JPWO2005003980A1 - 多目的半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

多種多様な機器を簡単に、そして低コストでネットワークに繋ぐことを可能とする多目的半導体集積回路装置を提供する。この多目的半導体集積回路装置は、複数種類の入力／出力インターフェイスと、複数種類の入力／出力インターフェイスにより入力／出力されるデータに関する処理をスクリプト言語により規定したスクリプトファイルを格納するファイル記憶領域を備えたメモリと、スクリプトファイルを実行可能なインタプリタと、複数種類の入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかからメモリのファイル記憶領域へのアクセスを可能とするファイル管理システムとを有する。スクリプトファイルで入出力データに関するユーザロジックを規定することにより、ファームウェアとユーザロジックとを明確に区別して取り扱えるようになり、また、ユーザロジックの搭載も容易になる。

Description

本発明は、半導体チップまたはチップセットにより構成される半導体集積回路装置に関するものである。

シリアルポートしか持たないデバイスをインターネットなどのコンピュータネットワークに接続するためのデバイスサーバと称されるシステムが知られている。たとえば、ネットワーク機器の設定用のコンソールポートのほとんどはシリアルポートである。特開２００２−３２８８５３号公報には、そのシリアルポートを、デバイスサーバを介してネットワークに接続し、デバイスサーバでプロトコルを変換することにより、ネットワーク経由でネットワーク機器のコンソールポートにアクセスしてパラメータファイルを設定することが記載されている。

デバイスサーバはプロトコルを変換してデータを転送する機能を有するが、変換の対象となるプロトコルが異なるとインターフェイスコントローラ用のチップが異なるので、異なるデバイスサーバを用いる必要がある。たとえば、特開２００２−３２８８５３号公報においては、携帯電話とシリアルポートとを接続するために、インターネットとシリアルポートを接続するデバイスサーバ（ＤＳ）とは異なる、携帯電話対応デバイスサーバ（ＤＳ）を用いている。

シリアルデータを入出力可能なシリアルポートあるいはシリアルインターフェイスの中にもＲＳ−２３２Ｃ、ＵＳＢ、フィリップス社のＩ２Ｃ、ＩＥＥＥ１３９４など種々の異なるタイプがある。これらのインターフェイスをコンピュータネットワークに接続するには異なるプロトコル変換が必要となる。また、シリアルインターフェイスの他にも、パラレルインターフェイス、アナログインターフェイス、デジタルインターフェイスしか持たない機器（以降ではターゲットデバイス）をネットワークに接続したいという要望は多いが、それぞれのタイプのインターフェイス、それぞれのプロトコルに対応したデバイスサーバを開発していたのでは膨大な時間とコストが必要となる。

さらに、ターゲットデバイスに単にネットワークを介してコンピュータ端末（ＰＣ）からアクセスできたとしても、ターゲットデバイスから取得したデータを表示したり、解析したりするアプリケーションを開発しなければターゲットデバイスからの情報を出力したり利用したりすることができない。たとえば、ターゲットデバイスがデジタルカメラである場合、ネットワーク経由でデジタルカメラから画像データを取得できたとしても、その画像データを表示するためには画像データを処理できるビュワーなどのアプリケーションが必要になる。デジタルカメラから取得した画像がＨＴＭＬファイルに貼り付けられたホームページ（ＨＰ）であれば、ウェブブラウザさえ稼動していればネットワークを介して簡単にデジタルカメラの画像を見ることができるがデバイスサーバだけではそのような機能を有していない。デバイスサーバとしての機能を搭載し、ＨＰを作成する機能も搭載したパーソナルコンピュータを介してデジタルカメラをコンピュータネットワークに接続すれば目的は果たせるかもしれないが、それでは到底、ターゲットデバイスを低コストで簡単にネットワークに接続できたと言うことはできない。

ＩＰｖ６の導入が検討されている昨今、さまざまな機器にＩＰアドレスを付与して、簡単に、低コストで、さらに、現存する機器あるいは資源を活かしてネットワークに接続することが可能となれば、付加価値はさらに上昇し、多種多様なサービスあるいはビジネスが実現される可能性がある。

そこで、本発明においては、多種多様な機器を簡単に、そして低コストでネットワークに繋ぐことを可能とする装置を提供することを目的としている。さらに、多種多様な機器の出力を簡単に、たとえば、ブラウザから簡単に見ることができるようにする装置を提供することを目的としている。

本発明においては、複数種類の入力および／または出力インターフェイス（本明細書では入力／出力インターフェイスあるいは入出力インターフェイスとも記載している）を予め備えた多目的の半導体集積回路装置を提供する。本明細書において、半導体集積回路装置とは、エンベデッドプロセッサを含めてシステムが１つの半導体基板上に搭載されたシステムＬＳＩのような１チップの半導体集積回路装置に限らず、ＣＰＵ、インターフェイス用のＡＳＩＣ、ＲＯＭおよびＲＡＭのチップが組み合わされたチップセット、さらにはそれらのチップが一体に組み合わされたモジュールを含むものである。なお、以降では、特に断らない限り、チップとはシステムＬＳＩに限らず、チップセット、さらにはチップセットが一体にマウントされたモジュールも含めた概念である。

本明細書において、複数種類の入力／出力インターフェイスは、複数種類の入出力インターフェイスとも記載され、各種データを入力するためのインターフェイス、出力するためのインターフェイス、さらに、入力および出力するための少なくともいずれかのインターフェイスを含む。同様に、入力／出力は、入出力とも記載され、データの入力、出力、さらに、入力および出力の少なくともいずれかを示す。また、入力／出力インターフェイスは、コネクタといった物理的な部分を含んでも良いが、チップあるいはモジュールとして提供すると共に、多目的に利用可能となるためには基本的には物理的な部分は含まない構成であることが望ましい。ただし、複数種類の入出力インターフェイスは物理層を含まないということではなく、物理層に含まれる論理的な部分、例えば、プロトコルやモデムの変復調方式を含むことは可能である。しかしながら、多くのケースでは、本発明の多目的半導体集積回路装置は、各種類の入出力インターフェイスは、各々のインターフェイスのスタンダードで規定されたプロトコルのうち、データリンク層を含めたそれより上の階層に含まれるプロトコルによりデータをハンドリングあるいは処理する機能を有する。

例えば、複数種類の入出力インターフェイスには、コンピュータネットワーク（本明細書ではネットワーク）にアクセス可能なネットワークインターフェイスであるイーサネット（登録商標）コントローラ（ＭＡＣ）、カードインターフェイスであるＣＦ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ（登録商標））インターフェイス、シリアルＩ／Ｏインターフェイス、ＵＳＢ−ＨＯＳＴインターフェイス、ＵＳＢ−ＴＡＲＧＥＴインターフェイス、パラレルＩ／Ｏインターフェイス、フィリップス社が提唱するＩ２Ｃバスインターフェイス、Ａ／Ｄ変換機能あるいはＤ／Ａ変換機能を備えたインターフェイス、音声ＣＯＤＥＣ機能を備えたインターフェイスがある。

多種類の入出力インターフェイスを予め搭載した半導体集積回路装置を提供することにより、その半導体集積回路装置を多目的に利用できる可能性が生ずる。例えば、多目的半導体集積回路装置の複数種類の入力／出力インターフェイスに物理層となるコネクタを接続することによりデバイスサーバを簡単に構築できる。本発明の多目的半導体装置のネットワークインターフェイスと、その他の適当なタイプのインターフェイスとのそれぞれにコネクタを接続することにより、ネットワークインターフェイスを持たないターゲットデバイスをネットワークに接続するためのデバイスサーバを簡単に構築できる。さらに、多目的半導体集積回路装置の複数種類の入力／出力インターフェイスのいずれかとターゲットデバイスとをターゲットデバイス内あるいはその外で接続し、複数種類の入力／出力インターフェイスの他のいずれか、たとえばネットワークインターフェイスとコネクタとを接続することにより、従来のターゲットデバイスとしての資産をそのままにネットワークインターフェイスを備えたデバイスとして提供することが可能となる。

さらに、使用の要否にかかわらず、予め多種類の入出力インターフェイスを搭載した半導体集積回路装置とすることにより、量産することが可能となり、多目的用の半導体集積回路装置のハードウェアコストは十分に低くすることができる。

多種類の入出力インターフェイスを予め搭載した多目的半導体集積回路装置においては、多種類のプロトコルに従ってデータをハンドリングする機能は予め搭載することはできても、インターフェイス間の処理あるいは動作を決める機能を予め搭載したり、そのための制御ロジックなどのすべてを予め搭載しておくことは不可能である。単に、シリアルインターフェイスと、ネットワークインターフェイスのＴＣＰプロトコル間でプロトコル変換を行ってデータを転送するのであれば、そのような処理を行う論理を半導体処理装置のＲＯＭとかシーケンサに搭載しておくことは可能である。しかしながら、多種類のインターフェイス間の処理を予め想定してプログラム開発することは時間と労力がかかり、さらに、ターゲットとするデバイスによってデータ処理方法が変わり、また、ユーザによって処理方法が変わる可能性は常にある。したがって、アプリケーション層の機能まで含めて予め搭載しておくことは不可能である。

一方、多目的半導体回路装置に搭載されているファームウェアを、多目的半導体回路装置が適用されるアプリケーションに適合するように生成したり、更新したりするのは手間と時間のかかる作業になる。また、ユーザ側にファームウェアの作成を無制限に許可するようなシステムや、ユーザ側がファームウェアを開発できるようなフレームワークを開発することも手間と時間が必要な作業となり、ハードウェアコストを下げることができてもソフトウェアコストを下げることが難しい。

そこで、本発明の多目的半導体集積回路装置においては、さらに、複数種類の入力／出力インターフェイスにより入力／出力されるデータに関する処理をスクリプト言語により規定したスクリプトファイルを格納するファイル記憶領域を備えたメモリと、スクリプトファイルを実行可能なインタプリタと、複数種類の入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかからメモリのファイル記憶領域へのアクセスを可能とするファイル管理システムとを搭載する。スクリプトファイルにより、入出力データに関する処理（ユーザロジック）を規定することにより、ファームウェアとユーザロジックとを明確に区別して取り扱えるようになる。したがって、安全にユーザロジックの作成およびメンテナンスなどをユーザに開放することが可能となる。さらに、スクリプト言語でユーザロジックを記述でき、そのまま、半導体集積回路装置で実行できるので、コンパイラは不要であり、ユーザロジックを開発するためのリソースは最小限で済む。さらに、多目的半導体集積回路装置へのユーザロジックの搭載および変更も極めて容易となる。

さらに、本発明の多目的半導体集積回路装置は、複数種類の入力／出力インターフェイスを備えているので、ファイル管理システムを搭載し、入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかからメモリのファイル記憶領域へのアクセスを可能とすることにより、多目的半導体集積回路装置におけるスクリプトファイルの管理もオープンになりユーザが極めて容易に行えようになる。複数種類の入力／出力インターフェイスの１つが、コンピュータ端末（ＰＣ）に接続可能なＰＣインターフェイス、たとえば、ＵＳＢ−ターゲットインターフェイスであれば、ファイル管理システムは、ＰＣからファイル格納領域をマスストレージクラス（ＵＳＢマスストレージクラス）としてアクセス可能にすることができる。このような多目的半導体集積回路装置は、ＵＳＢを介してＰＣと接続することにより、ユーザがスクリプトファイルの生成も、管理も自由に行うことができ、ソフトウェアコストも低くできる。

多目的半導体集積回路装置によりＬＡＮ−シリアルの転送機能を持たせることが可能である。複数種類の入力／出力インターフェイスの１つを、コンピュータネットワークのアドレスに基づきアクセスされ、そのコンピュータネットワークで有効なネットワークプロトコルの少なくとも１つをサポート可能なネットワークインターフェイスとする。複数種類の入力／出力インターフェイスの他の１つを、シリアル入力／出力をサポートするシリアルインターフェイスとし、さらに、多目的半導体集積回路装置はネットワークインターフェイスおよびシリアルインターフェイスの間のデータ転送を行う転送手段を備えていることが望ましい。比較的利用頻度の大きなＬＡＮ−シリアル転送機能はファームウェアに含めて提供することができる。

ファイル記憶領域には複数のスクリプトファイルを格納することが可能であり、イベントの発生を監視し、発生したイベントに関連付けされたスクリプトファイルを選択してインタプリタにより実行させるプログラム管理システムをさらに搭載することができる。これにより、１つの半導体集積回路装置で複数のジョブを実行することができる。例えば、複数種類の入力／出力インターフェイスの１つを、コンピュータネットワークにアクセス可能なネットワークインターフェイスとし、そのネットワークインターフェイスを介してＨＴＴＰプロトコルに従いファイル記憶領域に格納された少なくとも１つのウェブ出力ファイルを供給するウェブサーバシステムを半導体集積回路装置に搭載できる。ウェブサーバシステムがＣＧＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｇａｔｅｗａｙ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）および／またはＳＳＩ（Ｓｅｒｖｅｒ Ｓｉｄｅ Ｉｎｃｌｕｄｅ）をサポートし、イベント監視機能を備えたプログラム管理システムがＣＧＩおよび／またはＳＳＩをイベントとして検出し、ＣＧＩおよび／またはＳＳＩにより指定されたスクリプトファイルを選択することにより、ウェブブラウザから半導体集積回路装置を簡単に制御することができる。

スクリプトファイルに、複数種類の入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかから情報を取得し、その取得した情報をウェブ出力ファイルの少なくとも一部として出力する処理を実行するスクリプトを含めることができる。これにより、ターゲットデバイスから取得したデータ、例えばデジタル画像をホームページに貼り付けてウェブブラウザで直に見ることができ、ホームページを作成するＰＣをターゲットデバイス側に用意する必要はなくなる。ターゲットデバイスが温度計あるいは湿度計などの測定装置であれば、多目的半導体集積回路装置を使用することにより、現地で測定された温度、湿度あるいはその他の測定値をネットワーク経由でウェブブラウザから簡単に見ることができる。

複数種類の入力／出力インターフェイスの１つがコンピュータネットワークにアクセス可能なネットワークインターフェイスであれば、さらに、時計機能と、ネットワークインターフェイスを介して時刻情報を取得して時計機能の時刻合わせを行うＳＮＴＰクライアント機能を搭載することにより、半導体集積回路装置で精度良く時刻を管理できる。したがって、イベント監視機能を備えたプログラム管理システムが、時計機能の時刻情報をイベントとして監視し、それに基づきスクリプトファイルを選択するようにでき、定期的に温度を測定して記憶するなどの処理を、スクリプトファイルにより自由に規定できる。また、測定されたデータが格納されたファイルは、ファイル管理システムを介して簡単にＰＣに取得することができる。

図１は、サーバチップに接続可能な機器の例を示す。 図２は、サーバチップのモジュール構成を示す。 図３は、サーバチップの機能的な構成を示すブロック図である。 図４は、コマンドインタプリタの機能を説明する図である。 図５は、ＨＴＴＰサーバの機能を説明する図である。 図６（ａ）は、ＨＴＭＬファイルの例を示し、図６（ｂ）は、スクリプトの例を示し、図６（ｃ）は、スクリプトが実行された場合のＨＴＭＬファイルの例を示す。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、ＨＴＭＬファイルの出力例を示す。

以下に図面を参照しながらさらに詳しく説明する。図１に本発明に係る多目的半導体回路装置により接続可能な機器の例を示してある。この多目的半導体回路装置はサーバチップ１０と称されており、多種のインターフェイスを備え、多種多様なデバイスをターゲットデバイスとして接続することができる。サーバチップ１０に搭載可能なインターフェイスの種類はこれに限定されるものではないが、以下に説明するインターフェイスは、昨今のデバイスに標準的に用意されているインターフェイスのほとんどをこれによりカバーしている。以下に示したインターフェイスは特に記載がなければ、データを入力し、またはデータを出力し、さらには入力および出力する機能を備えている。したがって、ユーザがサーバチップ１０により実現したい機能により、データの入力のみ、データの出力のみ、さらにデータの入力および出力に用いることが可能であり、入力／出力インターフェイス（入出力インターフェイス）として動作する。

サーバチップ１０は、まず、ネットワークにアクセス可能なネットワークインターフェイスであるイーサネット（登録商標）コントローラ１１を備えている。したがって、このコントローラ１１に、物理的なコネクタ９を接続すればＬＡＮケーブルなどによりルータ８を経由したり、ＴＡを経由してインターネット７に接続することができる。また、サーバチップ１０は、カードインターフェイスであるＣＦ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ（登録商標））インターフェイス１２を備えている。したがって、メモリカード６ａ、無線ＬＡＮカード６ｂおよびＰＨＳ通信カードなどを接続し、そのカードの機能を利用できる。また、サーバチップ１０は複数のシリアルＩ／Ｏインターフェイス１３を備えている。したがって、外部計測機器、例えば、Ｔ＆Ｄ社のおんどとり（登録商標）のような温度測定装置５を接続して温度データを取得したり、携帯電話４とモデムを介して接続することが可能となる。

さらに、サーバチップ１０は、ＵＳＢ−ＨＯＳＴインターフェイス１４を備えている。したがって、デジタルカメラ３、スキャナ、プリンタなどのＵＳＢインターフェイスを備えたデバイスと接続して画像データあるいは印刷用のデータなど、種々のデータを入出力できる。また、サーバチップ１０は、ＵＳＢ−ＴＡＲＧＥＴインターフェイス１５を備えている。したがって、ＰＣ２と接続してサーバチップ１０の内部の記憶領域をマスストレッジとしてＰＣ２からアクセス可能にすることができる。さらに、サーバチップ１０は、パラレルＩ／Ｏインターフェイス１６を備えている。したがって、警報装置１と接続して警報を出力させるような用途にも利用できる。さらに、サーバチップ１０は、フィリップス社が提唱するＩ２Ｃバスインターフェイス１７を備えている。したがって、外部メモリ４１と接続することも容易になっている。

また、サーバチップ１０は、Ａ／Ｄ変換機能あるいはＤ／Ａ変換機能を備えたインターフェイス１８を備えている。したがって、電池４２の電圧を監視するような用途にも利用できる。さらに、サーバチップ１０は、音声ＣＯＤＥＣ機能を備えたインターフェイス１９を備えている。したがって、マイク４３から音声データを入力したり、スピーカから音声データを出力したり、ＩＰ電話端末としても利用することができる。

図２に、モジュール化された本例のサーバチップ１０の構成を示してある。このサーバチップ１０は、各種のインターフェイスのコントローラを搭載した専用カスタムＩＣ（ＡＳＩＣ）２１と、ＣＰＵ２２と、プログラムおよび初期設定データなど不揮発性が要求されるデータを記憶するフラッシュメモリ２３と、ワーク用のメモリとなるＳＤＲＡＭ２４とを備えている。これらのユニット２１〜２４は、それぞれがチップで提供されており、本例のサーバチップ１０では、それらのチップ２１〜２４が同一のボード２５に搭載されて一体化されて、１つのモジュールあるいは１つのチップとして提供されるようになっている。そして、サーバチップ１０には外部入出力用に１６０ピンコネクタ２６が設けられている。この例では、複数のチップからなるチップセットを１つの基板２５に搭載してユニット化しているが、半導体基板上に各種のインターフェイスのコントローラ機能、ＣＰＵ機能、メモリ機能などを搭載し、サーバチップ１０をシステムＬＳＩとして１チップ化することも可能である。

図３に、サーバチップ１０の機能をブロック図により示してある。ブロック化された各機能は、一部がハードウェアにより提供され、残りはソフトウェアにより提供される。このサーバチップ１０は、ハードウェア資源として例えば、ＣＰＵ、メモリ２３および２４、タイマ３１、計時装置（ＲＴＣ）３２、ネットワークコントローラ（ＭＡＣ）３３、ＵＳＢホストコントローラ３４、ＵＳＢファンクションコントローラ３５、ＰＣＭＣＩＡコントローラ（ＣＦ）３６を備えている。さらに、汎用の入出力用インターフェイス５６として、サーバチップ１０は、シリアルＩ／Ｏインターフェイス１３を構成するシリアルインターフェイスコントローラとなる非同期通信機（ＵＡＲＴ）３７、Ｉ２Ｃバスインターフェイス１７を構成するＩ２Ｃコントローラ３８、パラレルＩ／Ｏインターフェイス１６を構成するパラレルインターフェイスコントローラ３９、変換機能を備えたインターフェイス１８を構成するＡ／Ｄコンバータ５１、Ｄ／Ａコンバータ５２、音声ＣＯＤＥＣインターフェイス１９を構成するＣＯＤＥＣコントローラ５３を搭載している。これらのハードウェア資源は、ＣＰＵ２２に内蔵されているものはそれを使用することが可能であり、ＣＰＵ２２に搭載されていないものはＡＳＩＣ２１に含めて提供することができる。さらに、サーバチップ１０は、他の入出力機能などを、ファームウェア６０に含まれるプログラムモジュールとして提供することができる。

プログラムモジュールはフラッシュメモリ２３に格納され、ＣＰＵ２２により実行される。基本となる本例のサーバチップ１０のＯＳとしてはＩＴＯＲＯＮが採用されている。入出力機能をサポートするプログラムモジュールの重要なものの１つは、ネットワークインターフェイス１１のネットワークコントローラ（イーサネット（登録商標）コントローラ）３３のドライバ（ネットワークドライバ）６１であり、このドライバ６１は合わせてトランスポート層のプロトコルとなるＴＣＰをサポートする。したがって、サーバチップ１０では、ＴＣＰ上で、セッション層のソケットモジュール６２などのＴＣＰ／ＩＰプロトコル群のサービスを提供する各プログラムモジュールが稼動するようになっている。

また、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル群のアプリケーション層の１つであるＨＴＴＰサーバ（Ｗｅｂサーバ）機能をサポートするプログラムモジュール６３をサーバチップ１０は備えている。したがって、サーバチップ１０は、ユーザが任意に作成し、フラッシュメモリ２３またはＲＡＭ２４に格納されたＨＴＭＬデータ（ＨＴＭＬファイル）７５をウェブ出力ファイルとしてＨＴＴＰプロトコルに従いネットワークを介して配信することができる。このため、サーバチップ１０を社内イントラネットや外部インターネット７の上に配置し、ＰＣ２で動くクライアント（Ｗｅｂブラウザ）からの要求に対してＨＴＭＬデータ７５を配信できる。ＨＴＭＬデータ７５はサーバチップ１０の後述するファイルシステム（ファイル管理システム）７０の上のどこへでも置くことができ、また自由にリンクを張ることが可能である。また、セキュリティ上アクセスされることが好ましくないフォルダやファイルについては、ウェブ配信の対象とならないようにファイル管理システム７０を設定することも可能である。本例のウェブサーバ機能６３は、さらに、ＣＧＩ／ＳＳＩ機能をサポートし、ダイナミックなＨＴＭＬデータの生成が可能であり、これについてはさらに後で詳述する。

サーバチップ１０はさらに、アプリケーション層の１つであるＦＴＰサーバ／クライアント機能をサポートするプログラムモジュール６４を搭載している。したがって、内部のファイル管理システム７０と連動し、サーバチップ１０の内部またはサーバチップ１０へ接続されている外部メモリデバイスとの間でネットワークを介してファイルの送受信を行うことができる。さらに、サーバ／クライアントの両機能をサポートするモジュール６４を搭載することにより、サーバチップ同士の通信も可能としている。最近のＦＴＰサーバはセキュリティを高くするため、ＰＯＰｂｅｆｏｒｅＦＴＰを行う必要があるものがあるが、サーバチップ１０はそのようなサーバにも対応できるように簡易ＰＯＰ３クライアント機能も装備している。

サーバチップ１０は、さらに、アプリケーション層の１つであり、ドメイン名解決のためのＤＮＳクライアント機能をサポートするモジュール６６を搭載している。このＤＮＳクライアント機能６６により、ＦＴＰクライアント６４や後述するＳＭＴＰ機能６５によりメールを送信するときに、ドメイン名を解決できる。ＤＮＳクライアント機能６６は、プライマリ／セカンダリの設定が可能となっている。

サーバチップ１０は、さらに、アプリケーション層の１つであるＤＨＣＰクライアント機能をサポートするモジュール６７を搭載している。ＤＨＣＰクライアント機能６７を有効にすることによりＩＰアドレス、サブネットマスク、デフォルトゲートウェイ等の設定を自動化できる。

さらに、サーバチップ１０は、アプリケーション層の１つであるＳＭＴＰクライアント機能をサポートするモジュール６５を備えている。したがって、以下で説明するスクリプトファイル７６からの呼び出しにより、メールを送信することができる。ＳＭＴＰクライアント機能６５においては、Ｆｒｏｍ：，Ｔｏ：，Ｃｃ：などの機能を使うことができ、添付ファイルも可能としている。したがって、電子メールにより後述するデータファイル７７の転送も可能としている。また、ＭＩＭＥエンコード（Ｂａｓｅ６４）をサポートすることにより日本語によるメール送信も可能としている。この機能６５は、メールサーバに対するクライアント機能なので、実際にメールの配信を行うには別途ＳＭＴＰサーバが必要になり、セキュリティの向上のためにＰＯＰｂｅｆｏｒｅＳＭＴＰを行う必要がある場合に備えて簡易ＰＯＰ３クライアント機能を装備している。

さらに、サーバチップ１０は、ネットワーク上にオープンされている時刻情報を取得するＳＮＴＰクライアント機能をサポートするモジュール６８を備えている。したがって、ＳＮＴＰに対応したサーバを登録することにより、サーバチップ１０の内蔵時計（ＲＴＣ）３２を合わせることができる。チップ１０に内蔵されているＲＴＣ３２は電池でバックアップされるものではなく、電源オフと同時に時刻情報は消えてしまうが、ＳＮＴＰクライアント機能６８によりネット上のＳＮＴＰサーバに問い合わせを行い、ＲＴＣ３２を自動的に合わせることができる。ＳＮＴＰサーバは複数登録することができ、時刻設定を１日１回、１時間に１回など定期的に行うことが可能である。また、電源オンによりＲＴＣ３２を信用して良いかは、ＳＮＴＰクライアント機能６８によりＳＮＴＰサーバとの通信が正常に行われたか否かにより確認できる。

サーバチップ１０は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル群の他にも多数のプログラムモジュールを備えている。ネットワーク関係としては、モデム５５を用いて公衆電話網を介してアクセスする際に有用なＰＰＰサーバ／クライアント機能をサポートするモジュール６９ａを搭載している。したがって、公衆電話網を利用し、サーバチップ１０から呼び出しによる発信、およびチップ１０を直接呼び出す場合の着信が可能である。また、無線ＬＡＮドライバ６９ｂを搭載しており、カードインターフェイス１２に無線ＬＡＮカードが装着されれば、無線ＬＡＮを介してコンピュータネットワークに接続できるようになっている。

また、全てが図示されていないが、ハードウェアリソースで搭載されている各インターフェイスモジュールを駆動するためのドライバプログラムもサーバチップ１０は搭載している。例えば、ＵＳＢホストインターフェイス１４を構成するＵＳＢホストインターフェイスコントローラ３４、ＵＳＢターゲットインターフェイス１５を構成するＵＳＢファンクションコントローラ３５のマスストレージドライバ３５ｄ、カードインターフェイス用のメディアドライバ３６がある。メディアドライバ３６には、カードインターフェイス１２に接続されるカード、例えばメモリカード、各種のモデムカード用のドライバが含まれている。また、シリアルインターフェイス用のドライバ、Ａ／ＤおよびＤ／Ａ用のドライバ、ＣＯＤＥＣ用のドライバも含まれている。さらに、サーバチップ１０は、図示されていないが、ＬＡＮ（ネットワーク）インターフェイス（本例ではＴＣＰ／ＩＰ）３３およびシリアルインターフェイス３７の間のプロトコル変換機能を標準的に搭載している。このプロトコル変換機能は、ＬＡＮインターフェイス３３からシリアルインターフェイス３７にデータを供給する場合は、ＬＡＮ側の特定ポート（指定可能）にて受信したデータをそのまま（プロトコルは変換し）シリアル側へ送信する。また、シリアルインターフェイス３７からＬＡＮインターフェイス３３にデータを転送する場合も、シリアル側で受信した内容をプロトコルだけを変換し、そのままＬＡＮ側へ送信する。

さらに、サーバチップ１０は、ファイル管理システム７０を搭載している。このファイル管理システム７０は、物理的には、プログラムエリアおよびデータエリアを提供するフラッシュメモリ２２およびＳＤＲＡＭ２３、さらに、カードインターフェイス１２に接続可能なＣＦメモリ、ＵＳＢホストインターフェイス３４に接続可能なＵＳＢメモリ（マスストレージクラスデバイス）を含めた記憶領域を内部記憶領域（内部ファイル領域）として管理できる。さらに、ファイル管理システム７０は、ＦＴＰ機能６４およびＵＳＢターゲットインターフェイス３５により内部ファイル領域に対してアクセスすることを可能としている。これらのファイル領域に対しては、もちろん、同じファイル領域に格納されたスクリプトファイル７６からも入出力できる。

さらに、サーバチップ１０は、ファイル管理システム７０に管理されるメモリ領域（ファイル記憶領域）からスクリプトファイル７６を選択するプログラム管理機能８０と、選択されたスクリプトファイル７６を実行するコマンドインタプリタ機能９０とを搭載している。これらについては図４を参照して説明する。

プログラム管理機能８０は、特定のトリガ条件によりイベントの発生を検出する監視モジュール８１ａ〜８１ｅと、それらの監視モジュール８１ａ〜８１ｅからイベントメッセージボックス８２にポストされたイベントメッセージを常時参照し、イベント設定ファイル７８に基づきイベントメッセージに関連付けられたスクリプトファイル７６を指定するイベント監視システム８３と、指定されたスクリプトファイル７６をローカルテーブルに読み出して、テーブルの先頭アドレスをパラメータにしてコマンドインタプリタ９０を起動するプログラム実行コントローラ８４とを備えている。

スケジュール監視モジュール８１ａは、ＲＴＣ３２から提供される時刻情報をトリガとしてイベントを発生させる。毎秒、毎分、毎時、日付などの時刻情報によりイベントを指定することができ、何れかのインターフェイスに接続されたターゲットデバイスからデータを取得したり、データを出力したりすることができる。例えば、シリアルインターフェイス３７に接続された温度測定装置５から定期的に温度を取得してデータファイル７７に蓄積するような処理を簡単に設定できる。

タイマ監視モジュール８１ｂは、タイマ３１により指定間隔毎にイベントを発生させる。ポート監視モジュール８１ｃは、パラレルインターフェイス３９の指定されたポートのレベルが指定された方向（高から低、あるいは低から高）に変化したときにイベントを発生させる。また、指定された時間内のパルス数が多いまたは少ないといった条件でもイベントを発生できる。バスアクセス監視モジュール８１ｄは、バスアクセスを行うシリアルインターフェイス３７のシリアル通信で指定バイト数受信したイベントを発生させ、受信したシリアルデータのデコードあるいは転送などの処理を可能とする。ＳＳＩ／ＣＧＩ監視モジュール８１ｅは、ウェブサーバ機能（ＨＴＴＰ）６３が送信しようとするＨＴＭＬファイル７５に含まれているＣＧＩあるいはＳＳＩ起動用のタグによりイベントを発生させる。ＣＧＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｇａｔｅｗａｙ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）は、ウェブサーバ機能（ＨＴＴＰｄあるいはＷＷＷサーバ）６３から外部のプログラムを走行させるためのインターフェイスの規格である。本例においては、サーバチップ１０に対してユーザのＰＣ２のＷＷＷブラウザ２ａからアクションをかけるために用いられる手段であり、その１つとして指定されたスクリプトファイル７６が起動することができる。ＳＳＩ（Ｓｅｒｖｅｒ Ｓｉｄｅ Ｉｎｃｌｕｄｅ）は、ウェブサーバ機能６３のコマンド実行機能の１つである。本例においては、サーバチップ１０からＨＴＭＬデータ７５を送出する際に指定されたスクリプトファイル７６を起動させて、その結果を含めてユーザのＰＣ２に送出することが可能となる。

コマンドインタプリタ９０は、選択されたスクリプトファイル７６に含まれているコマンドあるいはスクリプトを解釈し、サーバチップ１０に搭載されている各種プログラムモジュールおよびハードウェアモジュールを利用して演算および処理を行う。インタプリタ９０は、ユーザがそのままの状態で理解可能な高水準あるいは高級言語で表したプログラムの命令文（スクリプト）を順番に実行することが可能なプログラムであり、ユーザはスクリプトファイル７６を直接見たり、編集したり、作成することによりインタプリタ９０で実行したいアプリケーションを規定できる。スクリプトとしては、ＪＡＶＡ（登録商標）スクリプト、パール（Ｐｅｒｌ）などがあり、各種のインターフェイスを介したデータの入出力をコンパクトな関数形式の命令により指示することができる。

コマンドインタプリタ９０は、まず、コマンドを解釈し（ステップ９１）、指示された周辺機器の制御を行い（ステップ９２）、サーバチップ１０に搭載された各種のインターフェイス群９９のいずれかから得られたデータあるいは情報を演算処理し（ステップ９３）、データファイル７７あるいはＨＴＭＬ７５に出力する（ステップ９４）。したがって、サーバチップ１０においては、各イベントの発生により様々な処理を、ユーザがそのまま理解でき、また作成できるスクリプトファイル７６を用いて既定できる。したがって、コンパイラを含めたフレームワークは不要であり、さらに、スクリプトファイル７６は、汎用的なファイル管理システム７０により管理されているので、インターフェイス群９９のいずれかからアクセスすることにより簡単に入れ替えることができる。例えば、ファイル管理システム７０は、ＰＣ２からＵＳＢファンクション３５を介してマスストレージクラスとしてアクセスすることが可能である。また、ファイル管理システム７０により、ユーザに対して開放されているファイル群を制限することも可能であり、ファームウェア６０はユーザに開放せずに、スクリプトファイル７６、ＨＴＭＬファイル７５、イベント設定ファイル７８、データファイル７７だけをユーザが取り扱えるようにすることも可能である。その結果、ユーザは、安全に、そして極めて簡単にサーバチップ１０の機能を定義することができる。

ファイル管理システム７０は、ＵＳＢマスストレージクラスとして上記の各ファイル７５〜７８の取り扱いをオープンしている。このため、ＵＳＢファンクションインターフェイス３５を介してＰＣ２にサーバチップ１０を接続することにより、ＰＣ２にエディタ機能を搭載することによりスクリプトファイル７６の編集および作成が極めて簡単に行える。コンパイラやその他のフレームワーク用のプログラムは一切不要である。また、ファイル管理システム７０はＦＴＰ機能６４によるファイル７５〜７８の取り扱いも可能としているので、遠隔地に設置されたサーバチップ１０に対してもインターネット７を介して簡単にアクセスしてスクリプトファイル７６の更新などの作業を行うことができる。ファイル管理システム７０の、パスワードなどによるアクセス制限機能を用いることにより、スクリプトファイル７６の安全性あるいは健全性も確保できる。

このサーバチップ１０の大きな特徴のひとつは、ＨＴＴＰサーバ機能６３によりＨＴＭＬデータ７５を配信でき、そのときにＳＳＩ／ＣＧＩ機能８１ｅを使用してコマンドスクリプト７６を実行することができることである。このコマンドスクリプト７６はサーバチップ１０のインタプリタ９０によって逐次実行されるので、ＨＴＭＬデータの動的な生成が可能となり、インターフェイス群９９の何れかに接続されたターゲットデバイスから取得した情報をＨＴＭＬデータ７５としてインターネットを介して外部に供給することができる。

その概要を図５に示してある。サーバチップ１０に対してクライアントとなるＰＣ２のＷＷＷブラウザ２ａからサーバチップ１０にＨＴＴＰプロトコルを用いてアクセスすると、サーバチップ１０のＨＴＴＰサーバ機能６３はファイル管理システム７０に格納されているＨＴＭＬデータ７５を供給する。そのとき、ＨＴＭＬファイル７５にＣＧＩが定義されていると、ＳＳＩ／ＣＧＩ監視モジュール８１ｅによりイベントが発生され、イベント監視システム８３がそれを検出し、ＣＧＩまたはＳＳＩにより指定されたスクリプトファイル７６をインタプリタ９０により実行する。その結果、スクリプトファイル７６に規定されたハードウェア制御あるいはファイルアクセスといったデータを取得する処理９６が実行され、インタプリタ９０ではさらに取得されたデータを加工する処理９７が実行される。ＣＧＩにより選択されたスクリプトファイル７６に、温度および湿度を取得してＨＴＭＬファイルとして出力するように指示されている場合は、シリアルインターフェイス３７を介して温度・湿度センサ（温度・湿度測定装置）５から温度データおよび湿度データが取得され、インタプリタ９０により出力用のＨＴＭＬデータに加工され、ＨＴＴＰサーバ機能６３によりクライアントのＷＷＷブラウザ２ａに供給される。

図６（ａ）は、ＨＴＭＬファイル７５の一例であり、これがＨＴＴＰサーバ６３によりクライアントのブラウザ２ａに供給されると図７（ａ）に示すページ１０１が出力される。ユーザがページ１０１のボタン１０２をクリックすると、ＨＴＭＬファイル７５に登録されている「ｏｎｄｏ．ｃｇｉ」により、図６（ｂ）に示されているようなスクリプトが記載されたスクリプトファイル７６がインタプリタ９０により実行される。このスクリプトファイル７６には、ｇｅｔ＿ｏｎｄｏ（）およびｇｅｔ＿ｓｉｔｕｄｏ（）という関数が記載されており、これらの関数を呼び出すことでシリアルインターフィス３７から気温および湿度を取り込み＄ｔｅｍｐおよび＄ｈｍｄｔといった変数にそのときの温度および湿度をセットすることができる。スクリプトファイル７６には、さらに、これらの変数を用いて温度および湿度を出力するための図６（ｃ）に示すようなＨＴＭＬデータ７５ａを作成する命令が記述でき、ＨＴＴＰサーバ６３から温度および湿度を含むＨＴＭＬデータ７５ａがクライアントのブラウザ２ａに供給される。その結果、図７（ｂ）に示すようなページ１０３がクライアントのブラウザ２ａに表示される。

さらに、図５に示すように、サーバチップ１０は、ＲＴＣ３２から供給される時刻情報によりスケジュールに従ってターゲットデバイスである温度・湿度センサ５からデータを取得し、ファイル管理システム７０のデータファイル７７に蓄積するような処理もスクリプトファイル７６により簡単に実行させることができる。そして、ファイル管理システム７０のデータファイル７７に蓄積されたデータは、ＦＴＰ機能６４によりＰＣ２のＦＴＰクライアント機能２ｂを用いて簡単に取得できる。また、データファイル７７に蓄積されたデータは、ＵＳＢマスストレージクラス３５ｄによりＰＣ２のＵＳＢ機能２ｃを用いて簡単に取得できる。チップ内部設定ファイル７９などの他のファイルについても同様である。

このように、サーバチップ１０は、温度・湿度センサ５をターゲットデバイスとするデバイスサーバとして機能する。このため、温度・湿度センサ５をコンピュータネットワークに接続してクライアントのブラウザから簡単に温度および湿度をネットワーク経由で得られるようにすることができる。温度および湿度といったデータは、アクセスしたときの瞬間的なデータとして取得することも可能であるし、定期的に測定してサーバチップ１０に蓄積したデータとして取得することも可能である。

サーバチップ１０を物理的にＰＣ２と接続するためにはＬＡＮケーブルを接続可能なコネクタ９やＵＳＢケーブルを接続するコネクタが必要であり、これらのコネクタ９も含めて温度・湿度センサ５とサーバチップ１０をアセンブルすることにより、ネットワーク接続機能を備えた温度湿度測定装置１１０として提供することが可能である。

デバイスサーバの組み込みの分野においてはＨＴＴＰやＦＴＰは敷居が高く、またターゲットデバイスとの周辺制御との兼ね合いを考慮するとデバイスサーバのファームウェア全体の作成には非常に工数がかかる。また、ＨＴＴＰやＦＴＰのプロトコルスタックをライブラリとして購入しても、安価なものではない。したがって、自前の周辺機器や汎用品の周辺機器（デジタルカメラなど）を手軽にＷｅｂ上に公開したいといった要望に対し、今までは、自社内で上記のような製品開発を行うか、その製品に特化したコンパクトなモジュールをサードベンダなどから購入または開発委託などをしていた。これに対し、本例のサーバチップ１０においては、ＨＴＴＰ・ＦＴＰや周辺制御という部分を汎用化し、ユーザーユニークな部分のみをスクリプトファイル７６というユーザフレンドリーで、低コストで開発できる手段にしている。このスクリプトファイル７６はユーザにより自由に書き換えが可能で、スクリプト実行のための特別なエリア（内部ファイル管理システム７０の特定されたディレクトリ）に格納されるようになっている。このため、ファームウェア本体を作り直してフラッシュメモリを書換えるといった手法では、修正による他モジュールへの影響や書込みミスによるシステム破壊といったリスクが伴うのに対し、スクリプトファイル７６にしてファイル管理システム７０の管理下に置くことより、そのリスクを最小限に抑え、さらに、ＦＴＰ機能６４によりアクセスしたり、あるいはＵＳＢマスストレージクラス３５ｄとして簡単にアクセスすることができる。

さらに、スクリプトとしては、上述したｇｅｔ＿ｏｎｄｏ（）およびｇｅｔ＿ｓｉｔｕｄｏ（）といった温度および湿度を取得する関数に限らず、記録開始および停止を指示するｏｎｄｏ＿ｌｏｇ＿ｓｔａｒｔ（）およびｏｎｄｏ＿ｌｏｇ＿ｅｎｄ（）といった異なる処理を定義する関数を用意することが可能である。また、他のデバイスに関し、ＵＳＢカメラ画像の取り込みやメール送信などのターゲットデバイス毎に特有の処理を行う関数を予め用意しておくことにより、ユーザが極めて簡単にサーバチップ１０に接続されるターゲットデバイスを制御することができる。

コンパクトで、多種多様なネットワーク機能をはじめとする多種多様なインターフェイスを備えたサーバチップ１０の用途は非常に多い。特に、ＩＰｖ６の導入により、ＩＰアドレスはほとんど無制限となり、様々なデバイスとサーバチップ１０とを組み合わせることによりネットワークを利用した多種多様なシステムをきわめて簡単に、そして低コストで構築できる。例えば、イベント会場などの入場者数を通過センサにサーバチップ１０を取り付けてカウントし、現状の状態をネットワーク経由でウェブブラウザ２ａから確認するようなことも可能である。その他にも、冷蔵庫のドアの開閉や温度および／または湿度の管理、氷の状態の管理、電子レンジのレシピをネットワークから取得したり、利用目的にあわせて電子レンジのモードを自動的に設定したり、テレビ番組を取得したり、ビデオの録画予約をしたり、デジタルカメラの映像を遠隔地から見られるようにしたり、エアコンの制御のためにネットワーク経由で室内の温度を取得したりすることが可能であり、これらの用途においては、既存のハードウェア資源にサーバチップ１０を組み合わせることにより簡単にネットワークデバイス化することができる。さらに、ホームセキュリティーの分野では、鍵の状態、ドアの開閉、窓の開閉、人体感知センサなどを組み合わせて遠隔監視するシステムもサーバチップ１０により簡単に構築できる。さらに、自動販売機の商品情報の管理をネットワーク経由で行えるようにしたり、ストレージをサーバチップ１０と組み合わせてネットワーク上に共有ストレージデバイスを設置するようなことも極めて簡単に行うことができる。

以上に説明したように、本発明の多目的半導体集積回路装置は、複数種類の入力／出力インターフェイスにより入力および／または出力されるデータに関する処理をスクリプト言語により規定したスクリプトファイルを格納するファイル記憶領域を備えたメモリと、スクリプトファイルを実行可能なインタプリタと、複数種類の入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかからメモリのファイル記憶領域へのアクセスを可能とするファイル管理システムとを搭載している。したがって、ユーザがそのまま理解でき、変更および作成も容易な高級言語からなるスクリプトファイルのメリットを最大限に活かして、安全に、低コストで、ユーザがロジックの作成およびメンテナンスを行うことが可能となる。このため、本発明の多目的半導体集積回路装置を利用することにより、既存のハードウェアリソースを活かしてネットワーク対応のデバイスを短時間に低コストでマーケットに供給することが可能となる。

Claims (9)

1. 複数種類の入力／出力インターフェイスと、
   前記複数種類の入力／出力インターフェイスにより入力／出力されるデータに関する処理をスクリプト言語により規定したスクリプトファイルを格納するファイル記憶領域を備えたメモリと、
   前記スクリプトファイルを実行可能なインタプリタと、
   前記複数種類の入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかから前記メモリのファイル記憶領域へのアクセスを可能とするファイル管理システムとを有する多目的半導体集積回路装置。
2. 前記複数種類の入力／出力インターフェイスの１つはコンピュータネットワークのアドレスに基づきアクセスされ、そのコンピュータネットワークで有効なネットワークプロトコルの少なくとも１つをサポートするネットワークインターフェイスであり、
   前記複数種類の入力／出力インターフェイスの他の１つはシリアル入力／出力をサポートするシリアルインターフェイスであり、
   前記ネットワークインターフェイスおよびシリアルインターフェイスの間のデータ転送を行う転送手段をさらに有する、請求項１の多目的半導体集積回路装置。
3. 前記ファイル記憶領域には複数のスクリプトファイルが格納されており、さらに、イベントの発生を監視し、発生したイベントに関連付けされた前記スクリプトファイルを選択して前記インタプリタにより実行させるプログラム管理システムを有する、請求項１の多目的半導体集積回路装置。
4. 前記複数種類の入力／出力インターフェイスの１つはコンピュータネットワークにアクセス可能なネットワークインターフェイスであり、
   そのネットワークインターフェイスを介してＨＴＴＰプロトコルに従い前記ファイル記憶領域に格納された少なくとも１つのウェブ出力ファイルを供給するウェブサーバシステムを有し、
   さらに、前記ウェブサーバシステムはＣＧＩおよび／またはＳＳＩをサポートし、前記プログラム管理システムはＣＧＩおよび／またはＳＳＩにより指定された前記スクリプトファイルを選択する、請求項３の多目的半導体集積回路装置。
5. 前記スクリプトファイルは、前記複数種類の入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかから情報を取得し、その取得した情報を前記ウェブ出力ファイルの少なくとも一部として出力する処理を実行するスクリプトを含んでいる、請求項４の多目的半導体集積回路装置。
6. 前記複数種類の入力／出力インターフェイスの１つはコンピュータ端末に接続可能なＰＣインターフェイスであり、前記ファイル管理システムは、前記ＰＣインターフェイスを介して前記コンピュータ端末から前記ファイル格納領域をマスストレージクラスとしてアクセス可能とする、請求項３の多目的半導体集積回路装置。
7. 前記複数種類の入力／出力インターフェイスの１つはコンピュータネットワークにアクセス可能なネットワークインターフェイスであり、
   さらに、時計機能と、前記ネットワークインターフェイスを介して時刻情報を取得して前記時計機能の時刻合わせを行うＳＮＴＰクライアント機能とを有し、
   前記プログラム管理システムは、前記時計機能の時刻情報に基づき前記スクリプトファイルを選択する、請求項３の多目的半導体集積回路装置。
8. 請求項１に記載の多目的半導体集積回路装置と、
   前記複数種類の入力／出力インターフェイスの少なくともいずれかと接続されたコネクタとを有するデバイスサーバ。
9. 請求項１に記載の多目的半導体集積回路装置と、
   前記複数種類の入力／出力インターフェイスのいずれかと接続されたターゲットデバイスと、
   前記複数種類の入力／出力インターフェイスの他のいずれかと接続されたコネクタとを有するデバイス。

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