JP6950383B2 - メモリアクセス装置及びメモリアクセス方法 - Google Patents

Description

本発明は、メモリアクセス装置及びメモリアクセス方法に関する。

車載用ソフトウェアのプラットフォームの仕様として、例えば、ＡＵＴＯＳＡＲ（Automotive Open System Architecture）が知られている。例えば、車両に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）の動作に必要なパラメータ値等は、仮にＥＣＵがリセットされても不揮発性メモリに確実に記憶されていることが望まれる。そこで、ＡＵＴＯＳＡＲでは、ＮｖＭ（Non-volatile Random Access Memory Manager）は、不揮発性メモリに対するデータ保証を提供する。データ保証としては、例えば、不揮発性メモリ内の複数箇所での同一データの保持、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）、及びデータの書き込み／読み込みのリトライ等が挙げられる。

なお、関連する技術として、特許文献１〜３に記載の技術が知られている。

特開２００９−１１０１５０号公報 特開２０１４−１９４６８２号公報 特開２０１４−２０３４０５号公報

揮発性メモリにおいても、少なくとも一部のデータを記憶し続ける省電力モードからの復帰時に、不揮発性メモリと同様のデータ保証が望まれることがある。そこで、不揮発性メモリへのアクセス（データの書き込み／読み込み）を前提としたＮｖＭを揮発性メモリへのアクセスにも利用することが考えらえる。しかしながら、ＮｖＭを揮発性メモリへのアクセスに適用すると、ＮｖＭが適切に動作しない虞がある。具体的には、不揮発性メモリでは、データの書き込み／読み出しに時間がかかるため、ＮｖＭは、不揮発性メモリへのアクセス要求をアプリケーションプログラムから受信すると、メモリドライバに対して非同期アクセス処理を行う。一方、揮発性メモリでは、データの書き込み／読み出しに時間がかからないため、ＮｖＭは、メモリドライバに対して同期アクセス処理を行うことが望ましいが、同期アクセス処理を行うことを想定していない。

本発明の一側面に係る目的は、アプリケーションプログラムの動作に変更を加えずに、メモリマネージャが不揮発性メモリと同じ処理動作によって揮発性メモリに効率よくアクセスするメモリアクセス装置を提供することである。

本発明に係る一つの形態であるメモリアクセス装置は、メモリ駆動部及びメモリ管理部を備える。メモリ駆動部は、メモリへのアクセスを実行する。メモリ管理部は、メモリに対するデータ保証を提供する。メモリ管理部は、アクセス要求をアプリケーション実行部から受信すると、メモリへのアクセス中であることを示すアクセスフラグを立て、アクセス指示をメモリ駆動部へ送信する。また、メモリ管理部は、アクセス指示に応答する指示成功通知をメモリ駆動部から受信すると、アクセス要求に応答するアクセス要求指示完了をアプリケーション実行部へ通知する。さらに、メモリ管理部は、アクセス完了通知をメモリ駆動部から受信すると、アクセスフラグを倒し、アクセスの完了をアプリケーション実行部へ通知する。

一実施形態に従ったメモリアクセス装置によれば、アプリケーションプログラムの動作に変更を加えずに、メモリマネージャが不揮発性メモリと同じ処理動作によって揮発性メモリに効率よくアクセスすることができる。

実施形態に従ったメモリアクセス装置の構成例を示す図である。 実施形態に従ったメモリアクセス装置が行うメモリへのアクセス処理の一連の動作の一例を説明する図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態に従ったメモリアクセス装置の構成例を示す図である。図１に示すメモリアクセス装置１は、例えば、車両に搭載されるＥＣＵ（図示せず）が備えるコンピュータ（例えば、マイクロコンピュータ）であってもよい。図１に示す一例では、メモリアクセス装置１は、制御部１１、不揮発性メモリ１２、及び揮発性メモリ１３を含む。不揮発性メモリ１２は、例えば、フラッシュメモリであり、揮発性メモリ１３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）である。

なお、以下の説明において、不揮発性メモリ１２及び揮発性メモリ１３を特に区別しない場合にはメモリと記載することがある。また、メモリへのデータの書き込みと、メモリからのデータの読み出しとを特に区別しない場合には、メモリへのアクセスと記載することがある。

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等）により構成される。制御部１１は、アプリケーション実行部１１１、メモリ管理部１１２、不揮発性メモリ駆動部１１３、及び揮発性メモリ駆動部１１４を含む。不揮発性メモリ駆動部１１３及び揮発性メモリ駆動部１１４は、実施形態に従ったメモリ駆動部の一例である。なお、以下の説明において不揮発性メモリ駆動部１１３及び揮発性メモリ駆動部１１４を特に区別しない場合には、メモリ駆動部と記載することがある。

なお、実施形態によっては、制御部１１を構成する各部１１１〜１１４は、ハードウェアである制御部１１が実行するソフトウェアであってもよい。こうした実施形態では、例えば、制御部１１は、不揮発性メモリ１２に記憶された各部１１１〜１１４を揮発性メモリ１３に読み出して実行するように構成されてもよい。

アプリケーション実行部１１１は、例えば、センサからのデータ取得や、アクチュエータへの制御データの出力等の所定目的の動作を実行する。アプリケーション実行部１１１がソフトウェアで実装される場合、アプリケーション実行部１１１は、例えば、ＡＵＴＯＳＡＲのアプリケーションレイヤに含まれるアプリケーションプログラムであってもよい。

メモリ管理部１１２は、データの記憶及び維持を保証するためのサービス、すなわちデータ保証を不揮発性メモリ１２及び揮発性メモリ１３に対して提供する。提供するデータ保証としては、例えば、メモリ内の複数箇所での同一データの保持、ＣＲＣ、及びデータの書き込み／読み込みのリトライ等が挙げられる。メモリ管理部１１２がソフトウェアで実装される実施形態では、メモリ管理部１１２は、例えば、ＡＵＴＯＳＡＲのサービスレイヤに含まれるＮｖＭであってもよい。

また、メモリ管理部１１２は、アプリケーション実行部１１１から受信したメモリへのアクセス要求に従って、不揮発性メモリ駆動部１１３及び揮発性メモリ駆動部１１４の何れか一方へアクセス指示を送信する。すなわち、不揮発性メモリ１２へのアクセスをアプリケーション実行部１１１が要求する場合には、メモリ管理部１１２は、不揮発性メモリ１２へのアクセス指示を不揮発性メモリ駆動部１１３へ送信する。また、揮発性メモリ１３へのアクセスをアプリケーション実行部１１１が要求する場合には、メモリ管理部１１２は、揮発性メモリ１３へのアクセス指示を揮発性メモリ駆動部１１４へ送信する。メモリ管理部１１２がソフトウェアで実装される実施形態では、メモリ管理部１１２は、例えば、上述したＮｖＭであると共に、ＡＵＴＯＳＡＲのＥＣＵ抽象化レイヤに含まれるＭｅｍｌｆ（Memory Abstraction Interface）であってもよい。なお、実施形態によっては、メモリ管理部１１２は、ＮｖＭの機能を有する構成要素と、Ｍｅｍｌｆの機能を有する構成要素とに分けられてもよい。

不揮発性メモリ駆動部１１３は、不揮発性メモリ１２へのアクセスを実行する。具体的には、例えば、不揮発性メモリ駆動部１１３は、メモリ管理部１１２から受信したアクセス指示に従ってアクセス命令を不揮発性メモリ１２へ送信する。アクセス命令は、アクセス対象のデータとアクセス先のアドレスとを含んでもよい。また、例えば、不揮発性メモリ１２がアクセス命令に従ったアクセスを完了すると、不揮発性メモリ駆動部１１３は、アクセス完了通知をメモリ管理部１１２へ送信する。不揮発性メモリ駆動部１１３がソフトウェアで実装される実施形態では、不揮発性メモリ駆動部１１３は、例えば、ＡＵＴＯＳＡＲのＥＣＵ抽象化レイヤに含まれるＦｅｅ（Flash EEPROM Emulation）やマイコン抽象化レイヤに含まれるＦｌｓ（Flash Driver）であってもよい。

揮発性メモリ駆動部１１４は、揮発性メモリ１３へのアクセスを実行する。具体的には、例えば、揮発性メモリ駆動部１１４は、メモリ管理部１１２から受信したアクセス指示に従ってアクセス命令を揮発性メモリ１３へ送信する。また、例えば、揮発性メモリ駆動部１１４は、揮発性メモリ１３へアクセス命令を送信すると、アクセス完了通知をメモリ管理部１１２へ送信する。揮発性メモリ駆動部１１４がソフトウェアで実装される実施形態では、揮発性メモリ駆動部１１４は、例えば、ＡＵＴＯＳＡＲのＥＣＵ抽象化レイヤやマイコン抽象化レイヤに含まれ得る揮発性メモリ用のドライバソフトウェアであってもよい。

メモリアクセス装置１が実行するメモリへのアクセス処理動作の具体例を図２を更に参照しながら説明する。
図２（Ａ）は、実施形態に従ったメモリアクセス装置が行う不揮発性メモリへのアクセス処理の一連の動作の一例を説明する図である。

メモリ管理部１１２は、不揮発性メモリ１２へのアクセス要求をアプリケーション実行部１１１から受信すると、アクセスフラグを立てる（動作Ａ）。アクセスフラグは、メモリへのアクセス中であることを示すフラグである。例えば、メモリへのアクセスがメモリへのデータの書き込みである場合には、アクセスフラグはメモリへのデータの書き込み中であることを示すフラグである。また、メモリへのアクセスがメモリからのデータの読み出しである場合には、アクセスフラグはメモリからのデータの読み出し中であることを示すフラグである。

メモリ管理部１１２は、アプリケーション実行部１１１から受信したアクセス要求に従って、不揮発性メモリ駆動部１１３及び揮発性メモリ駆動部１１４の何れか一方へメモリへのアクセス指示を送信する（動作Ｂ）。図２（Ａ）に示す一例では、受信したアクセス要求は不揮発性メモリ１２へのアクセス要求であるため、メモリ管理部１１２は、不揮発性メモリ１２へのアクセス指示を不揮発性メモリ駆動部１１３へ送信する。

不揮発性メモリ駆動部１１３は、メモリ管理部１１２から受信したアクセス指示に従ってアクセス命令を不揮発性メモリ１２へ送信する。前述したように、アクセス命令は、アクセス対象のデータとアクセス先のアドレスとを含んでもよい。アクセス命令を不揮発性メモリ１２へ送信すると、不揮発性メモリ駆動部１１３は、メモリ管理部１１２から受信したアクセス指示に応答する指示成功通知をメモリ管理部１１２へ送信する。

メモリ管理部１１２は、送信したアクセス指示に応答する指示成功通知を不揮発性メモリ駆動部１１３から受信すると、受信したアクセス要求に応答するアクセス要求指示完了をアプリケーション実行部１１１へ通知する（動作Ｃ）。そして、アクセス要求指示完了を通知してから、メモリへのアクセス完了を示すアクセス完了通知を不揮発性メモリ駆動部１１３から受信するまでの間、メモリ管理部１１２は、受信したアクセス要求に従った処理とは別の処理を実行してもよい。このように、メモリ管理部１１２は、不揮発性メモリ駆動部１１３への非同期アクセス処理を行い得る。

アプリケーション実行部１１１は、アクセス要求指示完了をメモリ管理部１１２から受信すると、送信したアクセス要求に従った不揮発性メモリ１２へのアクセスが受け付けられたと判定する。

その後、不揮発性メモリ１２がアクセス命令に従ったアクセスを完了すると、不揮発性メモリ駆動部１１３は、アクセス完了通知をメモリ管理部１１２へ送信する。メモリ管理部１１２は、アクセス完了通知を不揮発性メモリ駆動部１１３から受信すると、アクセスフラグを倒す（動作Ｄ）。そして、メモリ管理部１１２は、不揮発性メモリ１２へのアクセス完了をアプリケーション実行部１１１へ通知する（動作Ｅ）。

アプリケーション実行部１１１は、不揮発性メモリ１２へのアクセス完了をメモリ管理部１１２から受信すると、送信したアクセス要求に従った不揮発性メモリ１２へのアクセスが完了したと判定する。

図２（Ｂ）は、実施形態に従ったメモリアクセス装置が行う揮発性メモリへのアクセス処理の一連の動作の一例を説明する図である。
メモリ管理部１１２は、揮発性メモリ１３へのアクセス要求をアプリケーション実行部１１１から受信すると、アクセスフラグを立てる（動作Ａ）。そして、メモリ管理部１１２は、アプリケーション実行部１１１から受信したアクセス要求に従って、不揮発性メモリ駆動部１１３及び揮発性メモリ駆動部１１４の何れか一方へメモリへのアクセス指示を送信する（動作Ｂ）。図２（Ｂ）に示す一例では、受信したアクセス要求は揮発性メモリ１３へのアクセス要求であるため、メモリ管理部１１２は、揮発性メモリ１３へのアクセス指示を揮発性メモリ駆動部１１４へ送信する。

揮発性メモリ駆動部１１４は、メモリ管理部１１２から受信したアクセス指示に従ってアクセス命令を揮発性メモリ１３へ送信する。前述したように、揮発性メモリ１３が行うアクセスには時間がかからない。そこで、揮発性メモリ駆動部１１４は、アクセス命令を揮発性メモリ１３へ送信すると、アクセス完了通知をメモリ管理部１１２へ送信する。

メモリ管理部１１２は、アクセス完了通知を揮発性メモリ駆動部１１４から受信すると、アクセスフラグを倒す（動作Ｄ）。そして、メモリ管理部１１２は、揮発性メモリ１３へのアクセス完了をアプリケーション実行部１１１へ通知する（動作Ｅ）。このように、揮発性メモリ１３が行うアクセスには時間がかからないため、メモリ管理部１１２は、揮発性メモリ駆動部１１４への同期アクセス処理を行う。

アプリケーション実行部１１１は、不揮発性メモリ１２へのアクセス完了をメモリ管理部１１２から受信すると、送信したアクセス要求に従った不揮発性メモリ１２へのアクセスが完了したと判定する。

また、揮発性メモリ駆動部１１４は、アクセス完了通知をメモリ管理部１１２へ送信した後、メモリ管理部１１２から受信したアクセス指示に応答する指示成功通知をメモリ管理部１１２へ送信する。メモリ管理部１１２は、送信したアクセス指示に応答する指示成功通知を揮発性メモリ駆動部１１４から受信すると、受信したアクセス要求に応答するアクセス要求指示完了をアプリケーション実行部１１１へ通知する（動作Ｃ）。

アプリケーション実行部１１１は、アクセス要求指示完了をメモリ管理部１１２から受信すると、送信したアクセス要求に従った不揮発性メモリ１２へのアクセスが受け付けられたと判定する。

このように、メモリアクセス装置１によれば、メモリ管理部１１２が有するメモリ保証機能を不揮発性メモリ１２のみならず揮発性メモリ１３にも提供できる。
また、メモリ管理部１１２は、アプリケーション実行部１１１及びメモリ駆動部と連携して上述した動作Ａ〜動作Ｅを行うことで、不揮発性メモリ１２への非同期アクセス処理（図２（Ａ））及び揮発性メモリ１３への同期アクセス処理（図２（Ｂ））を行う。

すなわち、メモリ管理部１１２は、メモリ（不揮発性メモリ１２又は揮発性メモリ１３）へのアクセス要求をアプリケーション実行部１１１から受信すると、アクセスフラグを立てる（動作Ａ）。そして、メモリ管理部１１２は、アプリケーション実行部１１１から受信したアクセス要求に従って、不揮発性メモリ駆動部１１３及び揮発性メモリ駆動部１１４の何れか一方へメモリへのアクセス指示を送信する（動作Ｂ）。

メモリ管理部１１２は、送信したアクセス指示に応答する指示成功通知をメモリ駆動部から受信すると、受信したアクセス要求に応答するアクセス要求指示完了をアプリケーション実行部１１１へ通知する（動作Ｃ）。

メモリ管理部１１２は、アクセス完了通知を揮発性メモリ駆動部から受信すると、アクセスフラグを倒す（動作Ｄ）。そして、メモリ管理部１１２は、メモリへのアクセスの完了をアプリケーション実行部１１１へ通知する（動作Ｅ）。

このように、メモリアクセス装置１によれば、メモリ管理部１１２は、不揮発性メモリ１２への非同期アクセス処理とは順序が異なるだけで同様の動作によって、揮発性メモリ１３への同期アクセス処理を行うことができる。

さらに、メモリ管理部１１２は、メモリへのアクセス要求をアプリケーション実行部１１１から受信してからアクセス完了通知をメモリ駆動部から受信するまでの間、アクセスフラグを立てる。そこで、メモリ管理部１１２は、アクセスフラグが立っているときにアプリケーション実行部１１１からアクセス要求を新たに受信した場合には、該アクセス要求に対する処理を保留する。そして、メモリ管理部１１２は、アクセス完了通知をメモリ駆動部から受信してアクセスフラグを倒した後に、新たに受信したアクセス要求に対する処理を行う。すなわち、メモリ管理部１１２は、新たに受信したアクセス要求に従ったアクセス指示をメモリ駆動部へ送信する。

これに対し、アプリケーション実行部１１１は、送信したアクセス要求に応答するアクセス要求指示完了をメモリ管理部１１２から受信するまでは、新たなアクセス要求をメモリ管理部１１２へ送信しない。そこで、不揮発性メモリ１２へのアクセス処理（図２（Ａ））では、上述とは異なり、メモリ管理部１１２は、アクセス要求指示完了をアプリケーション実行部１１１へ送信する前提となる指示成功通知を不揮発性メモリ駆動部１１３から受信したときからアクセスフラグを立ててもよいはずである。しかしながら、揮発性メモリ１３へのアクセス処理（図２（Ｂ））では、メモリ管理部１１２は、アクセス完了通知を揮発性メモリ駆動部１１４から受信する前に指示成功通知を揮発性メモリ駆動部１１４から受信する。このため、指示成功通知を揮発性メモリ駆動部１１４から受信したときからアクセスフラグを立てると、メモリ管理部１１２は、アクセス完了通知の受信を契機としてアクセスフラグを倒すことができない。アクセスフラグを倒すことができないと、メモリ管理部１１２は、アプリケーション実行部１１１から受信した新たなアクセス要求を実行できなくなる。

そこで、前述したように、メモリ管理部１１２は、不揮発性メモリ１２へのアクセス処理か揮発性メモリ１３へのアクセス処理かを問わず、メモリへのアクセス要求をアプリケーション実行部１１１から受信したときからアクセスフラグを立てるように構成される。前述したように、アプリケーション実行部１１１は、送信したアクセス要求に応答するアクセス要求指示完了をメモリ管理部１１２から受信するまでは、新たなアクセス要求をメモリ管理部１１２へ送信しない。このため、不揮発性メモリ１２へのアクセス処理（図２（Ａ））において、アクセス要求をアプリケーション実行部１１１から受信したときからアクセスフラグを立てたとしても、アプリケーション実行部１１１の動作に変更を及ぼさない。

したがって、実施形態に従ったメモリアクセス装置によれば、アプリケーションプログラムの動作に変更を加えずに、メモリマネージャが不揮発性メモリと同じ処理動作によって揮発性メモリに効率よくアクセスすることができる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ メモリアクセス装置
１１ 制御部
１２ 不揮発性メモリ
１３ 揮発性メモリ
１１１ アプリケーション実行部
１１２ メモリ管理部
１１３ 不揮発性メモリ駆動部
１１４ 揮発性メモリ駆動部

Claims (4)

1. メモリへのアクセスを実行するメモリ駆動部と、
   前記メモリに対するデータ保証を提供するメモリ管理部であって、
   アクセス要求をアプリケーション実行部から受信すると、前記メモリへのアクセス中であることを示すアクセスフラグを立て、アクセス指示を前記メモリ駆動部へ送信し、
   前記アクセス指示に応答する指示成功通知を前記メモリ駆動部から受信すると、前記アクセス要求に応答するアクセス要求指示完了を前記アプリケーション実行部へ通知し、
   アクセス完了通知を前記メモリ駆動部から受信すると、前記アクセスフラグを倒し、前記アクセスの完了を前記アプリケーション実行部へ通知する
   前記メモリ管理部と
   を備え、
   前記メモリ駆動部は、不揮発性メモリに対する前記アクセスを実行する不揮発性メモリ駆動部と、揮発性メモリに対する前記アクセスを実行する揮発性メモリ駆動部とを含み、
   前記メモリ管理部は、前記アプリケーション実行部から受信した前記アクセス要求に従って、前記不揮発性メモリ駆動部及び前記揮発性メモリ駆動部の何れか一方へ前記アクセス指示を送信し、
   前記不揮発性メモリ駆動部は、前記アクセス指示に従ってアクセス命令を前記不揮発性メモリへ送信し、前記アクセス命令を前記不揮発性メモリへ送信すると前記指示成功通知を前記メモリ管理部へ送信し、前記不揮発性メモリが前記アクセス命令に従った前記アクセスを完了すると前記アクセス完了通知を前記メモリ管理部へ送信し、
   前記揮発性メモリ駆動部は、前記アクセス指示に従って前記アクセス命令を前記揮発性メモリへ送信し、前記アクセス命令を送信すると前記アクセス完了通知を前記メモリ管理部へ送信し、前記アクセス完了通知を前記メモリ管理部へ送信した後に前記指示成功通知を前記メモリ管理部へ送信する
   ことを特徴とするメモリアクセス装置。
2. 請求項１に記載のメモリアクセス装置であって、
   前記メモリ管理部は、前記アクセスフラグが立っているときに前記アプリケーション実行部から前記アクセス要求を新たに受信した場合、前記アクセス完了通知を前記不揮発性メモリ駆動部又は前記揮発性メモリ駆動部から受信して前記アクセスフラグを倒した後に、新たに受信した前記アクセス要求に従った前記アクセス指示を前記不揮発性メモリ駆動部又は前記揮発性メモリ駆動部へ送信する
   ことを特徴とするメモリアクセス装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のメモリアクセス装置であって、
   前記アクセスは、前記メモリへのデータの書き込み又は前記メモリからのデータの読み出しである
   ことを特徴とするメモリアクセス装置。
4. メモリへのアクセス要求をアプリケーション実行部から受信すると、前記メモリに対するデータ保証を提供するメモリ管理部は、前記メモリへのアクセス中であることを示すアクセスフラグを立て、アクセス指示をメモリ駆動部へ送信することと、
   前記メモリ駆動部は、前記アクセス指示に従って前記メモリへのアクセスを実行することと、
   前記アクセス指示に応答する指示成功通知を前記メモリ駆動部から受信すると、前記メモリ管理部は、前記アクセス要求に応答するアクセス要求指示完了を前記アプリケーション実行部へ通知することと、
   アクセス完了通知を前記メモリ駆動部から受信すると、前記メモリ管理部は、前記アクセスフラグを倒し、前記アクセスの完了を前記アプリケーション実行部へ通知することと
   を含み、
   前記メモリ駆動部は、不揮発性メモリに対する前記アクセスを実行する不揮発性メモリ駆動部と、揮発性メモリに対する前記アクセスを実行する揮発性メモリ駆動部とを含み、
   前記メモリ管理部は、前記アプリケーション実行部から受信した前記アクセス要求に従って、前記不揮発性メモリ駆動部及び前記揮発性メモリ駆動部の何れか一方へ前記アクセス指示を送信し、
   前記不揮発性メモリ駆動部は、前記アクセス指示に従ってアクセス命令を前記不揮発性メモリへ送信し、前記アクセス命令を前記不揮発性メモリへ送信すると前記指示成功通知を前記メモリ管理部へ送信し、前記不揮発性メモリが前記アクセス命令に従った前記アクセスを完了すると前記アクセス完了通知を前記メモリ管理部へ送信し、
   前記揮発性メモリ駆動部は、前記アクセス指示に従って前記アクセス命令を前記揮発性メモリへ送信し、前記アクセス命令を送信すると前記アクセス完了通知を前記メモリ管理部へ送信し、前記アクセス完了通知を前記メモリ管理部へ送信した後に前記指示成功通知を前記メモリ管理部へ送信する
   メモリアクセス方法。

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