JP5699651B2

JP5699651B2 - 情報処理装置

Info

Publication number: JP5699651B2
Application number: JP2011023633A
Authority: JP
Inventors: 雅弘山之上
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-02-07
Also published as: JP2012164103A

Description

本発明は、情報処理装置に関し、詳しくは、コンピュータが搭載されている電子機器におけるファームウェアの更新に関するものである。

一般に、コンピュータが搭載されているフィールド機器、測定器、産業機器、電化製品などの電子機器では、書き込み・消去可能なＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory)に、搭載されているコンピュータを動作させるためのプログラムをファームウェアとして書き込むことが行われている。また、ユーザーが必要に応じてパラメータなどを設定入力できるように、機器内の回路上で消去・再書き込みが行える電気的に消去可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable PROM）が設けられたものもある。

図４は、このような電子機器の一種であるフィールド機器における流量計の一例を示す構成説明図である。流量計１０において、測定流体が流れる管路１１には計器箱１２が外付けされている。

管路１１には、測定流体の流量に関連した信号を出力する図示しないセンサが取り付けられている。

計器箱１２には外部から読み取り可能な状態で表示部１３が設けられるとともに、計器箱１２の内部にはセンサから出力される流量信号に基づき測定流体の流量を演算処理して表示部１３に表示するためのアンプカード１４を含む信号処理部が設けられている。

アンプカード１４には、コンピュータとして機能するＣＰＵ１５の他、ファームウェアが書き込まれているＥＰＲＯＭ１６や、ユーザーが必要に応じてパラメータなどを設定入力するＥＥＰＲＯＭ１７が設けられている。

このような構成において、たとえばＥＰＲＯＭ１６に書き込まれているファームウェアにバグが発見された場合や、ファームウェアに新機能を追加した場合などには、流量計１０の計器箱１２に収納されている実線で示すアンプカード１４を、バグが修正されたり新機能が追加されたファームウェアが書き込まれているＥＰＲＯＭ１６が設けられている破線で示す他のアンプカード１４と交換することが行われている。

ところで、流量計１０は、連続運転されている製造プロセス系において、原料や製品などの流量を連続的に監視する目的で設けられることが多い。したがって、アンプカード１４を交換するだけのために製造プロセス系の運転を一時停止させることは現実には困難であって、アンプカード１４の交換は、一般的には製造プロセス系の定期補修点検時に行われている。

また、アンプカード１４の交換にあたっては、ＥＥＰＲＯＭ１７に設定入力されているユーザー固有のデータを抽出して他のアンプカード１４のＥＥＰＲＯＭ１７に入力しなければならず、工数がかかるうえに、パラメータの誤入力などのリスクもある。

このような不都合を解決する方法として、特許文献１に記載されているカーナビゲーション装置と同様な、ＳＤカードなどの不揮発性の半導体メモリの読取機能を搭載することが考えられる。

図５は、特許文献１に記載されているＳＤカードの構成説明図である。図５において、ＳＤカード２０は、ユーザーアクセス可能領域２１とユーザーアクセス不可能領域２２に分割されている。

ユーザーアクセス可能領域２１は、データのコピーおよび書き換えが可能であり、
・ＳＤカードの識別情報
・更新データ（特許文献１では地図情報）
などが格納されている。

ユーザーアクセス不可能領域２２は、ＳＤカード２０の製造時のみにアクセス可能な領域であり、通常のパソコン（ＰＣ）などではアクセスは不可能であって、フォーマット上でのアクセスが禁止されてコピーおよび書き換えすることはできない。このユーザーアクセス不可能領域２２には、
・ＳＤカードの識別情報
などが格納されている。

特許文献１には、ＳＤカードなどの不揮発性の半導体メモリの読取機能を搭載したカーナビゲーション装置の構成が開示されている。

特開２０１０−８６０９３号公報

しかし、図５に示す従来の構成によれば、更新データはユーザーアクセス可能領域２１にＳＤカードの識別情報とともに格納されていることから、ユーザーは必要に応じてアクセスして更新データを取り出すことができる。

このようなデータ構成の不揮発性の半導体メモリをファームウェア更新に用いると、第三者は更新されたファームウェアを取り出すことができ、必要に応じてリバースエンジニアリングなどを行うことができるので、本来なら秘密にしておくべき技術情報としてのファームウェアの内容が外部に漏れてしまう恐れがある。

本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、ファームウェアの内容を第三者に対して秘密に保ちながら、ファームウェアが組み込まれている電子機器の動作を停止させることなく必要なときにいつでもファームウェアを更新できる情報処理装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
ユーザーアクセス可能領域とユーザーアクセス不可能領域に分割された不揮発性の半導体メモリを用いてファームウェアの更新を行うように構成された情報処理装置において、前記ユーザーアクセス不可能領域もアクセスできる読取部が搭載されるとともに不揮発性メモリよりなる２つのプログラム保存領域が設けられ、
前記半導体メモリのユーザーアクセス不可能領域には少なくとも前記更新ファームウェアが格納されるとともに、前記半導体メモリのユーザーアクセス可能領域とユーザーアクセス不可能領域にはそれぞれ前記情報処理装置を個別に識別するための同一の個別識別情報が格納され、
前記読取部で前記半導体メモリのユーザーアクセス不可能領域から読み出した更新ファームウェアを前記プログラム保存領域のいずれかに書込み保存することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の情報処理装置において、
前記情報処理装置は、フィールド機器であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の情報処理装置において、
前記不揮発性の半導体メモリは、ＳＤカードであることを特徴とする。

これらにより、ファームウェアの内容を第三者に対して秘密に保ちながら、必要なときにいつでもファームウェアの更新が行える。

本発明で用いるＳＤカードの具体例を示す構成説明図である。本発明の一実施例を示すブロック図である。本発明のファームウェア更新動作の流れを説明するフローチャートである。フィールド機器の一種である流量計の一例を示す構成説明図である。従来のＳＤカードの一例を示す構成説明図である。

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明で用いるＳＤカードの具体例を示す構成説明図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。

図１において、ユーザーアクセス可能領域２１には、
・ＳＤカードの識別情報
・対象機器情報（製造元ＩＤ、ＴａｇＮｏ．など）
などが格納されている。

そして、ユーザーアクセス不可能領域２２には、
・ＳＤカードの識別情報
・対象機器情報（製造元ＩＤ、ＴａｇＮｏ．など）
・更新ファームウェアデータ
などが格納されている。

図２は本発明に基づく情報処理装置の一実施例を示すブロック図であり、図４と共通する部分には同一の符号を付けている。図２において、カードリーダー３０は、ユーザーアクセス可能領域２１のみならずユーザーアクセス不可能領域２２にもアクセスできる機能を有するものであり、ＣＰＵ１５に接続されている。なお、ＣＰＵ１５には、ユーザーが必要に応じてパラメータなどを設定入力するＥＥＰＲＯＭ１７も接続されている。

さらに、ＣＰＵ１５には、不揮発性メモリよりなるＡ、Ｂ２つのプログラム保存領域４０、５０が接続されている。

ＣＰＵ１５は、これらプログラム保存領域４０、５０の一方（図２の例ではプログラム保存領域Ａ）に保存されているプログラムで所定の処理を実行し、プログラムを実行していない他方（図２の例ではプログラム保存領域Ｂ）にはカードリーダー３０でユーザーアクセス不可能領域２２にアクセスして読み出した更新すべきファームウェアプログラムを保存することができる。

これにより、情報処理装置は、一方のプログラム保存領域４０に保存されている現在のプログラムにしたがって所定の処理を実行しながら、他方のプログラム保存領域５０に更新すべきファームウェアプログラムを保存することができ、製造プロセス系の運転を一時停止させることなくファームウェアプログラムの更新が行える。

図３は、図２のファームウェア更新動作の流れを説明するフローチャートである。
まず、ファームウェアのアップデート対象となる機器のカードリーダー３０に、アップデートプログラムが記述されたＳＤカード２０を挿入する（ステップＳ１）。

ＣＰＵ１５は、挿入されたＳＤカード２０の認証を行う。ＳＤカード２０の認証にあたっては、ユーザーアクセス可能領域２１のＳＤカード識別情報とユーザーアクセス不可能領域２２のＳＤカード識別情報が一致しているかどうかを確認する。不正にコピーされた場合、ユーザーアクセス不可能領域の情報が無いので不一致となり、そこでアップデート処理は終了する（ステップＳ２）。

ＳＤカード２０の識別情報が一致して認証をパスすると、対象機器の認証を行う。対象機器の認証にあたっては、ＳＤカード２０のユーザーアクセス不可能領域２２に事前に対象機器の機器ＩＤやＴａｇＮｏなどの対象機器の個別識別情報を書き込み、対象機器に保存されている個別識別情報と一致しているかどうかを確認する（ステップＳ３）。このようにユーザーアクセス不可能領域２２へ対象機器の個別識別情報を書き込むことで、ユーザーが保守契約を結んでいない機器にファームウェアのアップデートプログラムを不正使用することを防止できる。

ＳＤカード２０と対象機器の認証情報が一致したら、ユーザーアクセス不可能領域２２に保存されているファームウェアのアップデートプログラムを不揮発性メモリ４０または５０の一方へロードする（ステップＳ４）。具体的には、図２において、現在実行していない不揮発性メモリ５０を選択してアップデートプログラムをロードする。

ファームウェアのアップデートプログラムのロードが完了したら（ステップＳ５）、再起動の準備を行う。具体的には、ＣＰＵ起動時にアップデートプログラムがロードされている不揮発性メモリ５０を読込むように設定し（ステップＳ６）、機器の再起動を実行して（ステップＳ７）、アップデート処理を終了する。

このように構成することにより、ファームウェアのアップデートを行うのにあたり、従来のようなアンプカード１４の交換は不要になり、ファームウェアのアップデートを行う前にＥＥＰＲＯＭ１７から客先設定パラメータを抽出する必要もない。

また、対象機器ごとに再起動を必要とするものの、ユーザーの製造プロセス系の運転を一時停止させることなく、ファームウェアのアップデートが行える。

さらに、ＳＤカード２０のユーザーアクセス不可能領域２２にファームウェアのアップデートプログラムを保存することにより、リバースエンジニアリングなどのリスクを回避することができる。

なお、上記実施例では、電子機器として、フィールド機器における流量計の例について説明したが、これに限るものではなく、測定器や産業機器や電化製品など、コンピュータが搭載されている各種電子機器のファームウェアの更新に適用できる。

また、上記実施例では、不揮発性の半導体メモリとしてＳＤカードを用いる例について説明したが、ＵＳＢフラッシュメモリ、メモリスティックなど、他の不揮発性導体メモリも同様に用いることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ファームウェアの内容を第三者に対して秘密に保ちながら、ファームウェアが組み込まれている電子機器の動作を停止させることなく必要なときにいつでもファームウェアを更新できる情報処理装置が実現でき、各種電子機器のファームウェア更新に好適である。

１０流量計（電子機器）
１１管路
１２計器箱
１３表示部
１４アンプカード
１５ＣＰＵ
１６ＥＰＲＯＭ
１７ＥＥＰＲＯＭ
２０ＳＤカード（不揮発性半導体メモリ）
２１ユーザーアクセス可能領域
２２ユーザーアクセス不可能領域
３０カードリーダー
４０プログラム保存領域Ａ
５０プログラム保存領域Ｂ

Claims

ユーザーアクセス可能領域とユーザーアクセス不可能領域に分割された不揮発性の半導体メモリを用いてファームウェアの更新を行うように構成された情報処理装置において、前記ユーザーアクセス不可能領域もアクセスできる読取部が搭載されるとともに不揮発性メモリよりなる２つのプログラム保存領域が設けられ、
前記半導体メモリのユーザーアクセス不可能領域には少なくとも前記更新ファームウェアが格納されるとともに、前記半導体メモリのユーザーアクセス可能領域とユーザーアクセス不可能領域にはそれぞれ前記情報処理装置を個別に識別するための同一の個別識別情報が格納され、
前記読取部で前記半導体メモリのユーザーアクセス不可能領域から読み出した更新ファームウェアを前記プログラム保存領域のいずれかに書込み保存することを特徴とする情報処理装置。
前記情報処理装置は、フィールド機器であることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
前記不揮発性の半導体メモリは、ＳＤカードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報処理装置。