JP4970109B2 - Logical programmable device recovery device - Google Patents
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Description
本発明は、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理プログラマブルデバイスの復旧装置に関する。 The present invention relates to a recovery device for a logic programmable device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
従来、論理プログラマブルデバイスの回路再構成に係る技術として、例えば、特許文献1,2に記載のものが知られている。特許文献1記載の従来技術1では、過去の回路の断片が誤接続することを防止するために、次のステップ1〜5を設けている。ステップ1;部分再構成を行う領域の周囲の論理セルを初期状態に戻す(隣接セルの初期化)。ステップ2;部分再構成を行う領域の直近に配置している接続切り換え用セルを初期状態に戻す(隣接スイッチの初期化)。ステップ3;ステップ1とステップ2の混合。ステップ4;初期状態を含めた回路データを用いて部分再構成を行う。ステップ5;隣接スイッチにおける、部分再構成に関連する配線情報を、初期状態に戻す。
Conventionally, as a technique related to circuit reconfiguration of a logic programmable device, for example, those described in
特許文献2記載の従来技術2では、フォールト検出回路によりフォールトを検知すると、論理プログラマブルデバイスの回路全体を再構成することによって復旧を図っている。この従来技術2では、回路全体を再構成することによって、従来のフォールト回避手段として用意されていた予備のモジュールや出力のマスク回路を不要にしている。
しかし、上述した従来技術1では、回路を再構成する際に部分再構成を行う領域の周囲や隣接スイッチを初期化するので、部分再構成の動作の途中でデータが途切れる等のトラブルが発生したり、部分再構成される回路に設計上の何らかのミスが含まれていた場合には対応することができない。
However, in the
また、従来技術2では、論理プログラマブルデバイスが部分的な再構成を繰り返しながら長時間利用されるような用途において、フォールト検知により回路全体を再構成しようとすると、部分的な再構成の履歴を正しく反映させることが困難である。
Further, in the
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、論理プログラマブルデバイスの回路の復旧性能を向上させることのできる論理プログラマブルデバイスの復旧装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a recovery device for a logical programmable device capable of improving the recovery performance of the circuit of the logical programmable device.
上記の課題を解決するために、本発明に係る論理プログラマブルデバイスの復旧装置は、回路の再構成が可能な論理プログラマブルデバイスの復旧装置において、回路構成データから構成された回路の動作を監視する回路状態監視手段と、回路が構成される度に、前記回路状態監視手段による監視結果から正常に動作していると判断された回路を含む回路構成データを、当該回路構成データの時間的位置を表す情報と共に記録する回路構成データ記録手段と、前記記録された時間的位置を表す情報と回路構成データとを用いて回路の再構成を行う回路再構成手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problem, a logical programmable device restoration apparatus according to the present invention is a circuit for monitoring the operation of a circuit configured from circuit configuration data in a logical programmable device restoration apparatus capable of circuit reconfiguration. Each time the circuit is configured with the state monitoring unit, the circuit configuration data including the circuit determined to be operating normally from the monitoring result by the circuit state monitoring unit represents the temporal position of the circuit configuration data. the circuit configuration data recording means for recording with information, characterized by comprising a circuit reconstruction means for performing reconfiguration of the circuit by using the information and the circuit configuration data representing the recorded temporal position.
本発明に係る論理プログラマブルデバイスの復旧装置においては、前記回路再構成手段は、前記監視結果から異常検出された場合に回路の再構成を行い、再構成された回路が前記監視結果から正常に動作していると判断されるまで、記録の新しい回路構成データから順番に用いて回路の再構成を試すことを特徴とする。 In the logic programmable device restoration apparatus according to the present invention, the circuit reconfiguring unit reconfigures the circuit when an abnormality is detected from the monitoring result, and the reconfigured circuit operates normally from the monitoring result. Until it is determined that the circuit has been configured, the circuit configuration data is used in order from the new circuit configuration data in the record, and circuit reconfiguration is tried.
本発明に係る論理プログラマブルデバイスの復旧装置においては、前記記録される回路構成データは、メモリに記憶されているデータを含むことを特徴とする。 In the logical programmable device restoration apparatus according to the present invention, the recorded circuit configuration data includes data stored in a memory.
本発明によれば、論理プログラマブルデバイスの回路の復旧性能を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the recovery performance of the circuit of a logic programmable device can be improved.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る復旧装置を適用した論理プログラマブルデバイス11の構成例が示されている。図1において、論理プログラマブルデバイス11は、構成済みの回路110と、再構成領域120と、保護領域130とを有する。再構成領域120は、回路構成データから回路を再構成することが可能な領域である。回路構成データは、外部メモリ13に記憶されており、回路が構成される際に外部メモリ13から論理プログラマブルデバイス11に読み込まれる。再構成領域120においては、再構成領域120全体において回路を構成してもよく、或いは、再構成領域120の一部分において回路を構成するものであってもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a logic
保護領域130内には、回路復旧用監視制御回路21と、内部メモリ22と、信号測定回路30とが構成されている。信号測定回路30は、構成済み回路110内および再構成領域120内にも構成される。なお、保護領域130は、再構成領域120における回路構成動作の影響を受けないように構成されることが好ましい。
In the
図2は、図1に示す回路復旧用監視制御回路21の機能構成を示したブロック図である。図2において、回路復旧用監視制御回路21は、部分再構成機能部21aと回路状態監視機能部21bと回路復旧機能部21cとを有する。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the circuit restoration monitoring control circuit 21 shown in FIG. In FIG. 2, the circuit restoration monitoring control circuit 21 includes a partial
部分再構成機能部21aは、再構成領域120において回路が構成される場合に、回路復旧用の回路構成データを記録する。具体的には、部分再構成機能部21aは、再構成領域120において回路が構成されると、この構成された回路の初期動作を監視する。なお、実際の監視動作は、回路状態監視機能部21bが行う。部分再構成機能部21aは、その初期動作監視結果から、一定期間において回路が正常に動作していると判断すると、当該構成部分の回路を含む回路構成データ(以下、「スナップショット」と称する)を記録する。スナップショットは、内部メモリ22に記録されてもよく、或いは、外部メモリ13に記録されてもよい。
The partial
部分再構成機能部21aは、スナップショットを記録する際に、復旧点Riのスナップショットとして、復旧点Riを示す復旧点情報と共にスナップショットを記録する。復旧点Riは、スナップショットの時間的位置を表す。復旧点Riは、スナップショットが記録される度に、「i←i+1」成る更新式により更新される。復旧点Riによってスナップショットの記録順序が分かる。また、記録された一連のスナップショットは、再構成領域120における構成回路の履歴となる。
When recording the snapshot, the partial
なお、スナップショットは、今回構成された回路のみを含む回路構成データであってもよく、或いは、今回構成された回路および既に構成済みの回路の両方を含む回路構成データであってもよい。また、スナップショットは、メモリに記憶されているデータを含むものであってもよい。 The snapshot may be circuit configuration data including only the circuit configured this time, or may be circuit configuration data including both the circuit configured this time and the already configured circuit. The snapshot may include data stored in the memory.
回路状態監視機能部21bは、信号測定回路30による測定結果から、再構成領域120に構成された回路の状態を監視する。信号測定回路30は、特定回路の状態を測定している。回路状態監視機能部21bは、禁止状態検出機能、消費電力測定機能、電圧測定機能、入出力信号照合機能、温度測定機能、信号周波数測定機能、電流測定機能および雑音検出機能を有する。
The circuit state
禁止状態検出機能は、論理回路が本来とりえない論理状態又は望ましくない論理状態(禁止状態)に遷移することを検出する。これを検出した場合には異常検出となる。
消費電力測定機能は消費電力を測定する。この測定の結果、電力消費量が一定値を越える場合には異常検出となる。
電圧測定機能は電圧を測定する。この測定の結果、電圧の振幅が所定範囲から逸脱する場合には異常検出となる。
The prohibition state detection function detects that the logic circuit transitions to a logic state that cannot be originally taken or an undesirable logic state (prohibition state). When this is detected, an abnormality is detected.
The power consumption measurement function measures power consumption. As a result of this measurement, if the power consumption exceeds a certain value, an abnormality is detected.
The voltage measurement function measures voltage. As a result of this measurement, when the voltage amplitude deviates from the predetermined range, an abnormality is detected.
入出力信号照合機能は、論理プログラマブルデバイス11の所定の入力ポートと出力ポートの信号を照合する。この照合の結果、信号の欠損があると判断できる場合には異常検出となる。これにより、再構成領域120に構成された回路によって外部信号が不当にブロックされる等を検出する。
The input / output signal collation function collates signals of a predetermined input port and output port of the logic
温度測定機能は、論理プログラマブルデバイス11の温度を測定する。この測定の結果、所定温度を超える場合には異常検出となる。これにより、異常発熱の発生を検出する。
信号周波数測定機能は、論理プログラマブルデバイス11の所定の入力又は出力のポートに関し、信号周波数を測定する。この測定の結果、所定の信号周波数範囲を逸脱する場合には異常検出となる。信号周波数としては、電位変動頻度もしくはスイッチ頻度が利用可能である。
The temperature measurement function measures the temperature of the logic
The signal frequency measurement function measures a signal frequency with respect to a predetermined input or output port of the logic
電流測定機能は電流を測定する。この測定の結果、電流の振幅が所定範囲から逸脱する場合には異常検出となる。
雑音検出機能は、論理プログラマブルデバイス11の所定の入力又は出力のポートに関し、信号ノイズを検出する。この検出の結果、所定のノイズレベルを超える場合には異常検出となる。
The current measurement function measures current. As a result of this measurement, when the current amplitude deviates from the predetermined range, an abnormality is detected.
The noise detection function detects signal noise with respect to a predetermined input or output port of the logic
回路復旧機能部21cは、回路状態監視機能部21bにより異常検出されると、回路保護動作を実行する。回路保護動作は、これから行う回路復旧動作により、構成済み回路110および論理プログラマブルデバイス11の外部の回路に対して、不測の事態を生じさせないようにするためのものである。
The circuit
回路復旧機能部21cは、回路保護動作の終了後、記録されているスナップショットを用いて再構成領域120の回路を再構成し、当該構成部分の回路の初期動作が正常であるか判断する。このとき、回路復旧機能部21cは、復旧点Riに基づいて新しいスナップショットから順番に用いて回路の再構成を試し、初期動作が正常となるまで再構成領域120の回路再構成を繰り返す。これにより、再構成領域120は、初期動作が正常となる回路まで戻される。この結果、再構成領域120は正常に動作する回路に復旧する。
After the circuit protection operation is completed, the circuit
図3は、本実施形態のスナップショット記録に係る動作手順を示すフローチャートである。
図3において、ステップS1では、論理プログラマブルデバイス11の電源オン後、外部メモリ13から回路構成データを読み込み、論理プログラマブルデバイス11内の回路の初期化を行う。この回路初期化手順には、保護領域130の設定(S11)、保護領域130を保護する回路の構築(S12)および回路復旧用監視制御回路21の構築(S13)が含まれる。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure according to the snapshot recording of the present embodiment.
In FIG. 3, in step S <b> 1, after the logic
次いで、ステップS2では、初期化時点(復旧点R0)のスナップショットを記録する。ステップS3では、再構成領域120の回路の再構成の要求が発生し、再構成領域120の回路を再構成する。ステップS4では、その再構成した回路の初期動作を監視する。ステップS5では、その初期動作監視の結果から、再構成した回路の動作が正常であると判断すると、再構成時点(復旧点Ri)のスナップショットを記録する。その後、通常動作の監視を行う。
Next, in step S2, a snapshot at the time of initialization (recovery point R0) is recorded. In step S3, a request for reconfiguration of the circuit in the
図4は、本実施形態の回路復旧に係る動作手順を示すフローチャートである。
図4において、ステップS31では、再構成領域120の回路の異常を検出すると、回路保護動作を実行する。ステップS32では、記録されているスナップショットを用いた再構成領域120の回路の再構成を、復旧点Riに基づいて新しいスナップショットから試す。ステップS33では、その再構成した回路の初期動作を監視する。ステップS34では、その初期動作監視の結果から、再構成した回路の動作が正常であるか否かを判断する。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure according to the circuit restoration of the present embodiment.
In FIG. 4, in step S31, when a circuit abnormality in the
再構成した回路の動作が正常ならば、ステップS35に進み、通常動作の監視を行う。一方、再構成した回路の動作が正常ではないならば、ステップS31に進み、ステップS31〜S34により、次に新しいスナップショットを試す。この動作を、再構成した回路が正常に動作するまで繰り返す。 If the operation of the reconfigured circuit is normal, the process proceeds to step S35, and normal operation is monitored. On the other hand, if the operation of the reconfigured circuit is not normal, the process proceeds to step S31, and a new snapshot is next tried in steps S31 to S34. This operation is repeated until the reconfigured circuit operates normally.
上述したように本実施形態によれば、正常に動作した回路のスナップショットを記録しておき、回路の異常を検出したときに、該記録されているスナップショットを用いて回路を再構成することができる。これにより、正常に動作した回路に戻すことが簡単に短時間で実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, a snapshot of a normally operating circuit is recorded, and when a circuit abnormality is detected, the circuit is reconfigured using the recorded snapshot. Can do. This makes it possible to easily return to a normally operating circuit in a short time.
また、回路の再構成ごとに各復旧点のスナップショットとして記憶するので、新しい復旧点から順番に古い復旧点へとスナップショットを試すことができる。これにより、正常に動作し、且つ、できる限り新しい回路に復旧させることができる。 Further, since each snapshot is stored as a snapshot of each recovery point, the snapshot can be tried from the new recovery point to the old recovery point in order. As a result, the circuit operates normally and can be restored to a new circuit as much as possible.
なお、スナップショットを記録する際に再構成された回路の属性情報も一緒に記録し、回路復旧の際に該属性情報に基づいて使用するスナップショットを選択するようにしてもよい。再構成された回路の属性情報としては、例えば、回路規模、前回からの回路変更規模などが挙げられる。 The attribute information of the circuit reconfigured when recording the snapshot may be recorded together, and the snapshot to be used may be selected based on the attribute information when the circuit is restored. Examples of the attribute information of the reconfigured circuit include a circuit scale and a circuit change scale from the previous time.
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、回路復旧用監視制御回路21を論理プログラマブルデバイス11内に設けたが、回路復旧用監視制御回路21を論理プログラマブルデバイス11の外部回路として設けてもよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the circuit restoration monitoring control circuit 21 is provided in the logic
11…論理プログラマブルデバイス、13…外部メモリ、21…回路復旧用監視制御回路、22…内部メモリ、30…信号測定回路、21a…部分再構成機能部、21b…回路状態監視機能部、21c…回路復旧機能部、120…再構成領域
DESCRIPTION OF
Claims (3)
回路構成データから構成された回路の動作を監視する回路状態監視手段と、
回路が構成される度に、前記回路状態監視手段による監視結果から正常に動作していると判断された回路を含む回路構成データを、当該回路構成データの時間的位置を表す情報と共に記録する回路構成データ記録手段と、
前記記録された時間的位置を表す情報と回路構成データとを用いて回路の再構成を行う回路再構成手段と、
を備えたことを特徴とする論理プログラマブルデバイスの復旧装置。 In a logic programmable device recovery device capable of reconfiguring a circuit,
Circuit state monitoring means for monitoring the operation of the circuit configured from the circuit configuration data;
A circuit that records circuit configuration data including a circuit that is determined to be operating normally from the monitoring result of the circuit state monitoring means, together with information indicating a temporal position of the circuit configuration data, every time a circuit is configured Configuration data recording means;
A circuit reconfiguration means for performing reconfiguration of the circuit by using the information and the circuit configuration data representing the recorded time position,
A logic programmable device recovery apparatus comprising:
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