PCIeエンドポイント15は、レジスタ15aを備えており、ASIC11内部のデータ転送速度がPCIe5のパケット発行能力に比較して遅い場合に、データをレジスタ15aに格納して、データのアンダーフローが発生するのを防止する。
ASIC10には、各機能モジュール11〜13のマスタであるDMA11a、11b、12a、12b、13a、13bとアービタ14を接続する配線及びアービタ14とPCIeエンドポイント15を接続する配線から外部にモニタ信号を出力するモニタ信号線22が配線されており、該モニタ信号線22は、外部の計測器に接続可能な外部端子23に接続されている。
そして、デバッグ回路16は、PCIe5上でエラーが発生したときに、PCIe5上のレジスタ15a及びレジスタ3bに保存されるアドレス情報をデバッグ用レジスタ17に保存し、該エラーの発生した処理が再現されて、DMA11a〜13bからデバッグ用レジスタ17に保存されているアドレスへのリクエストが発生すると、該リクエストに含まれるID情報をデバッグ用レジスタ17に保存し、エラー再現処理でエラーが発生すると、デバッグ用レジスタ17に保存されているID情報から特定されるエラー発生源の情報(デバッグ情報)を外部端子23から出力する。
次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像処理装置1は、PCIe5によりデータ転送を行うが、PCIe5上でエラーが発生すると、ASIC10上のデバッグ回路16が、そのアドレスとID情報によってエラー情報を取得して外部端子23に出力する。
すなわち、画像処理装置1は、図2にエラー解析処理フローを示すように、PCIe5上でエラーが発生して、CPU2にエラー割り込みが発生すると(ステップS101)、CPU2の処理するソフトウェアが、Header Log Registerであるレジスタ15a及びレジスタ3bに保存されているアドレス情報をデバッグ回路16のデバッグ用レジスタ17に設定・保存するアドレス情報取得工程を行う(ステップS102)。具体的には、図3に示すように、デバッグ回路16のデバッグ用レジスタ17のレジスタ17aとレジスタ17bに書き込む。
すなわち、PCIe5では、Malformed TLP、ECRC Error、Poisoned TLP、Unexpected Completion、Unsupported Request、Completer Abortのエラーが発生すると、Header Log Registerであるレジスタ15a及びレジスタ3bにエラーパケットのヘッダーが保存される。このHeader Log Registerであるレジスタ15a及びレジスタ3bは、PCIe規格で準備されているデバッグ用のレジスタであり、具体的には、図4に示すようなTLP(Transaction Layer Packet)のヘッダーが保存される。図4で分かるように、Byte8からByte15の領域には、エラーパケットの目的地のアドレスが保存され、また、Byte4には、送信元ASIC10のIDが保存され、さらに、Byte3のFmt、Typeフィールドからは、図5に示すように、トランザクションの種類(メモリアクセス、R/W等)が判別できるようになっている。そして、MCH3のPCIeルートコンプレックス3a上のレジスタ3bには、アナログ10側ではエラーとならずPCIeエンドポイント15のレジスタ15aには設定されないが、MCH3側でエラーとなるようなエラーのエラーパケットのヘッダが保存される。
次に、CPU2によって、ソフトウェアが動作して、エラーが発生した時と同じ処理を再度行って、エラー発生を再現するエラー再現処理工程を行い(ステップS103)、デバッグ回路16のアドレスレジスタ17に設定されたアドレスと同じアドレスへのトランザクションが来るまで監視する(ステップS104)。
デバッグ回路16は、デバッグ用レジスタ17(レジスタ17a、17b)に設定されたアドレスと同じアドレスへのトランザクションが来ると、リクエストに含まれているID情報を、デバッグ用レジスタ17、具体的には、図3に示したID情報レジスタ17cに保存するID情報取得工程を行い(ステップS105)、再度、エラー割込みが発生するのを待つ(ステップS106)。
再度、エラー割り込みが発生すると、ソフトウェアが、デバッグ用レジスタ17、具体的には、ID情報レジスタ17cの情報からエラーパケットの発生源のDMA11a〜13bを特定し、外部端子23から該エラーパケット発生源の情報を出力するエラー発生源情報出力工程を行って、処理を終了する(ステップS107)。
このように、本実施例の画像処理装置1は、PCIe5上でエラーが発生すると、デバッグ回路16が、PCIe5上のレジスタであるPCIeエンドポイント15上のレジスタ15a及びMCH3のPCIeルートコンプレックス3aのレジスタ3bに保存されるアドレス情報を取得してデバッグ用レジスタ17に保存し、該エラーの発生した処理が再現されて、マスタであるDMA11a〜13bから該デバッグ用レジスタ17に保存されているアドレスへのリクエストが発生すると、該リクエストに含まれるID情報を取得してデバッグ用レジスタ17に保存し、エラー再現処理でエラーが発生すると、該デバッグ用レジスタ17に保存されているID情報から特定されるエラー発生源の情報を外部端子23からモニタ信号として出力している。
したがって、PCIe5でのエラー発生の発生源を特定するデバッグ情報を容易かつ効率的に取り出すことができ、デバッグ処理を効率的かつ容易に行うことができる。
図6及び図7は、本発明の半導体集積回路及びエラー解析方法の第2実施例を示す図であり、図6は、本発明の半導体集積回路及びエラー解析方法の第2実施例を適用した画像処理装置によるエラー解析処理を示すフローチャートである。
なお、本実施例は、上記第1実施例の画像処理装置1と同様の画像処理装置に適用したものであり、本実施例の説明において、第1実施例で用いた符号をそのまま用いて説明する。
本実施例の画像処理装置1は、エラーが発生すると、そのアドレスと転送タイプ(アクセスタイプ)及びID情報に基づいて、図6に示すように、エラー解析処理を行う。なお、図6において、図2と同様の処理ステップには、同一のステップナンバーを付して、その説明を簡略化する。
すなわち、画像処理装置1は、PCIe5上でエラーが発生して、CPU2にエラー割り込みが発生すると(ステップS101)、CPU2の処理するソフトウェアが、Header Log Registerであるレジスタ15a及びレジスタ3bに保存されているアドレス情報をデバッグ回路16のデバッグ用レジスタ17(レジスタ17aとレジスタ17b)に設定するアドレス情報取得工程を行う(ステップS102)。
また、ソフトウェアは、Header Log Registerであるレジスタ15a及びレジスタ3bに保存されているTYPE情報(図4参照)を読み出して、デバッグ用レジスタ17のR/Wレジスタであるレジスタ17dに書き込むアクセスタイプ情報取得工程を行って、トリガとなるトランザクションを設定する(ステップS201)。
次に、ソフトウェアは、エラーが発生した時と同じ処理を再度行って、エラー発生を再現するエラー再現処理工程を行い(ステップS103)、デバッグ回路16のアドレスレジスタ17(図3のレジスタ17a、17b)に設定されたアドレスと同じアドレスへのトランザクションであって、かつ、転送のタイプ(Read or Write)が図3のレジスタ17dに設定したタイプと同じタイプのトランザクションが来るまで監視する(ステップS202)。
デバッグ回路16は、アドレスレジスタ17(レジスタ17a、17b)に設定されたアドレスと同じアドレスへのトランザクションであって、かつ、転送のタイプがレジスタ17dに設定したタイプと同じタイプのトランザクションが来ると、リクエストに含まれているID情報を、デバッグ用レジスタ17(ID情報レジスタ17c)に保存するID情報取得工程を行い(ステップS105)、再度、エラー割込みが発生するのを待つ(ステップS106)。
再度、エラー割り込みが発生すると、ソフトウェアが、デバッグ用レジスタ17(ID情報レジスタ17c)の情報からエラーパケットの発生源のDMA11a〜13bを特定し、外部端子23から該エラーパケット発生源の情報を出力するエラー発生源情報出力工程を行って、処理を終了する(ステップS107)。
このように、本実施例のASIC10は、デバッグ回路16が、PCIe5上でのエラー発生時にPCIe5上のレジスタ15a及びレジスタ3bに保存されるアドレス情報とアクセスタイプ情報をデバッグ用レジスタ17に保存し、エラー再現処理において、マスタであるDMA11a〜13bからデバッグ用レジスタ17に保存されているアドレスへのリクエストであって、かつ、アクセスタイプがデバッグ用レジスタ17に保存されているアクセスタイプであると、該リクエストに含まれるID情報をデバッグ用レジスタ17に保存し、該エラー再現処理でエラーが発生すると、デバッグ用レジスタ17に保存されているID情報から特定されるエラー発生源の情報を出力している。
したがって、メモリ4のリードとライトが連動動作をする場合にも、エラー発生源を適切に特定する情報を出力することができ、より一層適切で効率的なデバッグ処理を行うことができる。
例えば、図7に示すように、機能モジュール12のマスタであるDMA12bによってPCIe5を経由してメモリ4に書いた(ライトした)データを別の機能モジュール11のマスタであるDMA11bが転送量を監視しながら追いかけるようにリードする連動動作を行う場合、メモリ4にライトするマスタ(図7の場合、DMA12b)とメモリ4からリードするマスタ(図7の場合、DMA11b)がアクセスするアドレスが極めて近い領域にある。
このような連動動作において、例えば、リードアクセスでエラーが発生した場合、アドレスだけ監視していると、該当アドレスに先にアクセスするライトのマスタのID情報がデバッグ回路16のデバッグ用レジスタ17のアドレスレジスタ17a、17bに保存されてしまい、正確にエラーの発生源を特定することができない。
そこで、このような連動動作時に発生したエラーの発生源を特定するためには、アドレスとID情報だけでなく、転送タイプをも監視することにより、エラーパケットの発生源を特定することができる。
図8及び図9は、本発明の半導体集積回路及びエラー解析方法の第3実施例を示す図であり、図8は、本発明の半導体集積回路及びエラー解析方法の第3実施例を適用した画像処理装置によるエラー解析処理を示すフローチャートである。
なお、本実施例は、上記第1実施例の画像処理装置1と同様の画像処理装置に適用したものであり、本実施例の説明において、第1実施例で用いた符号をそのまま用いて説明する。
本実施例の画像処理装置1は、エラーが発生すると、そのアドレスとID情報に基づいて、図8に示すように、エラー解析処理を行い、エラーを再現して、エラー割り込みが発生すると、外部の計測器にモニタ信号観測のトリガとなるパルス信号を出力する。なお、図6において、図2と同様の処理ステップには、同一のステップナンバーを付して、その説明を簡略化する。
そこで、本実施例の画像処理装置1は、図1に示すように、そのデバッグ回路16に、ASIC10外に引き出されたパルス信号線21が設けられており、デバッグ回路16は、エラー再現時にエラー割り込みが発生すると、該パルス信号線21からパルス信号を発生させて出力するパルス発生機構(パルス信号生成手段)を備えている。
そして、画像処理装置1は、図8にエラー解析処理フローを示すように、PCIe5上でエラーが発生して、CPU2にエラー割り込みが発生すると(ステップS101)、CPU2の処理するソフトウェアは、Header Log Registerであるレジスタ15a及びレジスタ3bに保存されているアドレス情報をデバッグ回路16のデバッグ用レジスタ17(レジスタ17aとレジスタ17b)に設定するアドレス情報取得工程を行う(ステップS102)。
次に、ソフトウェアは、エラーが発生した時と同じ処理を再度行って、エラー発生を再現するエラー再現処理工程を行い(ステップS103)、デバッグ回路16のアドレスレジスタ17に設定されたアドレスと同じアドレスへのトランザクションが来るまで監視する(ステップS104)。
デバッグ回路16は、デバッグ用レジスタ17(レジスタ17a、17b)に設定されたアドレスと同じアドレスへのトランザクションが来ると、リクエストに含まれているID情報を、デバッグ用レジスタ17(ID情報レジスタ17c)に保存するID情報取得工程を行い(ステップS105)、再度、エラー割込みが発生するのを待つ(ステップS106)。
再度、エラー割り込みが発生すると、ソフトウェアが、デバッグ用レジスタ17(ID情報レジスタ17c)の情報からエラーパケットの発生源を特定し、外部端子23から該エラーパケット発生源の情報を出力するエラー発生源情報出力工程を行うとともに、デバッグ回路16は、そのハス発生機構でパルス信号を発生して、パルス信号線21から外部の計測器に該パルス信号を出力するパルス発生工程を行って、処理を終了する(ステップS301)。
外部の計測器は、図9に示すように、ASIC10の外部端子23を接続して、デバッグ回路16から出力されるパルス信号をトリガとして、外部端子23から入力されるASIC10の各部の信号を計測して、エラーパケット生成時の近傍でのASIC10内部の回路動作を調べることができる。
このように、本実施例の画像処理装置1は、デバッグ回路16がパルス発生機構を内蔵し、エラー再現処理で、エラーが発生すると、該パルス発生機構にパルス信号を発生させてパルス信号を外部に出力している。
したがって、外部の計測器で、デバッグ回路16から入力されるパルス信号をトリガとして、ASIC10の各部の信号を計測して、エラーパケット生成時近傍でのASIC10内部の回路動作を調べることができ、より一層適切で効率的なデバッグを行うことができる。
なお、本実施例においては、第1実施例と同様のアドレスとID情報によってエラー情報を取得して出力する際にパルス信号を発生して出力する場合について説明したが、第2実施例と同様に、アドレスと転送タイプ(アクセスタイプ)及びID情報によってエラー情報を取得して出力する際にパルス信号を発生して出力する場合にも同様に適用することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明は、PCI Express(PCIe)でのエラー発生のバッグ解析に必要な情報を取得して出力する半導体集積回路及びエラー解析方法に適用することができる。
本発明の第1実施例を適用した画像処理装置の要部ブロック構成図。 図1のデバッグ回路によるエラー解析処理を示すフローチャート。 図1のデバッグ回路のレジスタの詳細な構成を示す図。 PCIe規格のHeader Log RegisteのTLPのヘッダーを示す図。 図4のFmt、Typeフィールドの詳細なトランザクションテーブルを示す図。 本発明の第2実施例を適用した画像処理装置によるエラー解析処理を示すフローチャート。 図1のASICによる連動動作の説明図。 本発明の第3実施例を適用した画像処理装置によるエラー解析処理を示すフローチャート。 エラーパケット生成時近傍での回路動作測定の一例を示す図。
符号の説明
1 画像処理装置
2 CPU
3 MCH
4 メモリ
5 PCIe
10 ASIC
11〜13 機能モジュール
14 アービタ
15 PCIeエンドポイント(PCIe Endpoint)
15a レジスタ
16 デバッグ回路
17 デバッグ用レジスタ
11a、11b、12a、12b、13a、13b DMA
21 パルス信号線
22 モニタ信号線
23 外部端子

Claims (4)

  1. マスタからのリクエストに応じて高速シリアルインターフェイスを経由させてデータ転送を行う半導体集積回路において、所定のデバッグ用レジスタと、前記高速シリアルインターフェイス上でのエラー発生時に該高速シリアルインターフェイス上のレジスタに保存されるアドレス情報及びアクセスタイプ情報を前記デバッグ用レジスタに保存し、該エラー発生した際の処理再現するエラー再現処理の実行中に前記マスタから該デバッグ用レジスタに保存されているアドレス及びアクセスタイプを含むリクエストが発生すると、該リクエストに含まれているID情報を前記デバッグ用レジスタに保存し、該エラー再現処理の実行中に再度エラーが発生すると、該デバッグ用レジスタに保存されているID情報から特定されるエラー発生源の情報を出力するデバッグ回路とを搭載していることを特徴とする半導体集積回路。
  2. 前記半導体集積回路は、パルス信号を発生して外部に出力するパルス信号生成手段を備え、前記デバッグ回路は、前記エラー再現処理の実行中に再度エラーが発生すると、該パルス信号生成手段にパルス信号を発生させることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
  3. マスタからのリクエストに応じてデータ転送を行う高速シリアルインターフェイス上でのエラー発生を解析するエラー解析方法であって、前記エラー発生時に前記高速シリアルインターフェイス上のレジスタに保存されるアドレス情報を取得するアドレス情報取得工程と、前記エラー発生時に前記高速シリアルインターフェイス上のレジスタに保存されるアクセスタイプ情報を取得するアクセスタイプ情報取得工程と、該エラーが発生した際の処理を再現するエラー再現処理工程と、該エラー再現処理工程で前記マスタから前記取得されたアドレス及びアクセスタイプを含むリクエストが発生すると、該リクエストに含まれているID情報を取得するID情報取得工程と、該エラー再現処理工程で再度エラーが発生すると、前記取得されたID情報から特定されるエラー発生源の情報を出力するエラー発生現情報出力工程と、を有することを特徴とするエラー解析方法
  4. 前記エラー解析方法は、前記エラー再現処理工程で再度エラーが発生すると、所定のパルス信号を発生して出力するパルス信号発生工程を有することを特徴とする請求項3記載のエラー解析方法。
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