(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の不揮発性フリップフロップと１つの不揮発性リードライトコントローラーとを備える不揮発性メモリアレイが、ＲＦモジュールを初期化する構成情報を前記不揮発性リードライトコントローラーに揮発的に記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、該構成情報を前記不揮発性リードライトコントローラーから前記不揮発性フリップフロップへ不揮発的にバックアップすること（Ｓ１）と、
前記不揮発性リードライトコントローラーが電源オン命令を受信すると、前記構成情報を前記不揮発性フリップフロップから読み出して前記不揮発性リードライトコントローラーに書き込む処理である前記不揮発性フリップフロップに対するリストアを実行することと、
ＲＦモジュール初期化アクセラレーターが、電源オン命令を受信すると、前記リストアにより前記不揮発性メモリアレイから読み出されて前記不揮発性リードライトコントローラーに揮発的に記憶された前記構成情報を読み取り、該構成情報を前記ＲＦモジュールに送信して、該ＲＦモジュールを初期化すること（Ｓ２）と、
前記電源オン命令よりも前に行われる初回初期化プロセスには、前記不揮発性メモリアレイの外部のプロセッサーが前記構成情報を前記不揮発性リードライトコントローラーに揮発的に書き込むことと、
を含むことを特徴とする、不揮発制御によるＲＦモジュール初期化方法。
【請求項２】
複数の不揮発性フリップフロップと１つの不揮発性リードライトコントローラーとを備え、ＲＦモジュールを初期化する構成情報を前記不揮発性リードライトコントローラーに揮発的に記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、該構成情報を前記不揮発性リードライトコントローラーから前記不揮発性フリップフロップへ不揮発的にバックアップし、電源オン命令を受信すると、前記不揮発性リードライトコントローラーにより前記構成情報を前記不揮発性フリップフロップから読み出して前記不揮発性リードライトコントローラーに書き込む処理である前記不揮発性フリップフロップに対するリストアを実行する不揮発性メモリアレイと、
電源オン命令を受信すると、前記リストアにより前記不揮発性メモリアレイから読み出されて前記不揮発性リードライトコントローラーに揮発的に記憶された前記構成情報を読み取るとともに、該構成情報をフロントエンドインタフェース回路に送信する再構成可能ＲＦモジュールコントローラーと、
前記構成情報を所定のプロトコルに基づいて前記ＲＦモジュールに送信して、該ＲＦモジュールを初期化する前記フロントエンドインタフェース回路と、
前記電源オン命令よりも前に行われる初回初期化プロセスには、前記構成情報を前記不揮発性リードライトコントローラーに揮発的に書き込むプロセッサーと、
を備えることを特徴とする、不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム。
【請求項３】
前記不揮発性リードライトコントローラーは、電源オフ命令を受信すると、前記構成情報のデータ量に基づいて、該構成情報をバックアップする不揮発性フリップフロップを決定するとともに該不揮発性フリップフロップに所定のシーケンスの制御信号を送信し、それによって、該不揮発性フリップフロップに該構成情報をバックアップさせることを特徴とする、請求項２に記載の不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム。
【請求項４】
前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーは、
初期化の必要な対象ＲＦモジュールのタイプに基づいてゲートアレイ論理機能と接続関係のプログラミングを行って、前記フロントエンドインタフェース回路と該対象ＲＦモジュールとが対応するように切り替える不揮発性ＦＰＧＡと、
前記不揮発性ＦＰＧＡのプログラミング情報を自身の揮発性記憶部に記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、該プログラミング情報を前記揮発性記憶部から自身の不揮発性記憶部へバックアップし、電源オン命令を受信すると、該プログラミング情報を前記不揮発性記憶部から前記揮発性記憶部へリストアする不揮発性プログラミング情報メモリと、
を備えることを特徴とする、請求項２に記載の不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム。
【請求項５】
前記プロセッサーは、受信した書込み命令に基づいて前記構成情報を前記不揮発性メモリアレイに書き込み、受信した起動命令又は停止命令に基づいて前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーを起動又は停止し、受信した制御命令に基づいて該再構成可能ＲＦモジュールコントローラーが受信操作又は送信操作をするように制御することを特徴とする、請求項２に記載の不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム。
【請求項６】
前記プロセッサーからの選択命令に基づいて前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーに選択信号を送信し、それによって、該再構成可能ＲＦモジュールコントローラーが前記不揮発性メモリアレイから対象構成情報を読み取るとともに、対象ＲＦモジュールを初期化するＲＦモジュールセレクターを更に備えることを特徴とする、請求項５に記載の不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム。
【請求項７】
前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーは、前記フロントエンドインタフェース回路が前記ＲＦモジュールからＲＦ送受信データを読み取り、読み取ったデータを取得して前記不揮発性メモリアレイに記憶するように制御することを特徴とする、請求項２に記載の不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム。
【請求項８】
前記フロントエンドインタフェース回路は、前記対象構成情報に基づいて、前記対象ＲＦモジュールに対応するように、フロントエンドインタフェースのタイプを切り替えることを特徴とする、請求項６に記載の不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術分野に関し、具体的には、不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システム及び不揮発制御によるＲＦモジュール初期化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルインターネット及びモノのインターネットの出現に伴って、しだいに無線通信が情報を取得し伝播する主なルートとなってきた。ユーザーのモバイルデバイス及びモノのインターネットの多数の端末には、ＷｉＦｉ、ブルートゥース、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、３Ｇ、ＬＴＥのＲＦフロントエンド等の種々の無線ＲＦモジュールが集積化されている。これらのＲＦモジュールは、それぞれのチャネル条件において良好なサービスを提供するために、動作時に消費電力が大きくなるものであり、スマート端末全体の消費電力においても比較的大きな割合を占めている。しかしながら、デバイスの小型化、コスト低減の傾向に伴って、スマート端末の蓄電素子はますます小さくなり、エネルギーはますます限られてきており、ひいては、太陽エネルギー、振動等の環境発電のエネルギー供給モデルが採用される。このため、スマート端末には、消費電力をより少なくするとともに、エネルギー供給が不足した条件下、電力供給が途切れた条件下で動作する能力を有することが求められている。ＲＦモジュールはそれ自体の消費電力が比較的大きいので、頻繁に電源オフされ、必要な場合のみ電源オンされるようにして、スマート端末の平均消費電力を低減し、連続待受時間及び動作寿命を向上させている。ＲＦモジュールの電源オフ後の電源オン時は、初期化プロセスを実行する必要がある。すなわち、構成情報とキャッシュデータとを改めて書き込む必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のスマート端末では、ＲＦモジュールの初期化プロセスはプロセッサーがソフトウェア処理により実行しており、このためにプロセッサーが先ず初期化され起動されたのち、そのソフトウェアによってＲＦモジュールが初期化される必要がある。このように初期化プロセスに時間を要すると、エネルギーの消費が比較的大きくなってしまう。環境発電を採用した端末では、時間のオーバーヘッド及びエネルギーの消費が多くなってしまい、さらにはＲＦモジュールの起動動作ができなくなってしまうことにつながる。
【０００４】
本発明は、どのように電源オフ時に電源オフ前のデータを保存し、電源オン後にＲＦモジュールを高速で初期化して、時間のオーバーヘッド及びエネルギーの消費を低減させるかという課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これを目的として、本発明は、
不揮発性メモリアレイが、ＲＦモジュールを初期化する構成情報を記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、該構成情報をバックアップすること（Ｓ１）と、
ＲＦモジュール初期化アクセラレーターが、電源オン命令を受信すると、前記不揮発性メモリアレイから前記構成情報を読み取り、該構成情報を前記ＲＦモジュールに送信して、該ＲＦモジュールを初期化すること（Ｓ２）と、
を含む、不揮発制御によるＲＦモジュール初期化方法を提供する。
【０００６】
また、本発明は、ＲＦモジュールを初期化する構成情報を記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、該構成情報をバックアップする不揮発性メモリアレイと、電源オン命令を受信すると、前記不揮発性メモリアレイから前記構成情報を読み取るとともに、該構成情報をフロントエンドインタフェース回路に送信する再構成可能ＲＦモジュールコントローラーと、前記構成情報を所定のプロトコルに基づいて前記ＲＦモジュールに送信して、該ＲＦモジュールを初期化する前記フロントエンドインタフェース回路とを備える、不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを更に提供する。
【０００７】
前記不揮発性メモリアレイは、不揮発性メモリー又は不揮発性レジスタセットであり、前記不揮発性レジスタセットは、複数の不揮発性フリップフロップと、１つの不揮発性リードライトコントローラーとを備えることが好ましい。
【０００８】
前記不揮発性リードライトコントローラーは、電源オフ命令を受信すると、前記構成情報のデータ量及び／又は複雑性に基づいて、該構成情報をバックアップする不揮発性フリップフロップを決定するとともに該不揮発性フリップフロップに所定のシーケンスの制御信号を送信し、それによって、該不揮発性フリップフロップに該構成情報をバックアップさせることが好ましい。
【０００９】
前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーは、初期化の必要な対象ＲＦモジュールのタイプに基づいてプログラミングを行って、前記フロントエンドインタフェース回路と該対象ＲＦモジュールとが対応するように切り替える不揮発性ＦＰＧＡと、前記不揮発性ＦＰＧＡのプログラミング情報を記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、該プログラミング情報をバックアップし、電源オン命令を受信すると、該プログラミング情報をリストアする不揮発性プログラミング情報メモリーとを備えることが好ましい。
【００１０】
前記フロントエンドインタフェース回路は、前記ＲＦモジュールから読み取ったＲＦ送受信データを記憶するデータキャッシュと、直並列変換器とを備えることが好ましい。なお、前記直並列変換器は、前記フロントエンドインタフェース回路が受信したシステムクロックを周波数分割し、シリアルポートクロック信号を取得し、該シリアルポートクロック信号を入出力シフターに送信する周波数分割器と、シリアルポートデータ信号を発生させる前記入出力シフターと、前記シリアルポートクロック信号と前記シリアルポートデータ信号とを揃えて、前記所定のプロトコルと一致する波形を生成するシーケンス制御回路とを有する。
【００１１】
受信した書込み命令に基づいて前記構成情報を前記不揮発性メモリアレイに書き込み、受信した起動命令又は停止命令に基づいて前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーを起動又は停止し、受信した制御命令に基づいて該再構成可能ＲＦモジュールコントローラーが受信操作又は送信操作をするように制御するプロセッサーを更に備えることが好ましい。
【００１２】
前記プロセッサーからの選択命令に基づいて前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーに選択信号を送信し、それによって、該再構成可能ＲＦモジュールコントローラーが前記不揮発性メモリアレイから対象構成情報を読み取るとともに、対象ＲＦモジュールを初期化するＲＦモジュールセレクターを更に備えることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記再構成可能ＲＦモジュールコントローラーは、前記フロントエンドインタフェース回路が前記ＲＦモジュールからデータを読み取り、読み取ったデータを取得して前記不揮発性メモリアレイに記憶するように制御することが好ましい。
【００１４】
さらに、前記フロントエンドインタフェース回路は、前記対象構成情報に基づいて、前記対象ＲＦモジュールに対応するように、フロントエンドインタフェースのタイプを切り替えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上述の技術的解決手段により、プロセッサーが改めて構成情報を生成して初期化することなく、システムの電源オフ後にＲＦモジュールを初期化する構成情報をバックアップし、電源オン後に高速で構成情報をリストアしてＲＦモジュールを初期化することができ、それによって、ＲＦモジュールの初期化速度が引き上げられ、ノードのエネルギー消費が低減されるとともに、種々のＲＦモジュールの初期化をサポートし、ハードウェアのリソースが節減され、システムの拡張性を向上させることができる。
【００１６】
図面を参照することによって本発明の特徴及び利点をより明確に理解し得るが、図面は模式的なものであって、本発明に対する何らかの限定であると理解すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化方法を模式的に示すフローチャートである。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを示す構成模式図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを示す構成模式図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを示す構成模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを示す具体的構成模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る不揮発性メモリアレイを示す構成模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る再構成可能ＲＦモジュールコントローラーを示す構成模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るフロントエンドインタフェース回路を示す構成模式図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを模式的に示す動作フローチャートである。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを模式的に示す動作フローチャートである。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを模式的に示す動作フローチャートである。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムを模式的に示す動作フローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る初期化時間と従来技術における初期化時間との比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の上述の目的、特徴及び利点をより明確に理解することができるように、以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。矛盾しない場合には本願の実施形態及び実施形態における特徴は互いに組み合わせてもよいことを説明しておく。
【００１９】
以下の記載では、本発明を十分に理解するように、細部を具体的かつ詳細に説明しているが、本発明は本記載とは異なる他の形態を用いて実施してもよく、したがって、本発明の保護範囲は以下に開示される具体的な実施形態の制限を受けるものではない。
【００２０】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るＲＦモジュール初期化方法は、不揮発性メモリアレイが、ＲＦモジュールを初期化する構成情報を記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、構成情報をバックアップすること（Ｓ１）と、ＲＦモジュール初期化アクセラレーターが、電源オン命令を受信すると、上記不揮発性メモリアレイから上記構成情報を読み取り、上記構成情報を上記ＲＦモジュールに送信して、上記ＲＦモジュールを初期化すること（Ｓ２）とを含む。
【００２１】
図２Ａに示すように、本実施形態におけるＲＦモジュールは、ＲＦモジュール初期化アクセラレーターを通じて初期化をすることができる。先ず不揮発性メモリアレイがＲＦモジュール初期化アクセラレーターに具体的な構成データを送信し、その後、ＲＦモジュール初期化アクセラレーターが該当するＲＦモジュールに具体的な初期化リードライト制御データを送信し、それによって、該当するＲＦモジュールを初期化する。
【００２２】
なお、不揮発性メモリアレイとＲＦモジュール初期化アクセラレーターとは、１つのＲＦモジュール初期化システムを構成してＲＦモジュールを初期化することができる。
【００２３】
図２Ｂに示すように、本発明の一実施形態に係るＲＦモジュール初期化システムと具体的に初期化するＲＦ回路とは１枚のチップに設けてもよく、システムとＲＦモジュールとはチップ上の高速の相互接続線を用いてデータ伝送をすることによって、ＲＦモジュールの初期化速度を更に引き上げることができる。
【００２４】
図２Ｃに示すように、本発明の一実施形態に係るＲＦモジュール初期化システムとＲＦモジュールとは２枚のチップに別個に設けてもよく、２枚のチップは特定の構成を通じて接続されており、このような接続構成は１つのＲＦモジュール初期化システムが複数のＲＦモジュールチップを初期化するようにサポートして、初期化操作をより柔軟にすることができる。
【００２５】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る不揮発制御によるＲＦモジュール初期化システムは、具体的には、ＲＦモジュールを初期化する構成情報を記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、構成情報をバックアップする不揮発性メモリアレイ１１と、電源オン命令を受信すると、不揮発性メモリアレイから構成情報を読み取るとともに、構成情報をフロントエンドインタフェース回路１３に送信する再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２と、所定のプロトコルに基づいて構成情報をＲＦモジュールに送信して、ＲＦモジュールを初期化するフロントエンドインタフェース回路１３とを備えている。
【００２６】
なお、不揮発性メモリアレイ１１は、具体的にはハードウェアである再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２を通じてＲＦモジュールを初期化し、ハードウェアを通じてデータ伝送及びインタフェース切替えを実現し、さらには、ＲＦモジュールをリードライト操作して、初期化速度を引き上げることができる。
【００２７】
詳細には、初期化するＲＦモジュールは複数であってもよく、それぞれのＲＦモジュールは同じタイプのものであっても、異なるタイプのものであってもよい。システムは、不揮発性メモリアレイ１１、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２及びフロントエンドインタフェース回路１３に加えて、プロセッサー１４と、ＲＦモジュールセレクター１５とを更に備えている。本実施形態における再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２と、フロントエンドインタフェース回路１３と、ＲＦモジュールセレクター１５とは、図２ＡにおけるＲＦモジュール初期化アクセラレーターの関連機能を共に実現することができる。
【００２８】
不揮発性メモリアレイ１１は、不揮発性メモリー又は不揮発性レジスタセットであり、不揮発性レジスタセットは、複数の不揮発性フリップフロップと、１つの不揮発性リードライトコントローラーとを備えることが好ましい。
【００２９】
不揮発性リードライトコントローラーは、電源オフ命令を受信すると、構成情報のデータ量及び／又は複雑性に基づいて、構成情報をバックアップする不揮発性フリップフロップを決定するとともに不揮発性フリップフロップに所定のシーケンスの制御信号を送信し、それによって、不揮発性フリップフロップに構成情報をバックアップさせることが好ましい。
【００３０】
不揮発性メモリアレイ１１はバイトアドレスでアクセスしてもよく、そのサイズ及び構成はアプリケーション及び選択されるモジュールのタイプによって決定される。無線センサネットワークアプリケーションを例にすると、プロセッサーには８ビットのＣ８０５１を選択し、ＲＦモジュールにはＺｉｇｂｅｅ ＴＩ−ＣＣ２４２０を選択する。構成情報及びシングルフレームのパケットの内容は多くはないので、不揮発性メモリアレイ１１は８ビットのビット幅、７〜８ビットのアドレス線の構成を選択することができ、記憶領域は１２８バイト又は２５６バイトとする。不揮発性メモリアレイ１１は、２つのアドレス空間に分けることができ、このうち、低アドレス空間はＲＦモジュールの構成情報を保存し、高アドレス空間はパケットのデータを保存しておく。ほとんどのＲＦモジュールの構成情報量が少ないことを考えると、例えばＴＩ−ＣＣ２４２０モジュールの構成情報はわずか１６〜１８バイトしか必要ないので、構成情報に割り当てる記憶領域は３２バイトが好ましく、残りの記憶領域はパケットに割り当てる。
【００３１】
不揮発性メモリアレイ１１が不揮発性レジスタセットである場合には、この不揮発性レジスタセットは複数の不揮発性フリップフロップと１つの不揮発性リードライトコントローラーから構成されており、具体的な構成は図４に示されている。不揮発性フリップフロップにはハイブリッド回路の構成を採用しており、一般のマスタースレーブ型フリップフロップと不揮発性メモリーセルとの組合せからなり、全てのフリップフロップが１つの不揮発性リードライトコントローラーにより電源オフバックアップ操作及び電源オンリストア操作を制御され、電源オフの際にデータが並行的に不揮発性メモリーセルにバックアップされ得るように保証されている。不揮発性リードライトコントローラーは有限状態機械であり、電源オフ命令又は電源オン命令を受信すると、特定のシーケンスのリードライト制御信号を発生し不揮発性フリップフロップに与えて、不揮発性フリップフロップに対するデータのバックアップ及びリストアを実行する。
【００３２】
不揮発性メモリアレイ１１はＦＬＡＳＨ、強誘電体メモリー、磁気メモリー等であってもよい。不揮発性メモリアレイ１１は不揮発性であるので、電源オフ後も不揮発性メモリアレイ１１に保存されたデータは失われず、再度電源をオンにすると、以前に保存されたデータを直接にリストアして操作を続けることができ、それによって、ＲＦモジュールを高速で初期化して、頻繁に電源がオフされる条件下において安定的に動作させ、休止（電源オフ）及びレジューム（電源オン）の高速化と、休止レジュームのエネルギー消費の低減とを実現することができる。
【００３３】
図５に示すように、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２は、初期化の必要な対象ＲＦモジュールのタイプに基づいてプログラミングを行って、フロントエンドインタフェース回路１３と対象ＲＦモジュールとが対応するように切り替える不揮発性ＦＰＧＡと、上記不揮発性ＦＰＧＡのプログラミング情報を記憶するとともに、電源オフ命令を受信すると、上記プログラミング情報をバックアップし、電源オン命令を受信すると、上記プログラミング情報をリストアする不揮発性プログラミング情報メモリーとを備えることが好ましい。
【００３４】
再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２は再構成可能なものであるので、実際の必要性に応じてそのロジックを改めて構成し、外部で使用されるＲＦモジュールのタイプに基づいて該当する制御回路を動的に切り替え、ＲＦモジュールに対するハードウェアの初期化機能を実現することができる。具体的には１つの不揮発性ＦＰＧＡと不揮発性プログラミング情報メモリー（例えばＥＥＰＲＯＭ）から構成されており、なお、不揮発性ＦＰＧＡはチップでもよく、具体的な回路モジュールでもよい。不揮発性プログラミング情報メモリーも電源オフ後に改めて電源オンした際に、プログラミング情報を高速にリストアすることができるので、フロントエンドインタフェース回路１３を高速に切り替え、ＲＦモジュールの初期化速度が更に引き上げられる。
【００３５】
再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２は外部で使用されるＲＦモジュールのタイプに基づいて該当する制御回路を動的に切り替え、種々のＲＦモジュールに対するハードウェア初期化機能を実現することができる。なお、ＦＰＧＡは新しいＲＦモジュールについて柔軟にプログラミングをすることもできるし、再構成可能なことによってハードウェアリソースを大きく節減することもできる。不揮発性プログラミング情報メモリーはそれぞれのＲＦモジュールの再構成可能な構成情報を保存しておくのに用いられる。
【００３６】
単一のＲＦモジュールについては、有限状態機械により実現することができるように制御し、有限状態機械はＲＦモジュールの初期化プロセスを完全にシミュレートすることができる。ＴＩ−ＣＣ２４２０のＲＦモジュールを例にすると、有限状態機械はチャネル選択、アドレスデコーダのターンオン、チャネルのアイドル閾値の設定、水晶振動子の起動、ベースバンドのＦＩＦＯの充填、リスニングステートへの移行等の一連の初期化プロセスを実行することができる。特定のＲＦモジュールについては、初期化プロセスは変わらないので、コントローラーはハードウェア化された有限状態機械を用いて完全に実現することができる。
【００３７】
また、それぞれのＲＦモジュールについては、初期化プロセスにおける多くのステップが同じであり、レジスタのアドレスとレジスタの構成フォーマットのみやや違いがあり、このような場合には、それぞれのＲＦモジュール間では多くのハードウェアセルを多重使用することができ、ＲＦモジュール毎に有限状態機械を改めて設計する必要はなく、違う部分のみの再構成の設計をするだけでよい。このような再構成可能な設計はＦＰＧＡを用いると便利に実現することができる。ＦＰＧＡでは、コントローラーは固定ロジックと再構成可能ロジックとにより構成される。合成ツールの最適化において、同一のハードウェア構成は可能な限り多重使用され、固定ロジックとして不揮発性ＦＰＧＡに残される。一方、異なるハードウェア構成は再構成可能ロジックとしてオンライン設定される。ＲＦモジュールを切り替える場合には、不揮発性メモリーから構成情報を読み取る必要があり、ＦＰＧＡの再構成可能ロジックに対するハードウェア構成が実行される。
【００３８】
ＦＰＧＡを使用することにより、それぞれのＲＦモジュールについて柔軟にプログラミングをすることもできるし、再構成可能なことによってハードウェアリソースを大幅に節減することもできる。不揮発性プログラミング情報メモリーは小容量の不揮発性メモリーであり、それぞれのＲＦモジュールの再構成可能な構成情報を便利に保存しておくことができる。
【００３９】
さらに、このＦＰＧＡは不揮発性ＦＰＧＡとすることができ、不揮発性ＦＰＧＡの論理セルにはゲートアレイと不揮発性メモリーセルとが含まれる。ゲートアレイ論理機能と接続関係とを表す構成情報が不揮発性メモリーセルに保存されており、それによって、電源オフ時にはハードウェア情報を自動的にバックアップすることができ、電源オン時には例えば数十マイクロ秒という時間内にハードウェア構成をリストアすることができ、システム全体の初期化プロセスの性能が更に向上し、バックアップ操作及びリストア操作が電源オフ命令又は電源オン命令によりトリガーされる。
【００４０】
図６に示すように、フロントエンドインタフェース回路１３は、ＲＦモジュールから読み取ったＲＦ送受信データを記憶するデータキャッシュと、直並列変換器とを備えることが好ましい。この直並列変換器は、フロントエンドインタフェース回路が受信したシステムクロックを周波数分割し、シリアルポートクロック信号を取得し、シリアルポートクロック信号を入出力シフターに送信する周波数分割器と、シリアルポートデータ信号を発生させる入出力シフターと、シリアルポートクロック信号とシリアルポートデータ信号とを揃えて、所定のプロトコルと一致する波形を生成するシーケンス制御回路とを有する。
【００４１】
フロントエンドインタフェース回路１３は再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２で発生した制御データをＲＦモジュールが識別可能なインタフェース信号に変換する。フロントエンドインタフェース回路１３は再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２又はプロセッサー１４からパラレルデータを受け取り、一般にＳＰＩ、Ｉ２Ｃ又はＵＳＢのシリアルポートを主とする汎用インタフェースを通じてデータをＲＦモジュールに送信する。実際のアプリケーションでは、構成するＲＦモジュールのタイプに応じてインタフェースのタイプを切り替えることができる。具体的な通信プロトコルは再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２又はプロセッサー１４により構成される。
【００４２】
フロントエンドインタフェース回路１３はデータキャッシュと直並列変換器とから構成される。データキャッシュはシリアル送信すべきデータを保存しておくのに用いられ、一定のサイズのレジスタセットから構成される。直並列変換器は周波数分割器と、入出力シフターと、シーケンス制御回路とを有している。周波数分割器はシステムクロックを周波数分割し、シリアルポートクロック信号を発生させるとともに、シフターにクロック信号を提供する。入出力シフターはシリアルポートデータ信号を発生させるのに用いられ、シーケンス制御回路はシリアルポートクロック信号とシリアルポートデータ信号とを揃えて、特定の通信プロトコルを満たす波形を生成する。
【００４３】
受信した書込み命令に基づいて構成情報を不揮発性メモリアレイ１１に書き込み、受信した起動命令又は停止命令に基づいて再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２を起動又は停止し、受信した制御命令に基づいて再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２が送受信操作をするように制御するプロセッサー１４を更に備えることが好ましい。
【００４４】
プロセッサー１４はシステムバスを通じて他のモジュールと通信をし、バスのタイプはプロセッサー１４のタイプに応じて具体的に選択することができる。例えばプロセッサー１４のタイプはＣ８０５１又はＡＲＭ  ＣｏｒｔｅｘＭｘとし、ＷＩＳＨＢＯＮＥバス又はＡＭＢＡバス等を選択することができる。システムバスは８ビット〜３２ビットのアドレス線と、８ビット〜３２ビットのデータ線と、ハンドシェイク信号とを少なくとも有している。プロセッサー１４は汎用バスインタフェースを用いてシステムバスに接続しており、スレーブデバイスは不揮発性メモリアレイ１１、ＲＦモジュールセレクター１５及びフロントエンドインタフェース回路１３とする。同一の時間には１台のスレーブデバイスしかマスタデバイスと通信することが許容されない。ＲＦモジュールのタイプが再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２の構成可能な範囲にない場合には、スレーブデバイスはフロントエンドインタフェース回路１３であり、プロセッサー１４はバイパスを通じてフロントエンドインタフェース回路１３とＲＦモジュールとの通信を直接に制御して、正常な送受信プロセスが実行される。ＲＦモジュールのタイプが再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２の構成可能な範囲にある場合には、スレーブデバイスは不揮発性メモリアレイ１１及びＲＦモジュールセレクター１５であり、プロセッサー１４はデータを不揮発性メモリアレイ１１に送信し、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２がＲＦモジュールに対する通信を実行する。このようにすると、そのデバイスの構成情報の不揮発化及び高速初期化をサポートすることができる。
【００４５】
プロセッサーからの選択命令に基づいて再構成可能ＲＦモジュールコントローラーに選択信号を送信し、それによって、再構成可能ＲＦモジュールコントローラーが不揮発性メモリアレイから対象構成情報を読み取るとともに、対象ＲＦモジュールを初期化するＲＦモジュールセレクター１５を更に備えることが好ましい。
【００４６】
ＲＦモジュールセレクター１５は、ＲＦモジュールの選択情報を記憶する不揮発性レジスタとすることができ、プロセッサー１４を通じてのみ構成の書き込みをすることができる。ＲＦモジュールセレクター１５は、ＦＰＧＡの構成情報を選択する選択信号を再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２に提供する。ユーザーが具体的なＲＦモジュールのタイプに基づいて該当する制御ロジックを構成するのに有益である。
【００４７】
この不揮発性レジスタはハイブリッド型の不揮発性フリップフロップから構成されており、不揮発性リードライトコントローラーがデータのバックアッププロセス及びリストアプロセスを制御しており、その構成は不揮発性メモリアレイにおける不揮発性レジスタセットの構成と同じである。
【００４８】
さらに、再構成可能ＲＦモジュールコントローラーは、フロントエンドインタフェース回路がＲＦモジュールからデータを読み取り、読み取ったデータを取得して不揮発性メモリアレイに記憶するように制御することが好ましい。
【００４９】
さらに、フロントエンドインタフェース回路は、対象構成情報に基づいて、対象ＲＦモジュールに対応するように、フロントエンドインタフェースのタイプを切り替えることが好ましい。
【００５０】
上述のＲＦモジュール初期化システムの具体的な動作プロセスは、図７Ａ〜図７Ｄに示す通りである。なお、ＲＦモジュールの初期化には２種類の場合が含まれる。すなわち、第１の場合はシステムのＲＦモジュールに対する初回初期化であり、ＲＦモジュールに対するパラメーター構成を実行する。第２の場合はシステムの電源オフ後のＲＦモジュールに対する電源オン時の初期化であり、ＲＦモジュールに対する構成情報のリストアを実行する。図７Ａは概括的にシステムの４つサブプロセス、すなわち、初回初期化と、ＲＦ送受信と、電源オフバックアップと、電源オンリストアとを示している。プロセッサー１４は該当するＲＦモジュールを選択した後、先ず初回初期化プロセスを実行し、その後、ＲＦ送受信プロセスに移行する。電源オフ命令を受信した後に、電源オフバックアッププロセスに移行する。システムは電源オフ時に電源オン命令を受信した後に、電源オンリストアプロセスに移行する。電源オフ命令及び電源オン命令はプロセッサー１４が発生させてもよく、関連のアプリケーションの消費電力管理モジュールが発生させてもよい。
【００５１】
具体的には、図７Ｂに示すように、初回初期化プロセスには、プロセッサー１４がシステムバスを通じてＲＦモジュールの構成情報を不揮発性メモリアレイ１１に書き込むことと、プロセッサー１４が、該当するＲＦモジュールを選択するＲＦモジュールセレクター１５を構成することと、プロセッサー１４が再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２を起動して、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２が再構成可能ロジックの読込みを実行することと、プロセッサー１４が再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２の有限状態機械を起動して、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２がＲＦモジュールの構成を実行し、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２が初期化実行信号を発生させてプロセッサー１４に提供することとが含まれる。
【００５２】
具体的なＲＦ送受信プロセスには、ソフトウェアが制御するプロセスと、ハードウェアが制御するプロセスとが含まれる。なお、ハードウェアが制御する送受信プロセスとは、プロセッサー１４がバスを通じて送信パケットを不揮発性メモリアレイ１１に書き込むことが含まれる、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２により制御される送受信プロセスと、プロセッサー１４が再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２の有限状態機械を起動し、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２が送受信操作を自動的に行い、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２がＲＦ送受信実行信号を発生させてプロセッサー１４に提供することとである。
【００５３】
ソフトウェアが制御する送受信プロセスとは、プロセッサー１４がバスを通じてフロントエンドインタフェース回路１３を直接に構成しＲＦ送受信の制御を実行することである。
【００５４】
図７Ｃに示すように、具体的な電源オフバックアッププロセスには、プロセッサー１４がシステムバスの通信を停止するとともに、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２が不揮発性メモリアレイ１１に対するリードライトを停止することと、ＲＦモジュールを停止することと、不揮発性メモリアレイ１１及びＲＦモジュールセレクター１５がデータバックアップを実行することと、システムが電源オフすることとが含まれる。
【００５５】
図７Ｄに示すように、具体的な電源オンリストアプロセスには、不揮発性メモリアレイ１１及びＲＦモジュールセレクター１５がデータをリストアすることと、ＲＦモジュールが電源オンし、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２が起動し、不揮発性メモリアレイ１１から構成情報を読み取ることによって、ＲＦモジュールに対する初期化構成を実行することと、再構成可能ＲＦモジュールコントローラー１２が初期化実行信号をプロセッサー１４に提供することと、プロセッサー１４がシステムバスをターンオンして、正常なＲＦ送受信プロセスに移行することとが含まれる。
【００５６】
図８に示すように、本発明の技術的解決手段を用いると、関連技術における初期化時間に比べて、ノードの初期化速度を約１０倍程度引き上げることができる。また、制御ロジックは構成可能であり、システムの拡張性が大きく引き上げられる。
【００５７】
本発明において、「複数」という用語は、別途明確に限定されない限り、２つ以上であることを意味する。
【００５８】
図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、当業者は本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り、種々の変更及び変形をすることができ、このような変更及び変形はいずれも添付の特許請求の範囲に限定される範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１１  不揮発性メモリアレイ
１２  再構成可能ＲＦモジュールコントローラー
１３  フロントエンドインタフェース回路
１４  プロセッサー
１５  ＲＦモジュールセレクター
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
0006643568.tif 000010
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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