JP5856220B2 - Navigation system - Google Patents
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Description
本発明は、リソースに対して中央処理装置(CPU)毎のドメインの設定が可能にされる半導体データ処理装置、更にはそれを用いたデータ処理システムに関し、例えば自動車などの機器組み込み用途のシステム・オン・チップ(SOC)のマイクロコンピュータに適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor data processing apparatus in which a domain for each central processing unit (CPU) can be set for a resource, and further to a data processing system using the semiconductor data processing apparatus. The present invention relates to a technology effective when applied to an on-chip (SOC) microcomputer.
デュアルコアCPUなどを搭載したSOCに関し、それぞれのCPUがオペレーティングシステム(OS)を実行する非対称型マルチプロセッサ方式(AMP)としてそれを使用する場合には、それぞれのCPU間のリソースの競合や誤動作の相互影響などにより、信頼性が低下すると言う問題がある。この問題を解決する技術として、リソースに対してCPU毎のドメインを設定して、ハードウェア的にそれぞれのアクセス領域を保護する、所謂“ドメイン分離”を実現して信頼性を向上させる技術がある。 Regarding an SOC equipped with a dual-core CPU or the like, when each CPU is used as an asymmetric multiprocessor system (AMP) in which an operating system (OS) is executed, resource conflicts or malfunctions between the CPUs may occur. There is a problem that reliability decreases due to mutual influences and the like. As a technique for solving this problem, there is a technique for improving reliability by realizing so-called “domain separation” in which a domain for each CPU is set for a resource and each access area is protected by hardware. .
例えば特許文献1には、バスマスタデバイスとバスの間に不正アドレスアクセス遮断機構を挿入し、この不正アドレスアクセス遮断機構内に、アクセスを許可するアドレス範囲を設定するレジスタを設け、アドレス線に出力されているアドレスが、その範囲内であるかどうかを比較器によって判定し、範囲を逸脱した場合には、制御線の出力を抑止することによって不正アドレスアクセスを遮断する、というドメイン分離技術が記載される。
For example, in
特許文献2には、異なるオペレーティングシステムの制御下でユーザプログラムを実行する複数の仮想マシン及び仮想マシンマネジャがモードレジスタに設定された情報にしたがって選択的に構成する中央演算処理装置と、前記仮想マシンが利用可能なハードウェアリソースに対するアクセスを管理するリソースアクセス管理モジュールとを有し、前記リソースアクセス管理モジュールは、設定されたモードレジスタから得られる情報と中央演算処理装置によるハードウェアリソースへのアクセス制御情報を入力し、当該入力情報と制御レジスタに設定された情報とを比較してアクセス制御情報に応ずる前記ハードウェアリソースへのアクセスの可否を制御する、というドメイン分離技術が記載される。
上記先行技術文献におけるドメイン分離は、各CPUがリソースへのアクセスを発行する際に識別IDのような識別情報を発行し、リソースを管理するモジュールが識別情報を検出して、リソース側に設定外のCPUがアクセスしようとする場合に、そのアクセスの拒否やアドレス変換を実施してリソースへのアクセスを保護して誤動作を防止するものである。この様にAMPにおける信頼性を向上させる為には、リソースのドメイン分離を明確に行なって、相互のCPUによるリソースアクセスが干渉しないようにハードウェア的に対応することが重要である。 The domain separation in the above prior art document issues identification information such as an identification ID when each CPU issues access to a resource, and the module that manages the resource detects the identification information and is not set on the resource side. When an attempt is made to access the CPU, access denial or address conversion is performed to protect access to resources and prevent malfunction. In this way, in order to improve the reliability in AMP, it is important to clearly separate the domains of resources and cope with hardware so that resource accesses by mutual CPUs do not interfere.
しかし、一方で製品コンセプト側からこのシステムを見直した場合、必ずしもリソースを分離できないケースが存在する。たとえばディスプレイやキーボードインターフェースなどのHMI(ヒューマンインターフェース)に依存する部分では、ドメイン分離したシステムであっても一部においてリソースの共用を認めないと逆に著しく認識性や操作性に問題が生じる場合のあることが本発明者によって見出された。例えば、カーナビゲーションシステムにAMPを採用し、信頼性を重視した車両の運行情報の制御系と、エンタテイメントや情報通信を受け持つ情報系に別々のCPUを持ち、制御系と情報系に分けてドメイン分離を行なうことを想定したとき、表示デバイスが普段は地図や通信情報を表示しており情報系ドメインの管理下にあり、制御系ドメインから重大な情報を伝達したい場合には、制御系のCPUから情報系のCPUに必要な情報を渡して情報系ドメインを用いた情報表示を行わなければならない。情報系のCPUが何らかの原因でハングアップしていた場合には最早、重大な情報を表示することができず、車両運行制御などの信頼性低下が問題になる。一方、制御系CPUがその都度必要に応じてドメイン分離の設定状態を変更することを認めると、それによって、ドメイン分離”による信頼性向上という本来の目的が失われる虞を生ずる。 However, when this system is reviewed from the product concept side, there are cases where resources cannot always be separated. For example, in a part that depends on HMI (human interface) such as a display or a keyboard interface, even if the system is domain-separated, if sharing of resources is not permitted in part, conspicuousness and operability may occur. It has been found by the inventors. For example, AMP is adopted in the car navigation system, and there are separate CPUs for the control system of vehicle operation information that emphasizes reliability and the information system that handles entertainment and information communication, and the domain is separated into the control system and the information system. If the display device normally displays a map or communication information and is under the control of the information system domain, and wants to transmit critical information from the control system domain, the control system CPU It is necessary to display information using the information system domain by passing necessary information to the information system CPU. When the information CPU is hung up for some reason, it is no longer possible to display critical information, which causes a problem of reduced reliability such as vehicle operation control. On the other hand, if the control system CPU recognizes that the setting state of domain separation is changed whenever necessary, the original purpose of improving the reliability by domain separation may be lost.
本発明の目的はドメイン分離による全体的な信頼性を保ちながら一部のリソースを複数のCPUに共有させることができる半導体データ処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor data processing apparatus that allows a plurality of CPUs to share some resources while maintaining overall reliability by domain separation.
本発明の別の目的は、高い信頼性が要求される第1処理系とそれよりも信頼性が緩和された第2処理系が混在されたデータ処理システムにおいて、第1処理系と第2処理系に一部のリソースを共有させても第1処理が第2処理によって制限されることを抑制しながらドメイン分離による信頼性を維持することができるようにすることにある。 Another object of the present invention is to provide a first processing system and a second processing in a data processing system in which a first processing system that requires high reliability and a second processing system that has reduced reliability are mixed. An object of the present invention is to maintain the reliability by domain separation while preventing the first process from being restricted by the second process even if the system shares some resources.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
すなわち、内部バスを介して複数個の中央処理装置に利用可能にされるリソースユニットのアクセスを管理するアクセス管理回路を有し、アクセス管理回路がドメイン設定レジスタの設定状態に従って前記中央処理装置による前記リソースユニットに対するアクセスの許可と禁止の制御を行うことによって、中央処理装置毎にリソースユニットのドメイン分離を行なうことが可能な半導体データ処理装置において、前記アクセス管理回路により前記複数個の中央処理装置の共有リソースとしてアクセスされることが選択的に認められる一部のリソースユニットに、レジスタ設定によって特定される中央処理装置によるアクセスをその他の中央処理装置によるアクセスよりも優先して許可する制御機能を設ける。 That is, an access management circuit that manages access of resource units that are made available to a plurality of central processing units via an internal bus, the access management circuit according to the setting state of a domain setting register, by the central processing unit In a semiconductor data processing apparatus capable of performing domain separation of resource units for each central processing unit by controlling permission and prohibition of access to the resource unit, the access management circuit allows the plurality of central processing units to Some resource units that are selectively allowed to be accessed as shared resources are provided with a control function that allows access by the central processing unit specified by the register setting in preference to access by other central processing units .
これにより、基本となるドメイン分離とは別のレジスタ設定により特定のリソースユニットに対するアクセス主体となる中央処理装置を選択可能にされる。その選択範囲はアクセス管理回路によるドメイン分離により共有リソースとしてアクセスが認められた中央処理装置の範囲に限られる。したがって、半導体処理装置全体のドメイン分離による信頼性を保ちながら一部のリソースを複数のCPUに共有させることができる。 This makes it possible to select a central processing unit that becomes an access subject to a specific resource unit by register setting different from basic domain separation. The selection range is limited to the range of the central processing unit that is permitted to be accessed as a shared resource by domain separation by the access management circuit. Therefore, a part of resources can be shared by a plurality of CPUs while maintaining reliability by domain separation of the entire semiconductor processing apparatus.
高い信頼性が要求される第1処理系とそれよりも信頼性が緩和された第2処理系が混在されたデータ処理システムに上記半導体データ処理装置を適用する。このとき、第1処理系と第2処理系に異なる中央処理装置を割当て、表示コントローラなどの特定のリソースユニットを双方の中央処理装置の共有リソースとするようにドメイン分離を行なっておき、緊急時などの必要なときだけ第1処理系の中央処理装置によるアクセスを優先させるように当該特定のリソースユニットのレジスタ設定を変えれば、第1処理系と第2処理系に一部のリソースを共有させても第1処理が第2処理によって制限されることを抑制でき、ドメイン分離による全体的な信頼性も維持することができる。 The semiconductor data processing apparatus is applied to a data processing system in which a first processing system that requires high reliability and a second processing system in which reliability is relaxed are mixed. At this time, different central processing units are assigned to the first processing system and the second processing system, and domain separation is performed so that a specific resource unit such as a display controller is shared by both central processing units. If the register setting of the specific resource unit is changed to give priority to access by the central processing unit of the first processing system only when necessary, the first processing system and the second processing system can share some resources. However, it is possible to suppress the first process from being limited by the second process, and it is possible to maintain the overall reliability by the domain separation.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、本発明の半導体データ処理装置によれば、ドメイン分離による全体的な信頼性を保ちながら一部のリソースを複数のCPUに共有させることができる。 That is, according to the semiconductor data processing apparatus of the present invention, it is possible to share some resources among a plurality of CPUs while maintaining the overall reliability by domain separation.
本発明のデータ処理システムによれば、高い信頼性が要求される第1処理系とそれよりも信頼性が緩和された第2処理系が混在されたデータ処理システムにおいて、第1処理系と第2処理系に一部のリソースを共有させても第1処理が第2処理によって制限されることを抑制しながらドメイン分離による信頼性を維持することができる。 According to the data processing system of the present invention, in a data processing system in which a first processing system that requires high reliability and a second processing system in which reliability is relaxed are mixed, the first processing system and the first processing system Even if some resources are shared by the two processing systems, it is possible to maintain the reliability by domain separation while suppressing the first processing from being restricted by the second processing.
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.
〔1〕半導体データ処理装置(1)は、複数個の中央処理装置(10,11)と、前記中央処理装置が接続される内部バス(60)と、前記内部バスを介して前記複数個の中央処理装置に利用可能にされるリソースユニット(40〜51)と、前記中央処理装置による前記リソースユニットのアクセスを管理するアクセス管理回路(20〜31)と、を有する。前記アクセス管理回路はドメイン設定レジスタ(65)の設定状態に従って前記中央処理装置による前記リソースユニットに対するアクセスの許可と禁止の制御を行う。前記リソースユニットのうち前記アクセス管理回路により前記複数個の中央処理装置の共有リソースとしてアクセスされることが選択的に認められる一部のリソースユニット(40,41)は、所定の中央処理装置によって優先制御データが書き込み可能にされる優先制御レジスタ(100C)と、前記優先制御レジスタに書込まれた優先制御データによって特定される中央処理装置によるアクセスをその他の中央処理装置によるアクセスよりも優先して許可する制御を行なう制御回路((80〜82,85,86)、(120〜122,112))とを有する。 [1] The semiconductor data processing apparatus (1) includes a plurality of central processing units (10, 11), an internal bus (60) to which the central processing unit is connected, and the plurality of central processing units via the internal bus. A resource unit (40 to 51) that is made available to the central processing unit; and an access management circuit (20 to 31) that manages access of the resource unit by the central processing unit. The access management circuit controls permission and prohibition of access to the resource unit by the central processing unit according to the setting state of the domain setting register (65). Among the resource units, some resource units (40, 41) that are selectively allowed to be accessed as shared resources of the plurality of central processing units by the access management circuit are prioritized by a predetermined central processing unit. The priority control register (100C) in which the control data can be written and the access by the central processing unit specified by the priority control data written in the priority control register have priority over the access by other central processing units. And a control circuit ((80 to 82, 85, 86), (120 to 122, 112)) for performing the permitted control.
これにより、基本となるドメイン分離とは別のレジスタ設定により特定のリソースユニットに対するアクセス主体となる中央処理装置を選択可能にされる。その選択範囲はアクセス管理回路のドメイン設定レジスタによるドメイン分離によって共有リソースとしてアクセスが認められた中央処理装置の範囲に限られる。したがって、半導体処理装置全体のドメイン分離による信頼性を保ちながら一部のリソースを複数のCPUに共有させることができる。 This makes it possible to select a central processing unit that becomes an access subject to a specific resource unit by register setting different from basic domain separation. The selection range is limited to the range of the central processing unit that is permitted to access as a shared resource by domain separation by the domain setting register of the access management circuit. Therefore, a part of resources can be shared by a plurality of CPUs while maintaining reliability by domain separation of the entire semiconductor processing apparatus.
〔2〕項1の半導体データ処理装置において、前記所定の中央処理装置が優先制御レジスタの初期設定を行う。
[2] In the semiconductor data processing apparatus according to
優先度の高い処理を制御するような一つの中央処理装置による操作に限定するは、ドメイン分離の信頼性に維持に好都合である。 Limiting operations to a single central processing unit that controls high priority processing is convenient for maintaining the reliability of domain separation.
〔3〕項2の半導体データ処理装置において、前記複数個の中央処理装置は夫々固有のオペレーティングシステムの管理の下で前記リソースユニットを利用する。
[3] In the semiconductor data processing device according to
複数個の中央処理装置を搭載してデータ処理効率を向上させる意義を発揮させることが容易になる。 It becomes easy to mount a plurality of central processing units to exhibit the significance of improving data processing efficiency.
〔4〕項3の半導体データ処理装置において、前記所定の中央処理装置はパワーオンにより起動して(S1)前記ドメイン設定レジスタの初期設定を行い(S2)、その後、前記所定の中央処理装置が自らのオペレーティングシステムを起動する(S3)と共にその他の中央処理装置を起動し(S4)、起動後に当該その他の中央処理装置が自らのオペレーティングシステムを起動する(S5)。
[4] In the semiconductor data processing apparatus according to
半導体データ処理装置自体でこのような順序立った起動シーケンスを実現することにより、ドメイン分離の処理が他の中央処理措置やオペレーティングシステムなどの影響を受けて不所望に変化する事態の発生を未然に防止するのに役立つ。 By realizing such an orderly startup sequence in the semiconductor data processing apparatus itself, the occurrence of a situation in which the domain separation process changes undesirably due to the influence of other central processing measures or the operating system in advance. Help to prevent.
〔5〕項1の半導体データ処理装置において、前記一部のリソースユニット(40)は、当該リソースユニットの処理に用いられるレジスタセット(100)を有する。前記制御回路は、前記アクセス管理回路により共有リソースとすることが認められる中央処理装置毎に前記レジスタセットを異なるアドレス領域にマッピングする複数個のアドレスデコーダ(80,81)と、前記夫々のアドレスデコーダのデコード信号のうち優先制御データによって特定される中央処理装置に対応するアドレスデコーダの出力信号を有効とするデコーダ出力選択回路(82)と、前記デコーダ出力選択回路で選択された出力信号に基づいて前記レジスタセットのレジスタに対するアクセス制御を行うレジスタアクセス制御回路(85,86)とを有する。
[5] In the semiconductor data processing device according to
これにより、共有リソースとすることが認められる複数の中央処理装置に対してレジスタセットの物理的回路を共通化することができ、回路規模の縮小に寄与することができる。但し、アクセス管理回路によるドメイン分離ではアクセスが遮断されていないが制御回路によってアクセスが許可されていない中央処理装置によるレジスタセットのアクセスはエラーを生ずることになる。 As a result, the physical circuit of the register set can be made common to a plurality of central processing units that are recognized as shared resources, which can contribute to a reduction in circuit scale. However, in the domain separation by the access management circuit, access to the register set by the central processing unit that is not blocked by the control circuit but not permitted by the control circuit will cause an error.
〔6〕項6の半導体データ処理装置において、前記所定の中央処理装置は、優先制御レジスタの優先制御データを変更したとき前記レジスタセットが保持する情報をメモリに退避し、メモリにレジスタセットの情報が退避されているとき優先制御レジスタの優先制御データを元に戻す場合には前記メモリに退避されている情報をレジスタセットに復帰させる。
[6] In the semiconductor data processing device according to
上記アクセスエラーを生ずることになるが、レジスタ情報の退避・復帰を行うことにより、元の表示制御を容易に開始することが可能になる。 Although the above access error occurs, the original display control can be easily started by saving and restoring the register information.
〔7〕項1の半導体データ処理装置において、前記一部のリソースユニットは、前記アクセス管理回路により共有リソースとすることが認められる中央処理装置の数に等しい数だけ用意され当該リソースユニットの処理に用いられる複数のレジスタセット(100A,100B)を有する。前記制御回路は、前記アクセス管理回路により共有リソースとすることが認められる中央処理装置毎に対応する前記レジスタセットを異なるアドレス領域にマッピングする複数個のアドレスデコーダ(120)と、前記アドレスデコーダのデコード信号に基づいて対応するレジスタセットのレジスタに対するアクセス制御を行うレジスタアクセス制御回路(121,122)と、複数のレジスタセットの中から優先制御データによって特定されるレジスタセットを前記処理回路に接続するレジスタ選択回路(112)と、を有する。
[7] In the semiconductor data processing device according to
項5のようなレジスタセットの共通化による回路規模の縮小に資することは出来ないが、アクセス管理回路によるドメイン分離ではアクセスが遮断されていないが制御回路によってアクセスが許可されていない中央処理装置によるレジスタセットのアクセスはエラーを生じない。
Although it cannot contribute to the reduction of the circuit scale due to the common register set as in
〔8〕項7の半導体データ処理装置において、前記所定の中央処理装置は、優先制御レジスタの優先制御データを変更したとき前記レジスタセットが保持する情報をメモリに退避し、メモリにレジスタセットの情報が退避されているとき優先制御レジスタの優先制御データを元に戻す場合には前記メモリに退避されている情報をレジスタセットに復帰させる。
[8] In the semiconductor data processing device according to
レジスタ情報の退避・復帰を行うことにより、元の表示制御を容易に開始することが可能になる。 By saving and restoring the register information, the original display control can be easily started.
〔9〕項1の半導体データ処理装置において、前記複数個のリソースユニットの一部として、前記複数個の中央処理装置による初期設定にしたがってデータ転送制御を行うダイレクト・メモリ・アクセス・コントローラ(47,48)を有する。
[9] In the semiconductor data processing device according to
ドメイン設定レジスタによるドメイン分離においては初期設定する中央処理装置と初期設定されるダイレクト・メモリ・アクセス・コントローラは同じドメインに属することが必要になる。 In domain separation by the domain setting register, the central processing unit to be initialized and the direct memory access controller to be initialized must belong to the same domain.
〔10〕項1の半導体データ処理装置において、前記複数個の中央処理装置の共有リソースとされることが認められる一部のリソースユニットとして、表示コントローラ(40)及びオーディオコントローラ(41)を備える。その他のリソースユニットとして、画像認識処理回路(51)及び複数の外部コミュニケーションインタフェースコントローラ(42)を有する。 [10] The semiconductor data processing device according to [1] includes a display controller (40) and an audio controller (41) as a part of resource units recognized as shared resources of the plurality of central processing units. Other resource units include an image recognition processing circuit (51) and a plurality of external communication interface controllers (42).
〔11〕データ処理システムは、半導体データ処理装置(1)と、前記半導体データ処理装置によって表示制御されるディスプレイ(2)と、を有する。前記半導体データ処理装置は、複数個の中央処理装置と、前記中央処理装置が接続される内部バスと、前記内部バスを介して前記複数個の中央処理装置に利用可能にされるリソースユニットと、前記中央処理装置による前記リソースユニットのアクセスを管理するアクセス管理回路と、を有する。前記アクセス管理回路はドメイン設定レジスタの設定状態に従って前記中央処理装置による前記リソースユニットに対するアクセスの許可と禁止の制御を行う。前記リソースユニットのうち前記アクセス管理回路により前記複数個の中央処理装置の共有リソースとされることが認められる一部のリソースユニットとして表示コントローラ(40)を有し、前記表示コントローラは、所定の中央処理装置によって優先制御データが書き込み可能にされる優先制御レジスタと、前記優先制御レジスタに書込まれた優先制御データによって特定される中央処理装置によるアクセスをその他の中央処理装置によるアクセスよりも優先して許可する制御を行なう制御回路とを有する。 [11] The data processing system includes a semiconductor data processing device (1) and a display (2) controlled by the semiconductor data processing device. The semiconductor data processing apparatus includes a plurality of central processing units, an internal bus to which the central processing unit is connected, and a resource unit that is made available to the plurality of central processing units via the internal bus, An access management circuit for managing access of the resource unit by the central processing unit. The access management circuit controls permission and prohibition of access to the resource unit by the central processing unit according to a setting state of a domain setting register. Among the resource units, a display controller (40) is provided as a part of resource units that are recognized as shared resources of the plurality of central processing units by the access management circuit. A priority control register in which priority control data can be written by the processing device, and an access by the central processing unit specified by the priority control data written in the priority control register has priority over an access by other central processing devices. And a control circuit for performing control to permit.
例えば高い信頼性が要求される機器制御系のような第1処理系とそれよりも信頼性が緩和された情報表示系のような第2処理系が混在されたデータ処理システムを想定し、第1処理系と第2処理系に異なる中央処理装置を割当て、表示コントローラを双方の中央処理装置の共有リソースとするようにドメイン分離を行なっておき、緊急時などのような必要なときだけ第1処理系の中央処理装置によるアクセスを優先させるように当該表示コントローラの優先制御レジスタ設定を変えれば、第1処理系と第2処理系に表示コントローラを共有させても、第1処理における緊急事態発生の表示がビデオ映像表示のような第2処理によって制限されることを抑制でき、ドメイン分離による全体的な信頼性も維持することができる。 For example, assume a data processing system in which a first processing system such as a device control system that requires high reliability and a second processing system such as an information display system in which reliability is more relaxed are mixed. Different central processing units are assigned to the first processing system and the second processing system, and domain separation is performed so that the display controller is a shared resource of both the central processing units. If the priority control register setting of the display controller is changed so that the access by the central processing unit of the processing system is prioritized, an emergency situation occurs in the first processing even if the display controller is shared by the first processing system and the second processing system Can be suppressed from being limited by the second processing such as video image display, and overall reliability by domain separation can be maintained.
〔12〕項11のデータ処理システムは、前記半導体データ処理装置にビデオ信号を供給するビデオカメラ(5)を更に有する。前記半導体データ処理装置は前記ビデオ信号を入力するビデオ信号入力回路(50)と、ビデオ信号入力回路から入力されたビデオ信号に基づいて画像認識のための画像処理を行なう画像認識処理回路(51)とを更に有する。前記所定の中央処理装置は、前記画像認識処理回路による処理データに基づいて画像認識を行い、画像認識結果に応じて前記表示コントローラに前記表示装置への警告表示を指示する。 [12] The data processing system according to [11] further includes a video camera (5) for supplying a video signal to the semiconductor data processing apparatus. The semiconductor data processing apparatus includes a video signal input circuit (50) for inputting the video signal, and an image recognition processing circuit (51) for performing image processing for image recognition based on the video signal input from the video signal input circuit. It has further. The predetermined central processing unit performs image recognition based on processing data from the image recognition processing circuit, and instructs the display controller to display a warning on the display device according to an image recognition result.
〔13〕項12のデータ処理システムは、前記半導体データ処理装置の出力を受ける車両制御ユニット(4)を更に有する。前記半導体データ処理装置は、前記車両制御ユニットに制御データを出力する外部コミュニケーション・インタフェース・コントローラ(42)を更に有する。前記所定の中央処理装置は、前記表示コントローラから前記表示装置へ警告表示データを出力させると共に、外部コミュニケーション・インタフェース・コントローラから前記車両制御ユニットへ前記警告に対処するための制御データを出力させる。
[13] The data processing system according to
〔14〕別の観点によるデータ処理システムは、半導体データ処理装置と、前記半導体データ処理装置から出力されるオーディオ信号を入力するオーディオアンプ(3)とを有する。前記半導体データ処理装置は、複数個の中央処理装置と、前記中央処理装置が接続される内部バスと、前記内部バスを介して前記複数個の中央処理装置に利用可能にされるリソースユニットと、前記中央処理装置による前記リソースユニットのアクセスを管理するアクセス管理回路と、を有する。前記アクセス管理回路はドメイン設定レジスタの設定状態に従って前記中央処理装置による前記リソースユニットに対するアクセスの許可と禁止の制御を行う。前記リソースユニットのうち前記アクセス管理回路により前記複数個の中央処理装置の共有リソースとされることが認められる一部のリソースユニットとして前記オーディオ信号を出力するオーディオコントローラ(41)を有し、前記オーディオコントローラは、所定の中央処理装置によって優先制御データが書き込み可能にされる優先制御レジスタと、前記優先制御レジスタに書込まれた優先制御データによって特定される中央処理装置によるアクセスをその他の中央処理装置によるアクセスよりも優先して許可する制御を行なう制御回路とを有する。 [14] A data processing system according to another aspect includes a semiconductor data processing device and an audio amplifier (3) for inputting an audio signal output from the semiconductor data processing device. The semiconductor data processing apparatus includes a plurality of central processing units, an internal bus to which the central processing unit is connected, and a resource unit that is made available to the plurality of central processing units via the internal bus, An access management circuit for managing access of the resource unit by the central processing unit. The access management circuit controls permission and prohibition of access to the resource unit by the central processing unit according to a setting state of a domain setting register. An audio controller (41) that outputs the audio signal as a part of the resource unit that is recognized as a shared resource of the plurality of central processing units by the access management circuit; The controller includes a priority control register in which priority control data can be written by a predetermined central processing unit, and access by the central processing unit specified by the priority control data written in the priority control register. And a control circuit for performing control to permit the access with priority over the access by.
例えば高い信頼性が要求される機器制御系のような第1処理系とそれよりも信頼性が緩和されたオーディオ系のような第2処理系が混在されたデータ処理システムを想定し、第1処理系と第2処理系に異なる中央処理装置を割当て、オーディオコントローラを双方の中央処理装置の共有リソースとするようにドメイン分離を行なっておき、緊急時などのような必要なときだけ第1処理系の中央処理装置によるアクセスを優先させるようにオーディオコントローラの優先制御レジスタの設定を変えれば、第1処理系と第2処理系にオーディオコントローラを共有させても、第1処理における緊急事態発生の警告がオーディオ音声出力のような第2処理によって制限されることを抑制でき、ドメイン分離による全体的な信頼性も維持することができる。 For example, assume a data processing system in which a first processing system such as a device control system requiring high reliability and a second processing system such as an audio system whose reliability is more relaxed than that are mixed. Assign a different central processing unit to the processing system and the second processing system, and perform domain separation so that the audio controller is a shared resource of both central processing units. The first processing is performed only when necessary, such as in an emergency. If the setting of the priority control register of the audio controller is changed so as to give priority to access by the central processing unit of the system, even if the audio controller is shared between the first processing system and the second processing system, an emergency situation occurs in the first processing Warnings can be prevented from being limited by secondary processing such as audio output, and overall reliability through domain separation can be maintained. The
〔15〕項14のデータ処理システムは、前記半導体データ処理装置にビデオ信号を供給するビデオカメラ(5)を更に有する。前記所定の中央処理装置は、前記画像認識処理回路による処理データに基づいて画像認識を行い、画像認識結果に応じて前記オーディオコントローラに前記オーディオアンプへの警告の発声を指示する。 [15] The data processing system according to item 14 further includes a video camera (5) for supplying a video signal to the semiconductor data processing apparatus. The predetermined central processing unit performs image recognition based on data processed by the image recognition processing circuit, and instructs the audio controller to issue a warning to the audio amplifier according to an image recognition result.
〔16〕項15のデータ処理システムは、前記半導体データ処理装置の出力を受ける車両制御ユニット(4)を更に有する。前記半導体データ処理装置は、前記車両制御ユニットに制御データを出力する外部コミュニケーション・インタフェース・コントローラ(42)を更に有する。前記所定の中央処理装置は、前記表示コントローラから前記オーディオアンプへ警告の発声データを出力させると共に、外部コミュニケーション・インタフェース・コントローラから前記車両制御ユニットへ前記警告に対処するための制御データを出力させる。 [16] The data processing system according to item 15 further includes a vehicle control unit (4) that receives an output of the semiconductor data processing device. The semiconductor data processing apparatus further includes an external communication interface controller (42) for outputting control data to the vehicle control unit. The predetermined central processing unit causes the display controller to output warning utterance data from the display controller to the audio amplifier, and causes the external communication interface controller to output control data for dealing with the warning to the vehicle control unit.
2.実施の形態の詳細
図1には本発明に係るデータ処理システムの一例としてカーナビゲーションシステムが例示される。同図に示されるカーナビゲーションシステムは、本発明に係るデータ処理装置の一例であるマイクロコンピュータ(MCU)1に、ビデオカメラ5、テレビチューナ(TVチューナ)7、DDRSDRAM(Double-Data-Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)のようなメモリ8、液晶ディスプレイ2、オーディオアンプ3、及び車両制御ユニット4が接続されて構成される。マイクロコンピュータ1は、特に制限されないが、ビデオカメラ5で撮影した画像データを用いて画像認識を行い、認識結果に基づいて車両運行をアシストするための案内を液晶ディスプレイ2に表示する制御やオーディオアンプ3から音声で出力する制御を行うと共に、自動車のエンジン制御やブレーキアシストなどの電子制御を行う車両制御ユニット(ECU)4を画像認識結果などに基づいて制御する。
2. Details of Embodiment FIG. 1 illustrates a car navigation system as an example of a data processing system according to the present invention. The car navigation system shown in the figure includes a microcomputer (MCU) 1 as an example of a data processing apparatus according to the present invention, a
マイクロコンピュータ1は、夫々異なるOS(オペレーティングシステム)によってアプリケーションプログラムを実行する2個の中央処理装置(CPU#0,CPU#1)10,11を有し、その中央処理装置10,11のリソースであるリソースユニットとして、例えば表示コントローラ40、オーディオコントローラ41、シリアル・コミュニケーション・インタフェース・コントローラ(SCI#0,SCI#1)42,43、タイマ(TMR#0,TMR#1)44,45、メモリコントローラとしてのSDRAMコントローラ46、ダイレクト・メモリ・アクセス・コントローラ(DMAC#0,DMAC#1)47,48、ビデオ入力回路(VIN#0,VIN#1)49,50、及び画像認識処理回路51を備える。それらリソースユニット40〜51は内部バス60を経由して中央処理装置10,11によりアクセスされて利用される。前記中央処理装置(CPU#0,CPU#1)10,11は命令フェッチ、命令デコード及び演算などの基本的な機能だけを備えていてもよいし、また、それら基本的な機能の他にワークメモリとしてのSRAM、OS等の基本プログラムを格納した不揮発性メモリ、及び浮動小数点演算ユニット等のアクセラレータなどの回路を備えた所謂CPUコアのような回路構成であってもよい。システムコントローラ(SYSCNT)12はパワーオン時におけるマイクロコンピュータの起動シーケンスや動作モードの制御などを行う。特に制限されないが、中央処理装置(第1中央処理装置、CPU#0)10は高い信頼性が要求される車両運行制御のための制御系の制御に利用され、中央処理装置(第2中央処理装置、CPU#1)11は要求される信頼性が前記制御系よりも緩和されるオーディオ・ビデオ制御のための情報系の制御に利用される。
The
マイクロコンピュータ1は複数の中央処理装置10,11が利用するリソースに対してドメイン分離のためのアクセス管理を行うアクセス管理回路(ACCSC#0〜ACCSC#11)20〜31を有する。ここではアクセス管理回路(ACCSC#0〜ACCSC#11)20〜31はリソースユニット40〜51に一対一対応で図示される。この例では、ドメインは中央処理装置(CPU#0)10の制御を受ける制御系ドメイン(制御系の制御に用いるリソースユニット群)と、中央処理装置(CPU#1)11の制御を受ける情報系ドメイン(情報系の制御に用いるリソースユニット群)とに分けられる。例えばドメイン毎のリソース割当ての設定例が図2示される。○印は当該リソースが対応するドメインに割当てられていることを示す。このドメイン割当てにおいて、表示コントローラ40、オーディオコントローラ41及びSDRAMコントローラ46は中央処理装置10,11の何れもが利用可能な共有リソースとされる。
The
図3にはマイクロコンピュータのアドレスマップが例示される。図2で説明したようなドメイン割り当ては図3に例示されるようなドメイン設定レジスタ65に対して行われる。図3の例では“アクセス制御”の欄の“CPU#0”,“CPU#1”,“DMAC#0”,“DMAC#1”の各欄に対して“許可”又は“遮断”を意味するコードを設定することによってドメイン割り当てが行われる。“許可”は対応するドメインの中央処理装置が利用可能なリソースであることを意味し、“遮断”は対応するドメインの中央処理装置が利用不可能なリソースであることを意味する。DMAC#0,DMAC#1はそれを初期設定して利用する中央処理装置のドメインにおいて当該中央処理装置が利用するリソースユニットを最大限として転送対象とし、当該中央処理装置が利用できないリソースは転送対象とすることはできない。アクセスアクセス管理回路20〜31に対する設定は中央処理装置(CPU#0)10だけが行うようになっておる。アクセス管理回路20〜31は、特に制限されないが、遮断が設定されたリソースユニットに対するアクセスに対しては当該アクセスを無効とし且つアクセス要求元の中央処理装置にはエラーレスポンスを返す。
FIG. 3 illustrates an address map of the microcomputer. Domain assignment as described in FIG. 2 is performed for the
図3にはリソースに割当てられるアドレスが例示されているが、これは固定であってもよいし、レジスタ設定により可変にすることも可能である。図3において、リソースのアドレスとは、メモリコントローラ46に対してはメモリ(DDRSDRAM)8のメモリアドレス、その他の回路に対してはレジスタセットのアドレスとされる。レジスタセットとは夫々のリソースユニットの処理回路の動作に用いるレジスタであって中央処理装置のアドレス空間に配置される複数個のレジスタを意味する。ここで、共有リソースに設定することが可能なリソースアドレスはドメインにより相違される。例えばDDRSDRAM8は00000h−3FFFFhと40000h−7FFFFhに分離される。表示コントローラ4はF0000h−F07FFhの表示コントローラレジスタセット100Aと、F0800h−F0FFFhに含まれる表示コントローラレジスタセット100Bに分離される。オーディオコントローラ41はF1000h−F17FFhのオーディオコントローラレジスタセット101AとF1800h−F1FFFhに含まれるオーディオレジスタセット101Bに分離される。詳細は後述するが、共有リソースのドメイン毎に異なったアドレスにマッピングされるレジスタセットは、特に制限されないが、アドレスマッピング毎に物理的に異なるレジスタセットを備える構成であってもよいし(後述する図10の構成)、物理的に1つのレジスタセットに異なるアドレスをマッピングする構成であってもよい(後述する図8の構成)。その他のリソースユニット42〜45,47〜51にはレジスタセット102〜110が配置され、夫々図3に例示されるアドレスがマッピングされる。
In FIG. 3, addresses assigned to resources are illustrated, but this may be fixed or variable by register setting. In FIG. 3, the address of the resource is the memory address of the memory (DDRSDRAM) 8 for the
図4及び図5にはドメインの割り当ての別の例が示される。ドメイン割り当ては図3のような“許可”と“遮断”の2通りの設定に限らず、図4及び図5の例のように、リードアクセスとライトアクセス毎に“許可”と“遮断”を設定できるようにしてもよい。アクセス管理回路20は、リードアクセスの遮断が設定されたリソースユニットへの不正なリードアクセスが発生した場合、エラーレスポンスをリードデータとは別に返す、或いは常に固定値例えば全ビット0を返す、又は、エラーレスポンスと共に固定値例えば全ビット0を返す。また、アクセス管理回路20は、ライトアクセスの遮断が設定されたリソースユニットへの不正なライトアクセスが発生した場合、ライトデータを無効にすると共にエラーレスポンスを返す、或いはライトデータの無効化だけを行う。リードアクセスとライトアクセス毎の“許可”と“遮断”の設定はその他のリソースユニットに対するドメイン設定にも当然適用可能である。
4 and 5 show another example of domain assignment. Domain assignment is not limited to “permitted” and “blocked” as shown in FIG. 3, but “permitted” and “blocked” are performed for each read access and write access as in the examples of FIGS. It may be settable. The access management circuit 20 returns an error response separately from the read data, or always returns a fixed value, for example, all
図6にはドメイン設定レジスタ65に対する初期設定動作のフローチャートが例示される。マイクロコンピュータ1に動作電源が投入されると、内部はハードウェアリセットされ、一方の中央処理装置10が起動し、他方の中央処理装置11がスタンバイ状態とされる(S1)。起動された中央処理装置10は予め決められたプログラム開始アドレスからプログラムを実行して、アクセス制御回路20〜31のドメイン設定レジスタ65の初期設定を行い(S2)、その後、中央処理装置10は自らのオペレーティングシステムを起動する(S3)。これに並行して中央処理装置10は他方の中央処理装置11のスタンバイ状態を解除して起動し(S4)、起動後に当該中央処理装置11は自らのオペレーティングシステムを起動する(S5)。
FIG. 6 illustrates a flowchart of an initial setting operation for the
マイクロコンピュータ1自体でこのような順序立った起動シーケンスを実現することにより、1個の中央処理装置(CPU#0)10によるドメイン分離の処理が他の中央処理措置やオペレーティングシステムなどの影響を受けて不所望に変化する事態の発生を未然に防止するのに役立つ。
By realizing such an ordered startup sequence in the
図7には中央処理装置10,11の共有リソースとされることが可能にされるリソースユニットの具体例として表示コントローラ40の詳細が示される。図7では便宜上表示コントローラ40をレジスタインタフェース70と表示制御回路71に分けて図示することによって、共有リソースにおけるレジスタセットに対する優先制御によるアクセス競合回避のための構成を理解し易いようにしている。レジスタインタフェース70には表示コントローラ70におけるレジスタと外部とのインタフェースのための構成を集約して示している。表示制御回路71をレジスタインタフェース70以外の回路を総称する。
FIG. 7 shows details of the
図8にはレジスタインタフェース70の具体例が示される。前述のようにアクセス管理回路20〜31によって双方の中央処理装置10,11の共有リソースとされることが可能にされるリソースユニットである表示コントローラ40は、所定の中央処理装置10によって優先制御データが書き込み可能にされる優先制御レジスタ100Cを備える。優先制御レジスタ100Cは、これに書込まれた優先制御データによって特定される中央処理装置10又は中央処理装置11の一方によるアクセスをその他方の中央処理装置によるアクセスよりも優先して許可する制御を行なうために利用される。この制御を行うためにアドレスデコーダ80,81、デコーダ出力選択回路82、レジスタセット100に対するアクセス制御回路としてのレジスタライト制御回路85およびレジスタリード制御回路86が設けられる。アドレスデコーダ81はレジスタセット100と優先制御レジスタ100Cを図3のアドレスF0800h−F0FFFhにマッピングするデコード論理を備え、アドレスデコーダ8はレジスタセット100を図3のアドレスF0000h−F07FFhにマッピングするデコード論理を備える。アドレスデコーダ80,81は入力されるアドレス信号をそのデコード論理に従ってデコードしてレジスタセット100に含まれるレジスタの選択信号及び優先制御レジスタ100Cのレジスタ選択信号を生成する。デコーダ出力選択回路82は、優先制御レジスタ100Cにセットされた優先制御データS1がCPU#0を示しているときはアドレスデコーダ81が出力するレジスタセット100Bのレジスタ選択信号を選択し、優先制御レジスタ100Cにセットされた優先制御データS1がCPU#1を示しているときはアドレスデコーダ80が出力するレジスタセット100Aのレジスタ選択信号を選択する。レジスタライト制御回路85及びレジスタリード制御回路86はデコーダ出力選択回路82から出力されるレジスタ選択信号を入力し、リードライト信号RWにより書き込み動作が指示されている場合にはレジスタライト制御回路85がそのレジスタ選択信号に従ってレジスタライトデータをレジスタセット100に書き込み、リードライト信号RWにより読み出し動作が指示されている場合にはレジスタリード制御回路86がそのレジスタ選択信号に従ってレジスタセット100からレジスタリードデータを読み出す。前記優先制御レジスタ100Cのアクセス制御にはレジスタライト制御回路83及びレジスタリード制御回路84を用いる。レジスタライト制御回路83及びレジスタリード制御回路84は優先制御レジスタ100Cの選択信号をアドレスデコーダ81から入力し、リードライト信号RWにより書き込み動作が指示されている場合にはレジスタライト制御回路83がそのレジスタ選択信号に従って優先制御データを優先制御レジスタ100Cに書き込み、リードライト信号RWにより読み出し動作が指示されている場合にはレジスタリード制御回路84がそのレジスタ選択信号に従って優先制御レジスタ100Cから優先制御データを読み出す。論理和回路87はレジスタリード制御回路84の出力とレジスタリード制御回路87の出力との論理和信号を形成する。
FIG. 8 shows a specific example of the
特に図示はしないが、オーディオコントローラ41についても同様に構成することができる。
Although not specifically shown, the
これにより、ドメイン設定レジスタ65の設定に従ったアクセス管理回路20,21による基本となるドメイン分離制御とは別の優先制御レジスタ100Cに対するレジスタ設定により、特定のリソースユニット40,41に対するアクセス主体となる中央処理装置を選択可能にされる。その選択範囲はドメイン設定レジスタ65によるドメイン分離によって共有リソースとしてアクセスが認められた中央処理装置10,11の範囲に限られる。優先制御レジスタ100Cの設定変更はその他のドメイン分離の状態に対して一切影響を与えない。しかも、優先制御レジスタ100Cに対する設定変更が可能にされるには一つの中央処理装置10に限られる。したがって、マイクロコンピュータ1全体のドメイン分離による信頼性を保ちながら一部のリソース40,41を複数の中央処理装置10,11に共有させることができる。また、共有リソースとすることが認められる複数の中央処理装置10,11に対してレジスタセット100の物理的回路を共通化することができ、回路規模の縮小に寄与することができる。但し、アクセス管理回路によるドメイン分離ではアクセスが遮断されていないが優先制御レジスタ100Cによってアクセスが許可されていない中央処理装置によるレジスタセット100のアクセスはエラーを生ずることになる。その間にレジスタセット100へのアクセスがなければ何ら問題はない。
As a result, the access to the
図9にはマイクロコンピュータ1による優先制御レジスタの設定変更を用いて制御系と情報系を制御するときの動作フローが例示される。ここでは中央処理装置(CPU#0)10、中央処理装置(CPU#1)11、表示コントローラ40、オーディオコントローラ41、シリアル・コミュニケーション・インタフェース・コントローラ(SCI#0)42、及びビデオ入力回路(VIN#1)49の動作が例示される。ドメイン設定レジスタ65は図3のように初期設定されたものとする。時刻t0において優先制御レジスタ100Cには中央処理装置(CPU#1)11を優先させる優先制御データがセットされている。中央処理装置(CPU#1)11は、レジスタセット100A、101Aに対するレジスタ設定を行い、それにしたがって液晶ディスプレイ2にナビゲーション画像表示やTV表示の制御を行い、オーディオアンプ3による音楽再生などを制御している。
FIG. 9 illustrates an operation flow when the control system and the information system are controlled using the setting change of the priority control register by the
画像認識処理回路51は中央処理装置(CPU#0)10のバックグランドで画像認識のための画像処理を常時実行している。画像認識処理回路51による処理画像データは中央処理装置10が入力して画像認識処理を行なう。その結果、時刻t1で危険を検知したら、中央処理装置(CPU#0)10はシリアル・コミュニケーション・インタフェース・コントローラ(SCI#0)42を使用して車両制御ユニット4と通信を行って、ブレーキアシストやエンジン制御などの設定を行う。これと共に中央処理装置10は表示コントローラ40、オーディオコントローラ41の優先制御レジスタ100CをCPU#0優先とする設定に変更し(時刻t2)、表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41のレジスタセット(100)の情報をSDRAM8に退避し、その後に、表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41のレジスタセット(100)に新たな制御データなどを設定する(時刻t3)。これにより、中央処理装置(CPU#0)10は警告メッセージや警告音声のデータを生成して表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41に与え、表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41は、レジスタセット(100)に新たに設定された制御データなどに基づいて、警告メッセージや警告の画像表示を液晶ディスプレイ2に行うと共にオーディオアンプ3を用いて警告音声を発生させる。この間、中央処理装置(CPU#1)11は表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41のレジスタセットに対するアクセスを行っても無視されるが、ナビゲーション処理を継続することは可能である。画像認識処理回路51による処理画像データにより中央処理装置10が危険回避を検知すると、中央処理装置(CPU#0)10は、今度は、シリアル・コミュニケーション・インタフェース・コントローラ(SCI#0)42を介して車両制御ユニット4と通信を行って、ブレーキアシストやエンジン制御などの設定を通常運行状態に戻し、更に、先に退避したレジスタデータをSDRAM8から表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41のレジスタセット(100)に復帰させ(時刻t4)、表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41の優先制御レジスタ100CをCPU#1優先とする設定に変更し(時刻t5)、中央処理装置(CPU#1)11によるナビゲーション処理に基づくナビゲーション画像の表示や音楽再生を再開させる。中央処理装置(CPU#0)10はこれに並行して画像認識処理を行ない、次の危険検知に備える。
The image
このように、物理的に1セットのレジスタセットに対して複数のアドレスマッピングを行う場合に、レジスタセットの設定変更によって優先使用が拒否される側の中央処理装置(CPU#1)11ではアクセスエラーを生ずることになるが、優先制御レジスタ100Cの設定変更に伴ってレジスタセットデータの退避・復帰を行うことにより、元の表示制御や音声再生などの動作を容易に再開することが可能になる。
As described above, when a plurality of address mappings are physically performed for one register set, the central processing unit (CPU # 1) 11 on which priority use is denied due to the register set setting change causes an access error. However, by saving and restoring the register set data in accordance with the setting change of the
図10には中央処理装置10,11の共有リソースとされることが可能にされるリソースユニットの別の例が示される。ここではアドレスマッピング毎に物理的に異なるレジスタセットを設けるときの構成が示される。例えば表示コントローラ40を一例とする。中央処理装置(CPU#0)10用と中央処理装置(CPU#1)11用に別々にレジスタインタフェース110,111を備え、表示制御回路71とレジスタインタフェース110,111との間にセレクタ112が配置される。レジスタインタフェース回路110がレジスタセット100Aを備え、レジスタインタフェース回路111がレジスタセット100Bと優先制御レジスタ100Cを備える。
FIG. 10 shows another example of resource units that can be shared resources of the
図11にはCPU#1用のレジスタインタフェース110の具体例が示される。レジスタインタフェース110はアドレスデコーダ120、レジスタセット100Aに対するアクセス制御回路としてのレジスタライト制御回路121およびレジスタリード制御回路122を備える。アドレスデコーダ120はレジスタセット100Aを図3のアドレスF0000h−F07FFhにマッピングするデコード論理を備える。アドレスデコーダ120は入力されるアドレス信号をそのデコード論理に従ってデコードしてレジスタセット100Aに含まれるレジスタの選択信号を生成する。レジスタライト制御回路121及びレジスタリード制御回路122はアドレスデコーダ120から出力されるレジスタ選択信号を入力し、リードライト信号RWにより書き込み動作が指示されている場合にはレジスタライト制御回路121がそのレジスタ選択信号に従ってレジスタライトデータをレジスタセット100Aに書き込み、リードライト信号RWにより読み出し動作が指示されている場合にはレジスタリード制御回路122がそのレジスタ選択信号に従ってレジスタセット100Aからレジスタリードデータを読み出す。
FIG. 11 shows a specific example of the
図12にはCPU#0用のレジスタインタフェース111の具体例が示される。レジスタインタフェース111はアドレスデコーダ130、レジスタセット100A及び優先制御レジスタ100Cに対するアクセス制御回路としてのレジスタライト制御回路131およびレジスタリード制御回路132を備える。アドレスデコーダ130はレジスタセット100Bと優先制御レジスタ100Cを図3のアドレスF0800h−F0FFFhにマッピングするデコード論理を備える。アドレスデコーダ130は入力されるアドレス信号をそのデコード論理に従ってデコードしてレジスタセット100Bに含まれるレジスタの選択信号及び優先制御レジスタ100Cのレジスタ選択信号を生成する。レジスタライト制御回路131及びレジスタリード制御回路132はアドレスデコーダ130から出力されるレジスタ選択信号を入力し、リードライト信号RWにより書き込み動作が指示されている場合にはレジスタライト制御回路131がそのレジスタ選択信号に従ってレジスタライトデータをレジスタセット100B又は優先制御レジスタ10Cに書き込み、リードライト信号RWにより読み出し動作が指示されている場合にはレジスタリード制御回路132がそのレジスタ選択信号に従ってレジスタセット100B又は優先制御レジスタ100Cからデータを読み出す。優先制御レジスタ10Cにセットされた制御データはセレクタ112に供給される。セレクタ112は、優先制御レジスタ100Cにセットされた優先制御データS1がCPU#0を示しているときはレジスタインタフェース111のレジスタセット100Bを表示制御回路71に接続する状態を選択し、優先制御レジスタ100Cにセットされた優先制御データS1がCPU#1を示しているときはレジスタインタフェース110のレジスタセット100Aを表示制御回路71に接続する状態を選択する。図10の論理和回路113はレジスタリード制御回路122の出力とレジスタリード制御回路132の出力との論理和信号を形成する。
FIG. 12 shows a specific example of the register interface 111 for
特に図示はしないが、オーディオコントローラ41についても同様に構成することができる。
Although not specifically shown, the
これにより、ドメイン設定レジスタ65の設定に従ったアクセス管理回路20,21による基本となるドメイン分離制御とは別の優先制御レジスタ100Cに対するレジスタ設定により、特定のリソースユニット40,41に対するアクセス主体となる中央処理装置を選択可能にされる。その選択範囲はドメイン設定レジスタ65によるドメイン分離によって共有リソースとしてアクセスが認められた中央処理装置10,11の範囲に限られる。優先制御レジスタ100Cの設定変更はその他のドメイン分離の状態に対して一切影響を与えない。しかも、優先制御レジスタ100Cに対する設定変更が可能にされるには一つの中央処理装置10に限られる。したがって、マイクロコンピュータ1全体のドメイン分離による信頼性を保ちながら一部のリソース40,41を複数の中央処理装置10,11に共有させることができる。また、共有リソースとすることが認められる複数の中央処理装置10,11毎に物理回路としてのレジスタセット100A,100Bを有するから、図8の場合比べて回路規模は大きくなるが、アクセス管理回路によるドメイン分離ではアクセスが遮断されていないが優先制御レジスタ100Cによってアクセスが許可されていない中央処理装置によるレジスタセットに対するアクセスはエラーを生じない。
As a result, the access to the
図13には図10の構成を採用したマイクロコンピュータ1による優先制御レジスタの設定変更を用いて制御系と情報系を制御するときの動作フローが例示される。基本的な動作条件は図9と同一とする。ここでは、表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41は中央処理装置10,11毎にレジスタセット100A、100Bを物理的に別々の存在として備えるから、図9で説明した時刻t2の後の退避処理と時刻t4における復帰処理を必要としない。したがって中央処理装置(CPU#0)10が警告メッセージの表示制御などを行っているとき中央処理装置(CPU#1)11がナビゲーション処理のために表示コントローラ40及びオーディオコントローラ41のレジスタセット100Aに対するデータセットは有効に行われる。但し、そのデータセットは表示や音楽再生の動作には反映されない。
FIG. 13 illustrates an operation flow when the control system and the information system are controlled using the setting change of the priority control register by the
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、中央処理装置は2個に限定されず、それ以上あってもよく、また、中央処理装置は命令実行制御のための基本機能だけでなくアクセラレータやワークRAM等を含んだコアユニットであってもよい。アクセス管理回路はリソースユニット毎に分散された構成として図示しているがこれに限定されずその論理構成は集中的に配置されていてもよい。リソースユニットの機能や個数、バスの構成、などは適宜変更可能である。半導体データ処理装置は1チップの半導体集積回路に限定されず、マルチチップで一つのパッケージに樹脂封止されたモジュールデバイスであってもよい。本発明に係る半導体データ処理装置を適用するデータ処理システムはカーナビゲーションシステムに限定ざれず、テレビ、画像記録再生装置、電話機、プリンタ等の種々のコンシューマ向け電子機器、更には産業用の制御機器に広く適用することができる。車両に適用する場合も自動車に限定されず、電車や船舶等の交通機関にも適用することが可能である。 For example, the number of central processing units is not limited to two, and there may be more, and the central processing unit is not only a basic function for instruction execution control but also a core unit including an accelerator, work RAM, and the like. Also good. The access management circuit is illustrated as a configuration distributed for each resource unit, but is not limited thereto, and the logical configuration may be centrally arranged. The function and number of resource units, bus configuration, and the like can be changed as appropriate. The semiconductor data processing apparatus is not limited to a one-chip semiconductor integrated circuit, and may be a module device that is multi-chip and resin-sealed in one package. The data processing system to which the semiconductor data processing apparatus according to the present invention is applied is not limited to a car navigation system, but can be applied to various consumer electronic devices such as televisions, image recording / reproducing apparatuses, telephones, printers, and industrial control devices. Can be widely applied. When applied to vehicles, it is not limited to automobiles, and can be applied to transportation such as trains and ships.
1 マイクロコンピュータ(MCU)
2 液晶ディスプレイ
3 オーディオアンプ
4 車両制御ユニット
5 ビデオカメラ
7 テレビチューナ
8 DDRSDRAMのようなメモリ
10,11 中央処理装置(CPU#0,CPU#1)
20〜31 アクセス管理回路(ACCSC#0〜ACCSC#11)
40 表示コントローラ
41 オーディオコントローラ
42,43 シリアル・コミュニケーション・インタフェース・コントローラ
44,45 タイマ(TMR#0,TMR#1)
46 SDRAMコントローラ
47,48 ダイレクト・メモリ・アクセス・コントローラ
49,50 ビデオ入力回路(VIN#0,VIN#1)
51 画像認識処理回路
65 ドメイン設定レジスタ
70 レジスタインタフェース
71 表示制御回路
80,81 アドレスデコーダ
82 デコーダ出力選択回路
83 レジスタライト制御回路
84 レジスタリード制御回路
85 レジスタライト制御回路
86 レジスタリード制御回路
100C 優先制御レジスタ
100 レジスタセット
100B レジスタセット
100A レジスタセット
WR リードライト信号
110,111 レジスタインタフェース
112 セレクタ
120 アドレスデコーダ120
121 レジスタライト制御回路
122 レジスタリード制御回路
130 アドレスデコーダ
131 レジスタライト制御回路
132 レジスタリード制御回路
1 Microcomputer (MCU)
2
20 to 31 Access management circuit (
40
46
51 Image
121 Register
Claims (3)
前記半導体データ処理装置は、
複数個の中央処理装置と、
前記複数個の中央処理装置が接続される内部バスと、
前記内部バスを介して前記複数個の中央処理装置に利用可能にされるリソースユニットと、
前記複数個の中央処理装置による前記リソースユニットのアクセスを管理するアクセス管理回路と、を有し、
前記複数個の中央処理装置には、第1オペレーティングシステムによる管理の下で前記リソースユニットを利用する第1中央処理装置と、前記第1オペレーティングシステムと異なる第2オペレーティングシステムによる管理の下で前記リソースユニットを利用する第2中央処理装置とが含まれ、
前記アクセス管理回路はドメイン設定レジスタの設定状態に従って前記複数個の中央処理装置による前記リソースユニットに対するアクセスの許可と禁止の制御を行い、
前記リソースユニットのうち前記アクセス管理回路により前記第1中央処理装置と前記第2中央処理装置との共有リソースとされることが認められる一部のリソースユニットとして表示コントローラ及び前記オーディオ信号を出力するオーディオコントローラを有し、
前記表示コントローラは、前記第1中央処理装置によって優先制御データが書き込み可能にされ他の中央処理装置による優先制御データの書き込みが禁止される第1優先制御レジスタと、前記第1優先制御レジスタに書込まれた優先制御データによって特定される中央処理装置によるアクセスをその他の中央処理装置によるアクセスよりも優先して許可する制御を行なう第1制御回路とを有し、
前記表示コントローラは、前記表示コントローラの処理に用いられる第1レジスタセットを有し、
前記オーディオコントローラは、前記第1中央処理装置によって優先制御データが書き込み可能にされ他の中央処理装置による優先制御データの書き込みが禁止される第2優先制御レジスタと、前記第2優先制御レジスタに書込まれた優先制御データによって特定される中央処理装置によるアクセスをその他の中央処理装置によるアクセスよりも優先して許可する制御を行なう第2制御回路とを有し、
前記オーディオコントローラは、前記オーディオコントローラの処理に用いられる第2レジスタセットを有し、
前記第1制御回路は、前記アクセス管理回路により共有リソースとすることが認められる中央処理装置毎に前記第1レジスタセットを異なるアドレス領域にマッピングする複数個の第1アドレスデコーダと、前記複数個の第1アドレスデコーダの複数の第1デコード信号のうち優先制御データによって特定される中央処理装置に対応する第1アドレスデコーダの第1デコード信号を有効とする第1デコーダ出力選択回路と、前記第1デコーダ出力選択回路で選択された出力信号に基づいて前記第1レジスタセットのレジスタに対するアクセス制御を行う第1レジスタアクセス制御回路とを有し、
前記第2制御回路は、前記アクセス管理回路により共有リソースとすることが認められる中央処理装置毎に前記第2レジスタセットを異なるアドレス領域にマッピングする複数個の第2アドレスデコーダと、前記複数個の第2アドレスデコーダの複数の第2デコード信号のうち優先制御データによって特定される中央処理装置に対応する第2アドレスデコーダの第2デコード信号を有効とする第2デコーダ出力選択回路と、前記第2デコーダ出力選択回路で選択された出力信号に基づいて前記第2レジスタセットのレジスタに対するアクセス制御を行う第2レジスタアクセス制御回路とを有する、
ナビゲーションシステム。 A navigation system comprising a semiconductor data processing device, a display controlled by the semiconductor data processing device, and an audio amplifier for inputting an audio signal output from the semiconductor data processing device,
The semiconductor data processing apparatus comprises:
A plurality of central processing units;
An internal bus to which the plurality of central processing units are connected;
A resource unit that is made available to the plurality of central processing units via the internal bus;
An access management circuit for managing access of the resource unit by the plurality of central processing units,
The plurality of central processing units include a first central processing unit that uses the resource unit under management by a first operating system and the resource under management by a second operating system different from the first operating system. A second central processing unit using the unit,
The access management circuit controls permission and prohibition of access to the resource unit by the plurality of central processing units according to a setting state of a domain setting register,
Among the resource units, a display controller and audio that outputs the audio signal as a part of resource units recognized as shared resources between the first central processing unit and the second central processing unit by the access management circuit Have a controller,
The display controller has a first priority control register in which priority control data can be written by the first central processing unit and writing of priority control data by other central processing units is prohibited, and writing to the first priority control register. A first control circuit that performs control to allow access by the central processing unit specified by the prioritized priority control data in preference to access by other central processing units,
The display controller has a first register set used for processing of the display controller,
The audio controller has a second priority control register in which priority control data can be written by the first central processing unit, and writing of priority control data by other central processing units is prohibited, and writing to the second priority control register. A second control circuit that performs control to permit the access by the central processing unit specified by the priority control data that has been entered in preference to the access by other central processing units,
The audio controller has a second register set used for processing of the audio controller;
Said first control circuit includes a plurality of first address decoder mapping the first register set for each central processing unit is recognized to be a shared resource by the access management circuit to a different address regions, the plurality a first decoder output selection circuit to enable the first decode signal of the first address decoder corresponding to the central processing apparatus specified by the priority control data among the plurality of first decoding signals of the first address decoder, the first 1 based on the output signal selected by the decoder output selection circuit possess a first register access control circuit controls access to registers of the first register set,
The second control circuit includes a plurality of second address decoders that map the second register set to different address areas for each central processing unit that is recognized as a shared resource by the access management circuit; A second decoder output selection circuit for validating the second decode signal of the second address decoder corresponding to the central processing unit specified by the priority control data among the plurality of second decode signals of the second address decoder; A second register access control circuit that controls access to the registers of the second register set based on an output signal selected by a decoder output selection circuit;
Navigation system.
前記半導体データ処理装置は前記ビデオ信号を入力するビデオ信号入力回路と、前記ビデオ信号入力回路から入力されたビデオ信号に基づいて画像認識のための画像処理を行なう画像認識処理回路とを更に有し、
前記第1中央処理装置は、前記画像認識処理回路による処理データに基づいて画像認識を行い、画像認識結果に応じて前記表示コントローラに前記ディスプレイへ警告の表示を指示し、前記オーディオコントローラに前記オーディオアンプへの警告音声の発生を指示する、請求項1記載のナビゲーションシステム。 A video camera for supplying a video signal to the semiconductor data processing apparatus;
The semiconductor data processing apparatus further includes a video signal input circuit for inputting the video signal, and an image recognition processing circuit for performing image processing for image recognition based on the video signal input from the video signal input circuit. ,
The first central processing unit performs image recognition based on processing data from the image recognition processing circuit, instructs the display controller to display a warning on the display according to an image recognition result, and instructs the audio controller to display the audio The navigation system according to claim 1, wherein an instruction to generate a warning sound to the amplifier is given.
前記半導体データ処理装置は、前記車両制御ユニットに制御データを出力する外部コミュニケーション・インタフェース・コントローラを更に有し、
前記第1中央処理装置は、前記表示コントローラから前記ディスプレイへの前記警告の表示データを出力させ、前記オーディオコントローラに前記オーディオアンプへの警告音声の発生を指示すると共に、前記外部コミュニケーション・インタフェース・コントローラから前記車両制御ユニットへ前記警告に対処するための制御データを出力させる、請求項2記載のナビゲーションシステム。 A vehicle control unit that receives the output of the semiconductor data processing device;
The semiconductor data processing apparatus further includes an external communication interface controller that outputs control data to the vehicle control unit,
The first central processing unit outputs the warning display data from the display controller to the display, instructs the audio controller to generate a warning voice to the audio amplifier, and the external communication interface controller. The navigation system according to claim 2, wherein control data for coping with the warning is output from the vehicle control unit to the vehicle control unit.
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