JPS6288037A - 信号処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、情報処理システムにおける・・−ドウエア資
源の管理、特に複数の競合するアプリケーション・プロ
グラムの間での７１−ドウエア資源の割り振りに関する
。

Ｂ、従来技術 データ処理の環境において、ノ・−ドウエア資源は、シ
ステム内で稼動中の複数のソフトウェア・アプリケーシ
ョンの間で共有されている。２以上のアプリケーション
が同時に同じハードウェア資源を要求する事もまれな事
ではない。２以上のアプリケーションは同じノ・−ドウ
エア資源を同時に使用する事ができないので、この競合
の問題を克服する手段が設けられなければならない。こ
のノ・−ドウエア競合問題を克服するために種々の技術
が提案されている。

１つの方式では、システムのハードウェア資源を使用し
ようとする客競合するアプリケーションに優先順位が割
シ当てられる。２以上のアプリケーションが同時の実行
を要求する時、どのアプリケーションが最高の優先順位
を有するかの決定が行なわれる。そして最高の優先順位
を有するアプリケーションが、必要なノ・−ドウエア資
源を用いて実行する事を許される。下位の優先順位のア
プリケーションは、ハードウェア資源がもはや最高の優
先順位のアプリケーションによって必要とされなくなる
まで待機する。この方式に伴なう問題点は、高い優先順
位のアプリケーションが低い優先順位のアプリケーショ
ンよシも有利になる傾向があシ、従って優先順位の低い
アプリケーションの実行が大幅に遅れる事である。

この問題を克服するだめの１つの技術は、実行を待機し
ているアプリケーションの待ち時間の長さを他の待機中
のアプリケーションと比較して、アプリケーションに優
先順位を与える事である。

もう１つの公知の技術では、最短の予想実行時間を有す
るアプリケーションに優先順位が与えられる。例えば米
国特許第４０９６５７１号では、メモリを要求している
他のプロセッサがメモリに１回アクセスする前にプロセ
ッサが２回メモリにアクセスする事を禁止する事によっ
てプロセッサの待ち時間を最小限にしている。米国特許
第４４８１５８３号に開示された別の方式では、プログ
ラムは一連の処理期間中に実行される。各期間の終了後
、実行されたプログラムの優先順位は、消費した資源の
量に比例して下げられる。各処理期間の終了後、同じ資
源にアクセスする事を競合している全てのプログラムに
関して優先順位が再計算される。

米国特許第４５１４７２８号では、低優先順位のロック
アウトの問題が取り扱われている。低優先順位装置のロ
ックアウトは、例えば２つの高優先頭付の装置が低優先
順位の装置と同時に同じ資源に関して交互に競合する時
に起こシ得る。これらの競合は低優先順位の装置に有利
な形では解決されず、従って低優先順位の装置は必要な
資源にアクセスする事から占め出される。この特許によ
れば、資源に関する所定の時刻における要求の全てが記
憶される。記憶された要求に関係した各装置が資源への
アクセスを許されるまでは、それ以上の要求は受理され
ない。この方式では、下位の優先順位の装置はロック・
アウトされない。

Ｃ１発明が解決しようとする問題魚 信のアプリケーションによって現在使用されている資源
を先取りするアプリケーションをユーザーが開始させよ
うとする時、従来技術によって取り扱われていなかった
問題が発生する。各アプリケーションがどの資源を要求
しているか及びどの資源が現在利用可能かを判定する手
段が設けられなければならない。さらに、他のアプリケ
ーションを走らせるために資源が要求される事によって
アプリケーションが中断されようとしている事を＝−ザ
ーに警告しなければならない。さらに、割シ込んだアプ
リケーションが終了した後、割り込まれたアプリケーシ
ョンが実行を続けられるような手段が設けられなければ
ならない。２つ以上のアプリケーションが同時に走行で
きる環境では、要求された資源な記録し、機能している
アプリケーションの間でそれらを割シ振る手段が設けら
れなければならない。最後に、どのアプリケーションを
最初に実行するかに関してユーザーが正確な決定を行な
うのをシステムが助けられる方式で、同じハードウェア
資源に対する競合するアプリケーションによる使用を検
出できるようにする事が望ましい。

Ｄ１問題点を解決するための手段 本発明によれば、多機能信号処理システムの同じハード
ウェア資源を同時に使用する事を要求する独立のアプリ
ケーション・プログラムが、それらが資源を使用してい
るか又は使用しようとしている時を認識できるようにす
る手段が提供される。

ユーザーは、他のアプリケーションによって現在使用さ
れている資源を先取シするアプリケーションを開始させ
る事が可能になる。資源を横取りされたアプリケーショ
ンは、必要な資源が再び利用可能になった時に実行を再
開できるように識別される。あるアプリケーションから
資源が他のアプリケーションによって横取シされる前に
、ユーザーにはアプリケーションが実行される順序を変
更できるように警告が与えられる。

Ｅ、実施例 本発明の実施例の信号処理システムは、音声認識、テキ
スト−音声変換、音声の記憶再生、電話及びモデム通信
を用いた非同期通信の機能を提供する。ハードウェア資
源は、２つのボート又はチャネル、２本の電話回線、１
台の電話、１台のスピーカー、１個のマイクロホン、及
び上記の機能を提供するだめの命令メモリ中の２つの区
画を含んでいる。ハードウェア資源に加えて、割り込み
資源も存在する。これらの割り込み資源は、両電話回線
上の呼び出し入力及び電話機に関する受話器のオン／オ
フ信号を含んでいる。

アプリケーションはホストを経由して信号処理システム
と通信する。信号処理プログラムは、命令メモリの第３
の区画中に常駐するマルチ・タスク、割シ込み駆動の制
御プログラムの制御の下に信号プロセッサ上で実行され
る。信号プロセッサ制御プログラムは、区画中の命令メ
モリを管理し区画中の信号処理プログラムが並行して走
る事を可能にする。区画中の信号処理プログラムは、ア
プリケーション−プログラミング−インタフェース中の
機能セットに対応する。アプリケーション・プログラミ
ング・インタフェース・サブシステムは、アプリケーシ
ョンからのアプリケーション・プログラミング・インタ
フェース・コマンドに応答して信号処理プログラムを適
当な区画にロードする。インタフェース中の機能セット
は、電話、回線監視、非同期通信、音声入出力、音声合
成（テキスト−音声変換）及び音声認識を含んでいる。

信号処理システム５０の単純化された機能ブロック図が
第１図に示されている。信号プロセッサ８８はテキサス
・インスッルメント社のＴＭＳ　３２０１０等の市販の
信号プロセッサで良い。信号プロセッサ８８はホスト・
プロセッサ８９によって完全に制御され、動作前にその
ＣＰＵの命令がロードされなければならない。信号プロ
セッサ８８は命令メモリ２１及びデータ・メモリ８７を
使用する。これらのメモリの両者は、信号プロセッサ８
日と同時にではないが、ホスト・プロセッサ８９によっ
てアクセス可能である。命令メモリ２１は、信号プロセ
ッサ８８がターン・オフ即ちリセツトされた時にだけホ
スト・プロセッサ８９によってアクセス可能である。そ
の時、ホスト・プロセッサ８９は命令メモリ２１からロ
ードし、次にデータ・メモリ８７にスイッチする事がで
きる。

データ・メモリは信号プロセッサ８Ｂと常時動的に共有
されている。信号プロセッサ８８及びホスト・プロセッ
サ８９０両者は、ホスト・プロセッサ８９の制御の下に
割シ込みマスキングを用いて互いに割シ込みを行なう能
力を有する。

信号処理システムに利用可能な資源が第２図に示されて
いる。区画ｆ２．１３及び１４は命令メモリ２１（第３
図参照）に含まれている。区画１４は処理システムが初
期設定される時にロードされ、信号処理システムの資源
を管理する機能を提供する。区画１２は電話又は回線監
視の機能セットを含み得る。電話機能セットは回線３４
又は３５に電話番号をダイヤルし、外線′電話呼び出し
の経過を監視する能力を有する。回線監視機能セットは
、呼び出しが確立された後に電話機によって発生される
到来信号をアプリケーション・プログラムに知らせるこ
とができる。

区画１３は、音声入出力、音声合成、音声認識及びモデ
ム通信を用いた非同期通信を提供する機能セットの１つ
を含み得る。音声入力機能セットは、音声入力を受は取
シ、ディジタル化し圧縮し、そしてそれをデータ・メモ
リ８７に記憶する能力を提供する。音声出力機能は基本
的には音声入力機能の逆を行ない、従ってディジタル化
され圧縮された信号から音声出力信号が再生される。音
声合成機能セットは、ＡＳＣＩＩテキスト・ストリング
から明瞭な音声を合成する手段を提供する。

音声認識機能セットは、以前に訓練された発音を認識す
る能力を提供する。非同期通信機能セットは、通常の非
同期プロトコルを用いて回線３４及び３５等の電話回線
を経由してデータを送受信する能力を提供する。

電話口Ｉ！３４及び３５に加えて、電話機２８及びマイ
クロホン２９及びスピーカ３１が設けられている。マイ
クロホン２９はユーザーがディジタル処理システムに音
声情報を入力する事を可能にし、スピーカ３１は音声出
力信号を聴く事を可能にする。信号線２２は電話機２８
の状態を示す受話器オン／オフ表示信号を供給する。電
話機２８の受話器が受は台を離れると、リレー２７が閉
じ、それによって電話呼び出し信号が回線３４上建置か
れる。電話回線インタフェース（ＰＬＩ）２６は電話回
線３４に対するインタフェースを与え、一方電話回線イ
ンタフェース２５は電話回線３５に関するインタフェー
スを提供する。電話回線インタフェース２５及び２６は
信号処理システム５０のハードウェア資源とは考えられ
ない。

最後の２つのハードウェア資源はポート１５及び１７で
ある。ポート１５は送信器１日及び受信器１９を含み、
間際にポート１７は送信器３２及び受信器３３を含む。

電話機２８、マイクロホン２９、スピーカ３１並びに電
話回線３４及び３５はポート１５及び１７を経由してマ
ルチプレックスされ、さらにポートは巣−のＡ　／　Ｄ
及びＤ／Ａ変換器対にマルチプレックスされる。Ａ／Ｄ
及びＤ／Ａ変換は本発明の一部を構成しないので、ここ
では詳細に説明しない。ポート１５及び１７は区画１２
又は１３によってアクセスできる。さらに、両方の区画
１２及び１３は同じポートにアクセスできる。

上述のハードウェア資源に加えて、アプリケーションが
使用できる３つの割り込み資源が存在する。最初の２つ
の割り込み資源は回線′５４及び３５上の呼び出し入力
側シ込みである。３番目の割シ込み資源は信号線２２に
よって与えられる電話機の受話器のオン／オフである。

第３図は、コマンド及び割り込みの流れを、単純化され
た機能ブロックの形式で示している。アプリケーション
１０は、プログラミング・インタフェース１１を経由し
て、ドライバ４１、インプリメンテーション・コード４
２及びハードウェア割シ込みルータ−４３と相互作用す
る。これらは各々ホスト処理システム１２中に存在して
いる。

ハードウェア・インタフェース４４はホスト処理システ
ム１２と信号処理システム５０との間の境界を形成して
いる。アプリケーション・コマンドは命令メモリ２１の
区画２４に至シ、一方割シ込みは区画２４から発生する
。区画２４は信号プロセッサ制御プログラムを含んでい
る。この制御プログラムは区画１２．１３及び１４中の
命令メモＩＪ　＝３ｒ管理し、区画１２，１３及び１４
中の信号処理プログラムが並行して走る事、従って信号
処理システム５０の資源を共有する事を可能にする。

以下、プログラミング・インタフェース１１を定義する
コマンド及び割シ込みの流れを、第３図及び第４図を参
照しながら詳細に説明する。

第４図は、アプリケーション１０からのコマンドがイン
タフェース１１及びホスト１２を経由して信号処理シス
テム５０に至る流れを詳細に示している。アプリケーシ
ョン１０からインタフェース１１に入力されるコマンド
は２つの型の識別清報を含んでいる。第１の型の識別情
報は使用されるべき機能セットを指定するものであり、
インプリメンテーション・コード４２をアクセスする適
当な制御ブロック５１を選択する。第２の型の識別情報
は、与えられた機能セット内の特定のコマンドである。

ドライバ４１はそれらのコマンドを受は取シ、それをイ
ンプリメンテーション・コード４２中の適当な位置に伝
達する。インタフェース１１及びドライベ４１へのコマ
ンド入力の一部である制御ブロック選択情報は特定の制
御ブロック５１を識別する。この制御ブロック５１はコ
マンド・ベクトル・ブロック５２の開始点を指すポイン
タ・ブロック７１を含む。コマンド中に含まれるコマン
ド・コード情報は信号線７２上に出力される。ポインタ
・ブロック７１からのポインタ情報と共同して、コマン
ド・コードは、このコマンドに関係するコマンド・ベク
トル５２中の特定の位置を指す。実行後、コマンド・ベ
クトル５２はコマンド・プロセッサ５３中のインプリメ
ンテーション・コードの特定部分を指示する。必要な特
定のコード部分を見つけると、ドライバ４１は、この必
要なコードを含むこのコマンド・プロセツサ５３に制御
を渡す。要するに、信号線７２に出力されたコマンド・
コード及びポインタ・ブロックに伴なうコマンド・ベク
トル５２はアドレッシング機能を実行する。次にコマン
ド・プロセッサ５３は、アプリケーション１０から信号
処理システム５０に出力された特定のコマンドを実行す
る。

第５図は、信号処理システム５０からホスト１２、イン
ターフェース１１を経てアプリケーション１０内のアプ
リケーション割シ込みルーチン６１に至る割シ込みの流
れを詳細に示している。割シ込みは倍信号処理システム
５０によシ発生され、ハードウェア・　インターフェー
ス４４からハードウェア割シ込みルータ−４３に出力さ
れる。割シ込み信号は区画情報及び割シ込みの型に関す
る情報を含んでいる。区画情報は制御ブロック６６を識
別するために使われる。制御ブロックは割シ込みベクト
ル６７の開始点を指すポインタ７２を含んでいる。割シ
込みの型は信号線７５に入力される。ポインタ７２と一
緒になって、割り込みベクトル・ブロック６７中の正し
い点がアクセスされる。実行後、割シ込みベクトル６７
は割シ込みハンドラ６８中の入口点を指示する。こうし
てハードウェア割シ込みルータ−４３は割り込みを割り
込みハンドラに結び付ける。次に割シ込みハンドラ６８
は、アプリケーション割シ込みベクトル６４を経由して
アプリケーション割シ込みルーチン６１″＆で割り込み
を伝達する。信号線６３からアプリケーション割り込み
ルーチン６１に与えられる情報は、どの割り込みが来た
かに関する情報を含み、割シ込みを処理するためにアプ
リケーション１０に制御を渡す。制御がアプリケーショ
ン１０に与えられた後、ステータス読取りコマンドがア
プリケーション１０かも出力される。次に割シ込みステ
ータス・ブロック６５から信号線６２を経てアプリケー
ション割り込みルーチン６１にステータス読取シ情報が
入力される。この信号は、ちょうど送られて来た割り込
みに関するより多くの情報を与え、且つ以前のステータ
ス読取シコマンド以来、発生した全ての割り込みに関し
てアプリケーション割り込みルーチン６１に知らせる。

割シ込みステータス・ブロック６５は、ハードウェア割
り込みルータ−４３によって割り込みハンドラ６８がア
クセスされる毎に、割シ込みハンドラ６日によって更新
される。

電話又は回線監視等の機能セットは、２つのソフトウェ
ア・ファイルから成っている。１つのファイルはホスト
処理システム１２に関するものであり、他のファイルは
信号処理システム５ｏに関するものである。機能セット
が活性化される時、両方のファイルがホスト１２のメモ
リにロードされ、次に信号処理プログラムが命令メモ’
Ｊ２１ＶＣダウンロードされる。このダウンロード動作
は、基本的にはベース区画１４によって行なわれるメモ
リ間移動である。このダウンロードは他の区画の１つ、
１２又は１３の実行中に行なうことができる。

信号処理システム５０から利用可能な任意の資源を使用
する必要のあるアプリケーション・プログラムは０ＰＥ
Ｎ機能を用いてこれらの資源に対するアクセスのために
競合しなければならない。

信号処理システム５０は、限られた程度の並行性しか許
さない。即ち限られた数のアプリケーションしか同時に
システムにアクセスする事を許されない。良好な実施例
において、４つのアプリケーションが並行して走る事が
できる。この限界の場合、例えば２つのアプリケーショ
ンが独立に命令メモリ２１の区画１２及び１３を使う事
ができる。

この状態は、区画１２が電話呼び出しを行なうために使
用され、同時に区画１３が音声認識のために使用される
時に、生じ得る。さらに、１つ又は２つのアプリケーシ
ョンが回ａ３４及び３５上で同時に２つの電話呼び出し
入力の割り込みを使用できる。並行動作できるアプリケ
ーションの許された数を越えないならば、０ＰＥＮ機能
は成功し、資源制御ブロック（ＲＣＢ）の識別情報（Ｉ
Ｄ）が、その資源を求めているアプリケーションに返さ
れる。ＲＣＢはアプリケーションを識別し、アプリケー
ションがどの資源を要求しているかを示すために使用さ
れる。資源に対するどの要求も、信号処理システム５０
にＲＣＢを提示する事によって行なわれる。資源制御ブ
ロックに類似するものトシて、システム制御ブロック（
Ｓ　ＣＢ　）　ｉｆ存在する。これは所定の資源が何ら
かの他のＲＣＢに割シ振られているか否か、又は資源が
割り振シのために利用可能か否かについての表示を与え
る。

アプリケーションが必要なノ・−ドウエア資源又は割り
込み資源を得る事を可能にする３つの機能が信号処理シ
ステム５０によって与えられている。

第１の機能はハードウェア読取ｐ（ＲＥＡＤ　　ＨＤＷ
）である。ＲＥＡＤ　　ＨＤＷ機能は２つのオペランド
、所有されたノ・−ドウエア及び利用可能なハードウェ
アのオペランドを含んでいる。これら２つのオペランド
は各々、要求ＲＣＢがどの資源を所有しているか、及び
どの資源が現在利用可能（即ちどのＲＣＢもその資源を
所有していない）かを示す。この後者の清報はシステム
制御ブロックによって与えられる。ＲＥＡＤ　　ＨＤＷ
機能は、そのオペランドの１つとして要求ＲＣＢの識別
番号も含んでいる。信号処理システム５０によって与え
られる第２の機能は、ノ・−ドウエア要求（ＣＬＡｒＭ
　　）ＩＤＷ）機能である。これは第１０オペランドと
してＲＣＢ及びハードウェア・オペランドを含み、これ
によってアプリケーションは、アプリケーションのＲＣ
Ｂによって要求された資源を捕獲する。要求しているア
プリケーションは、それらの資源を、たとえ他のＲＣＢ
から奪取しなければならない場合であっても、受は取る
。このようにして資源を奪取された各ＲＣＢは、この事
象を警告するために「ハードウェア奪取」割シ込みが与
えられる。次に資源を奪取されたＲＣＢは他の全てのハ
ードウェア資源を信号処理システム５０に返す。

この環境において、ユーザーは、現在地のアプリケーシ
ョンによって使用されている資源を先取するアプリケー
ションを開始する事が可能になる。

新しく開始されたアプリケーションは、ＲＥＡＤＨＤＷ
機能を使用して、ユーザーに先取の警告を与える。ユー
ザーが先に進む事を決意すると、アプリケーションの識
別されたＲＣＢによって必要な資源を捕獲す、るために
ＣＬＡＥＭ　　ＨＤＷ機能が使われる。先取を行なうア
プリケーションは、ＣＬＡｒＭ　　ＨＤＷ機能によって
要求されるまではどの資源も使用できない事に注意され
たい。

信号処扉システム５０（てよってＲＣＢの割シ振シ及び
制御のために与えられる最後の機能は、ハードウェア解
放（ＦＲＥＥ　ＨＤＷ）である。この機能は、アプリケ
ーションがその資源の一部又は全部を他のアプリケーシ
ョンのために信号処理システム５０に返す事を可能にす
る。ＦＲＥＥＨＤＷ機能は、資源を解放するＲＣＢを識
別し、どの資源が解放されるかを指定する。アプリケー
ションが終端する時、それはＣＬＯ８Ｅ機能を用いて、
信号処理システム５０に対する要求を解放する。この機
能は、ＲＣＢを信号処理システム５０に戻し、そのＲＣ
Ｂが所有しているハードウェア資源を解放する。このよ
うにして、このＲＣＢに関連する全ての資源は再び他の
アプリケーションのために信号処理システム５０にとっ
て利用可能となる。資源の解放には、割シ込み資源も含
まれる。

機能セットＣＬＡＩＭ　　Ｉ（ＤＷ％　ＦＲＥＥ　ＨＤ
Ｗ、及びＲＥＡＤ　　Ｉ（ＤＷによる動作は第６図に示
されている。この流れ図は、ＲＣＢｌが現在ＲＣＢ２に
よって所有されている資源を要求しているものと仮定す
る。ＲＣＢｌはＲＣＢ２を先取する。ステップ８１にお
いて、ＲＣＢｌによって要求された資源が利用不能か否
かの判定が行なわれる。もし全ての資源が利用可能なら
ば、要求された資源はＲＣＢｌに割シ振られる。しかし
、利用不可能な資源が存在すると、ステップ８２で、要
求された資源がＲＣＢ２によって所有されているか否か
の判定が行なわれる。そうでなければ、流れ図はステッ
プ８５に分岐し、そこで全ての他の現在活性なＲＣＢが
調査される。しかし、要求された資源がＲＣＢ２によっ
て所有されていれば、ステップ８３に示すように、ＲＣ
Ｂ２の全ての資源がシステムに返される。ステップ８４
で、ステップ８３においてＲＣＢ２から資源が取シ上げ
られたものに対応するアプリケーションにハードウェア
奪取側シ込みが発生される。ステップ８５に示すように
、他の全てのＲＣＢが調査された後、要求元のアプリケ
ーションで使用するためにＲＣＢｌに、要求された資源
が割り振られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は信号処理システムの機能ブロック図、第２図は
信号処理システムのハードウェア資源のブロック図、 第３図は全体的なシステムの機能ブロック図、第４図は
アプリケーション・プログラムから信号処理システムへ
のコマンドの流れを示すブロック図、 第５図は信号処理システムからアプリケーション・プロ
グラムへの割シ込みの流れを示すブロック図、 第６図はアプリケーションへの資源のＪｕｌ）振シを示
す流れ図である。 ［］人　　インク〒ナショカル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション代理人　弁理士　　頓　　　宮　　
　孝　　　−（外１名） ＦＩＧ、　　（ ＦＩＧ、　　　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のシステム資源と、 上記複数のシステム資源の少なくとも１つの同時的な使
   用を要求する複数のアプリケーション・プログラムと、 上記複数のシステム資源の少なくとも１つを使用して第
   １のアプリケーション・プログラムが動作している時、
   上記少なくとも１つの資源を用いて第２のアプリケーシ
   ョン・プログラムを実行できるようにするために、上記
   第１のアプリケーション・プログラムから上記複数のシ
   ステム資源の少なくとも１つを奪取する手段とを含む 信号処理システム。