(57)【要約】【課題】本発明は、プログラマブルデバイスの再コンフィグレーションによりパッケージの構成を変更可能な共通パッケージ搭載装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数のプログラマブルデバイスと、複数のコンフィグレーションデータを搭載したメモリと、メモリからコンフィグレーションデータを選択するデータ選択手段と、選択されたコンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録するデータ登録手段とを備える複数の共通パッケージと、共通パッケージに搭載されたプログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを切り替え、装置内のパッケージ構成を変更するパッケージ構成変更手段を備える制御パッケージとを有することを特徴とする共通パッケージ搭載装置。【選択図】図１
2005348272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプログラマブルデバイスと、複数のコンフィグレーションデータを搭載したメモリと、
メモリからコンフィグレーションデータを選択するデータ選択手段と、選択されたコンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録するデータ登録手段とを備える複数の共通パッケージと、
共通パッケージに搭載されたプログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを切り替え、装置内のパッケージ構成を変更するパッケージ構成変更手段を備える制御パッケージとを有することを特徴とする共通パッケージ搭載装置。
【請求項２】
複数の共通パッケージに共有の予備の共通パッケージと、
共通パッケージに故障が発生したときに、故障を制御パッケージに通知する故障通知手段と、
故障通知を受けた制御パッケージが、予備の共通パッケージのメモリから、通知された故障パッケージに対応するコンフィグレーションデータを選択し、プログラマブルデバイスに登録指示を行う故障復旧指示手段とを有することを特徴とする請求項１記載の共通パッケージ搭載装置。
【請求項３】
共通パッケージのメモリに予め搭載されている試験用コンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録することで共通パッケージを試験用パッケージに変更し、変更された試験用パッケージに基づいて装置の試験を行う試験手段を有することを特徴とする請求項１記載の共通パッケージ搭載装置。
【請求項４】
試験手段は、プログラマブルデバイスに、
試験パターンを生成し送出する試験符号生成送出手段と、
試験パターンを受信しチェックする試験符号受信チェック手段とを備え、
制御パッケージの指示により、共通パッケージ間の相互接続の疎通試験を行う疎通試験手段とを有することを特徴とする請求項３記載の共通パッケージ搭載装置。
【請求項５】
疎通試験手段は、プログラムデバイス間の疎通試験も行うことを特徴とする請求項４記載の共通パッケージ搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプログラマブルデバイスを使用して機能を変更できるパッケージが複数で構成された装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置の開発においては、短納期での開発を必要とされるため、プログラマブルデバイスを多用する設計が盛んに行われている。パッケージ機能のほとんどをプログラマブルデバイスで実装するため、プログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを変更するだけで機能を変更できる共通のハードウェアが使用でき、ハードウェアの開発コストの削減および開発期間の短縮に貢献している。
【０００３】
図７に従来例の共通パッケージの構成図を示す。
【０００４】
従来は、共通のハードウェアを使用し、コンフィグレーションデータはパッケージの機能毎に違うデータを基板上のＲＯＭに予め用意し、いずれかのコンフィグレーションデータを選択してコンフィグレーションすることで、別のパッケージとなっていた。
【０００５】
つまり装置を起動する時点でどの用途として各カードが起動するかをBWB(Back Wired Board)からのスロットID(Identification)等で予め指定されるので、それに対応したROMに格納されたコンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録することでパッケージに個別回路を形成していた。 (例えば特許文献１)
【特許文献１】特開２０００−１６５９１６号公報（第５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の装置は、複数の機能を実装可能な共通パッケージを使用するため、予め複数のコンフィグレーションデータを基板上のROMに格納し初期化処理で回路を固定している。
【０００７】
このような装置において障害発生時に運用系/非運用系を切り替える冗長構成をとる場合に、装置構成の変更が簡単には出来ないため、複数枚を予め装置に実装しておく必要がある。
【０００８】
このため装置規模が大きくなり、またコストも増えるという問題がある。
【０００９】
また初期化処理で回路機能が固定されているため、装置試験時においては全てのパッケージを用意し評価する必要があり評価に必要な部材と工数が増加する。
【００１０】
本発明は、共通パッケージに搭載されているプログラマブルデバイスを再コンフィグレーションすることにより装置のパッケージの構成を任意に変更可能な共通パッケージ搭載装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の共通パッケージ搭載装置は、複数のプログラマブルデバイスと、複数のコンフィグレーションデータを搭載したメモリと、メモリからコンフィグレーションデータを選択するデータ選択手段と、選択されたコンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録するデータ登録手段とを備える複数の共通パッケージと、共通パッケージに搭載されたプログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを切り替え、装置内のパッケージ構成を変更するパッケージ構成変更手段を備える制御パッケージとを有する構成である。
【００１２】
この構成により、プログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを供給するメモリ（フラッシュメモリカードなど）には複数のパッケージ機能を実現するためのデータを搭載し、装置動作中でも制御パッケージの指示により任意のタイミングで複数のコンフィグレーションデータの切り替えを行う再コンフィグレーションを可能としている。
【００１３】
この結果、装置動作中でも装置構成の変更が容易に行うことができる。
【００１４】
また、複数の共通パッケージに共有の予備の共通パッケージと、共通パッケージに故障が発生したときに、故障を制御パッケージに通知する故障通知手段と、故障通知を受けた制御パッケージが、予備の共通パッケージのメモリから、通知された故障パッケージに対応するコンフィグレーションデータを選択し、プログラマブルデバイスに登録指示を行う故障復旧指示手段とを有する構成である。
【００１５】
この構成により障害発生時に運用系/非運用系を切り替える機能を有する装置においては、各パッケージについて複数枚を装置に実装するのではなく、複数パッケージに共有の予備の共通パッケージを用意することで、故障したときに、少ないパッケージ構成で容易に装置構成の変更が出来るので、障害からの自動復旧が簡単に実現できる。
【００１６】
また、共通パッケージのメモリに予め搭載されている試験用コンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録することで共通パッケージを試験用パッケージに変更し、変更された試験用パッケージに基づいて装置の試験を行う試験手段を有する構成である。
【００１７】
この構成により、装置試験を行うときに、通常の運用の装置構成から試験の装置構成に簡単に変更できる。
【００１８】
また、試験手段は、プログラマブルデバイスに、試験パターンを生成し送出する試験符号生成送出手段と、試験パターンを受信しチェックする試験符号受信チェック手段とを備え、制御パッケージの指示により、共通パッケージ間の相互接続の疎通試験を行う疎通試験手段とを有する構成である。
【００１９】
この構成により、少ない外部設備により、試験を実施できるので、装置試験を効率的に実施できる。
【００２０】
また、疎通試験手段は、プログラムデバイス間の疎通試験も行う構成である。
【００２１】
この構成により、共通パッケージの単体試験を行えるので、試験の効率を図れる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、メモリカード等を含めてパッケージを共通化するため、パッケージの品種を減らすことができ、製造および管理コストを削減できる。
【００２３】
制御パッケージから任意のタイミングで再コンフィグレーションが可能であるため、二重化等の冗長構成を少ないパッケージ枚数で容易に実現することが可能となる。
【００２４】
また、試験機能を有することにより、容易に試験回路に切り替え可能なため、工場での出荷試験やフィールド障害発生時の対応が大幅に短縮することができるため、コストの削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
【実施例１】
【００２６】
図１に実施例の共通パッケージ搭載装置の構成図を示す。
【００２７】
共通パッケージ搭載装置１は、架に搭載されるような装置、BTS(Base Transceiver Station：無線基地局)、RNC(Radio Network Controller：無線網制御装置)や回線装置などを含む通信関連の装置などである。
【００２８】
共通パッケージ搭載装置１は、制御パッケージ２とBWB(Back Wired Board)３と共通パッケージ４の例えば機能A、機能B、機能C、予備とを有する。
【００２９】
制御パッケージ２は、共通パッケージ４のコンフィグレーションデータ(以下コンフィグデータと呼ぶ)を切替える制御および装置全体の制御を行う。
【００３０】
BWB３は、架に搭載されるバックボード配線のボードである。
【００３１】
共通パッケージ４は、装置の各機能を実現している。
【００３２】
共通パッケージ４は、メモリカード４１とコンフィグ回路４２とプログラマブルデバイス４３とを有する。
【００３３】
メモリカード４１は、複数のコンフィグデータを格納しており、制御パッケージ２からの機能切り替え信号と再コンフィグトリガ信号とにより、任意のタイミングでプログラマブルデバイスの再コンフィグレーションを実施することで機能の切り替えが行える。
【００３４】
媒体としては、コンパクトフラッシュ、ＳＤメモリカード、フラッシュメモリカードなどの不揮発性のメモリカード４１である。
【００３５】
コンフィグ回路４２は、共通パッケージ４のコンフィグデータを制御する回路や故障通知回路などの機能を有する。
【００３６】
プログラマブルデバイス４３は、プログラミングすることができるＬＳＩである。素子としては書き換え可能なＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、ＤＳＰ、ＣＰＵなどである。
【００３７】
図２にメモリレイアウトの説明図を示す。
【００３８】
図２(a)の例では、コンフィグデータは各機能ごとに同一容量であり、決められたアドレスから配置される。
【００３９】
例えば機能Ａのコンフィグデータは、00000000〜000FFFFF、機能Ｂのコンフィグデータは、0010000〜001FFFFF、機能Ｃのコンフィグデータは、00200000〜002FFFFFなどのようである。
【００４０】
コンフィグ回路４２は、コンフィグデータ読出しの先頭アドレスを変更することによって変更されたコンフィグデータを読み出すことができる。
【００４１】
容量を２のｎ乗にすることで、アドレスの選択は上位アドレスのみの選択にでき、回路を簡単にできる。
【００４２】
図２(b)の例では、固定のアドレス（図では０番地）から機能ごとのコンフィグデータのインデックス（番地）を格納する。図２(a)の例よりコンフィグ回路は複雑になるが、機能ごとのコンフィグデータ容量が大きく異なる場合に有効である。
【００４３】
例えば機能Ａ、機能Ｂ、機能Ｃの各インデックスを00000000、00000004、00000008に格納する形態である。
【００４４】
また、コンフィグデータを生成するには、ユーザ側で、パーソナルコンピュータやワークステーションなどで専用のソフトウエアを実行し、ハードウエア記述言語（ＨＤＬ）や回路図を入力することで設計を行う。
【００４５】
そして、専用ソフトウエアを使用して、ＨＤＬ等で記述されたシステムの論理構成を、遅延或いは面積等に対して最適化された論理ゲートによる構成に変換し、更にテクノロジー・マッピングや配置・配線を実行することで、プログラマブルデバイス４３の動作を決定するコンフィグデータを生成する。
【００４６】
図３に、故障回復処理の説明図を示す。
【００４７】
共通パッケージ搭載装置１は、制御パッケージ２、ＢＷＢ３、機能Ａ〜機能Ｃの共通パッケージ４、予備の共通パッケージ４から構成されるものとする。
【００４８】
各共通パッケージ４のメモリカード４１には、予め各機能に対応するコンフィグデータが格納されている。
【００４９】
このために、製造設備を使用して、予めメモリカード４１に必要な機能のコンフィグデータを登録しておく。
【００５０】
一方、プログラマブルデバイス４３には、コンフィグデータは、格納されていないものとする。
【００５１】
制御パッケージ２には、装置構成情報を記憶しておく。
【００５２】
機能Ａの共通パッケージ４に故障が発生すると予備の共通パッケージ４が、機能Ａの共通パッケージ４となるように装置の構成が変更される。
【００５３】
図４に故障回復処理の流れ図を示す。
【００５４】
共通パッケージ搭載装置１の電源が投入されると、制御パッケージ２は、装置構成情報に従って、まず機能Ａの共通パッケージに対して、機能Ａの機能切替信号が送出される。
【００５５】
機能Ａの共通パッケージ４のコンフィグ回路４２は、メモリカード４１の中から対応する機能Ａを格納しているメモリ領域を選択する。
【００５６】
次に制御パッケージ２から、コンフィグトリガ信号を共通パッケージ４のコンフィグ回路４２に送出される。
【００５７】
共通パッケージ４のコンフィグ回路４２は、コンフィグトリガ信号を受信すると、機能切替信号により指定されているメモリ領域のコンフィグデータの内容を読出し、そのビットストリームを指定されたプログラマブルデバイス４３に書き込む。
【００５８】
プログラマブルデバイス４３の選択は、コンフィグトリガ信号に指定プログラマブルデバイス４３番号を付加することで実現できる。また、制御パッケージ２からの別の信号の指示により行うこともできる。
【００５９】
同様の処理を機能Ｂの共通パッケージ４、機能Ｃの共通パッケージ４に行うことで、初期処理が完了する（Ｓ１ステップ）。
【００６０】
次に、動作モードに入り、装置の通信処理動作に入る。
【００６１】
この動作中に例えば、機能Ａの共通パッケージ４に障害が発生したとする（Ｓ２ステップ）。
【００６２】
機能Ａの共通パッケージ４から制御パッケージ２に故障情報が通知される（Ｓ３ステップ）。
【００６３】
制御パッケージ２は、機能Ａの共通パッケージ４の故障と認識すると、機能Ａの共通パッケージ４から予備の共通パッケージ４に切替えるため、機能Ａの機能選択信号を予備の共通パッケージ４に送出する。
【００６４】
予備の共通パッケージ４は、機能Ａの機能選択信号を受信すると、メモリカード４１の中の機能Ａのコンフィグデータを選択する（Ｓ４ステップ）。
【００６５】
次に、制御パッケージ２は、予備の共通パッケージ４に再コンフィグトリガ信号を送出する。
【００６６】
予備の共通パッケージ４のコンフィグ回路４２は、プログラマブルデバイス４３に、選択された機能Ａのコンフィグデータを送出する（Ｓ５ステップ）。
【００６７】
この結果、予備の共通パッケージ４は、機能Ａとしての動作を開始する（Ｓ６ステップ）。
【００６８】
このように、通常の信号疎通状態で、予備のパッケージ４にコンフィグレーションすることが可能となり、容易に装置の構成変更が可能となる。
【００６９】
また、機能B、機能Cの故障時にも同一の予備パッケージ４で済むため、装置のコストの削減ができる。
【００７０】
また、故障した機能Ａの共通パッケージを正常の共通パッケージ４に交換するだけで、その共通パッケージが今度は予備パッケージとなる。
【００７１】
図５に試験処理の説明図を示す。
【００７２】
図５(a)のメモリレイアウトに示すとおり、初期処理により、通常の機能に加えてパッケージの試験用のコンフィグデータを搭載されている。
【００７３】
図５(b)に試験の装置構成の変更例を示す。
【００７４】
元の装置構成は、制御パッケージ２、機能Ａ〜機能C、予備の共通パッケージ４を有する。共通パッケージ４内には、説明のため、メモリ４４とバッファ４５を追加している。
【００７５】
例えば共通パッケージ４のすべてを試験するときには、制御パッケージ２からすべての共通パッケージ４に、試験用のコンフィグデータの機能選択信号、再コンフィグトリガ信号が送出される。そして、すべての共通パッケージ４のプログラマブルデバイス４３に同一の試験用コンフィグデータが登録される。この結果、装置構成が試験モードに変更される。
【００７６】
次に、制御パッケージ２は、装置内の共通パッケージ４の試験を行う。
【００７７】
次に装置試験の内容を説明する。
【００７８】
図６に装置試験の詳細の説明図を示す。
【００７９】
試験用コンフィグデータは、プログラマブルデバイス４３間の接続試験、共通パッケージ４間の接続試験、プログラマブルデバイス４３の内部折り返し試験、メモリチェックなどの機能を有する。
【００８０】
具体的には、ディジタル無線通信でエラーレートやビットエラーの検証する際に使われる疑似ランダム（以下PNと記載。PN：Pseudo Random Noise）符号の生成回路とPN符号チェック回路、内部メモリとのライト／リードチェック回路などが生成され試験される。
【００８１】
試験パターンとしては、ＰＮ符号の他に、インクリメントパターンや固定パターンなどもある。
【００８２】
次に、試験を開始する。
【００８３】
まず、疎通試験を行う。共通パッケージ４のパッケージ＃１のプログラマブルデバイス＃１でＰＮ信号を生成する。次にそれをプログラマブルデバイス＃２に送出する。
【００８４】
＃２のプログラマブルデバイスは、PN符号を受信すると、PN符合チェックを行い、正当か否かを判断する。
【００８５】
例えば、PN９符合の場合には、b１〜b9までの構成で、b５とb９の排他的論理和をとり、その値が、ビットストリームの次のビットと一致するか否かにより、正常か否かをチェックしている。正常でなければ、エラーと判断する。
【００８６】
正常であれば、自らもPN符号を生成して、次のプログラマブルデバイス＃３に送信する。
【００８７】
これを共通パッケージ４内のすべてのプログラマブルデバイス４３が終了するまで繰り返す。
【００８８】
次に、外部疎通試験の場合には、その符号をバッファ４５経由でBWB３へ送出する。
【００８９】
そして、別の共通パッケージ４のプログラマブルデバイス４３にバッファ４５経由で受信される。
【００９０】
別の共通パッケージ４のプログラマブルデバイス４３の中でもPN符号の送受信が行われ、疎通テストが行われる。
【００９１】
この結果、共通パッケージ４間、プログラマブルデバイス４３間など、信号疎通の経路にPNパターンを疎通させることで、実際使用するビットレンジでかつ、実際疎通する動作速度で疎通を実施するので、結線チェックやノイズによるデータのエラーがないかを検証できる。
【００９２】
従って、１共通パッケージに閉じた試験も、装置全体試験でも可能となる。
【００９３】
例えば１共通パッケージに閉じた試験では、図６に示す共通パッケージ＃ｎのプログラマブルデバイス＃ｎのＡ点で折り返して、ＰＮパターンの送受信による試験を行う。
【００９４】
このＡ点相当の回路が試験用のコンフィグデータにより、各共通パッケージ４の各プログラマブルデバイスに生成されている。
【００９５】
また、例えばプログラマブルデバイス４３に付随するメモリ４４がある場合は、素子不具合がないかを全領域に書き込みし期待のデータが読み出せるかをチェックすることで、メモリの故障検出を行うことができる。
【００９６】
この結果、PT基板のパターン切れや半田不良などの製造不良やメモリ素子の不良が発見できる。
【００９７】
また、実運用時のアクセスサイクルで正常にアクセスできるかを確認することでタイミングマージン不足やクロストーク、すなわちバス線の同時変化等の信号ノイズによるデータ化けがないかを検証することもできる。
【００９８】
この結果、経年劣化により半田の剥離やメモリ、デバイスの破損等が発生した場合に障害箇所を早期に判断し、パッケージ不良か回路バグかの切り分けも用意となるため、エンドユーザでの改修対応が迅速に行える利点がある。
【００９９】
このように、外部の測定器等を使用せずに試験を行うことが出来るので、試験設備、試験工数などの試験コストの削減が期待できる。
【０１００】
また、コンフィグレーションデータを制御パッケージ２からダイナミックにロードする方式を採用することもできる。この場合には、共通パッケージ４のコンフィグレーションデータの書換えが可能となり、共通パッケージの共通化がさらに進む。
【０１０１】
以上の実施例１を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）複数のプログラマブルデバイスと、複数のコンフィグレーションデータを搭載したメモリと、メモリからコンフィグレーションデータを選択するデータ選択手段と、選択されたコンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録するデータ登録手段とを備える複数の共通パッケージと、共通パッケージに搭載されたプログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを切り替え、装置内のパッケージ構成を変更するパッケージ構成変更手段を備える制御パッケージとを有することを特徴とする共通パッケージ搭載装置。
（付記２）複数の共通パッケージに共有の予備の共通パッケージと、共通パッケージに故障が発生したときに、故障を制御パッケージに通知する故障通知手段と、故障通知を受けた制御パッケージが、予備の共通パッケージのメモリから、通知された故障パッケージに対応するコンフィグレーションデータを選択し、プログラマブルデバイスに登録指示を行う故障復旧指示手段とを有することを特徴とする付記１記載の共通パッケージ搭載装置。
（付記３）共通パッケージのメモリに予め搭載されている試験用コンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録することで共通パッケージを試験用パッケージに変更し、変更された試験用パッケージに基づいて装置の試験を行う試験手段を有することを特徴とする付記１記載の共通パッケージ搭載装置。
（付記４）試験手段は、プログラマブルデバイスに、試験パターンを生成し送出する試験符号生成送出手段と、試験パターンを受信しチェックする試験符号受信チェック手段とを備え、制御パッケージの指示により、共通パッケージ間の相互接続の疎通試験を行う疎通試験手段とを有することを特徴とする付記３記載の共通パッケージ搭載装置。
（付記５）疎通試験手段は、プログラムデバイス間の疎通試験も行うことを特徴とする付記４記載の共通パッケージ搭載装置。
（付記６）プログラマブルデバイスを搭載する複数の共通パッケージを有する共通パッケージ搭載装置のコンフィグレーション方法であって、共通パッケージに搭載されたメモリからコンフィグレーションデータを選択するデータ選択ステップと、選択されたコンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録するデータ登録ステップと、装置の構成変更をするために、プログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを切り替えるパッケージ構成変更ステップとを備えることを特徴とするコンフィグレーション方法。
（付記７）プログラマブルデバイスを搭載する複数の共通パッケージを有する共通パッケージ搭載装置のコンフィグレーションを実行させるためのプログラムであって、共通パッケージに搭載されたメモリからコンフィグレーションデータを選択するデータ選択ステップと、選択されたコンフィグレーションデータをプログラマブルデバイスに登録するデータ登録ステップと、装置の構成変更をするために、プログラマブルデバイスのコンフィグレーションデータを切り替えるパッケージ構成変更ステップとを備えることを特徴とする共通パッケージ搭載装置のコンフィグレーションを実行させるためのプログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、プログラマブルデバイスを使用して機能を変更できる共通パッケージ搭載装置を提供する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】実施例の共通パッケージ搭載装置の構成図
【図２】メモリレイアウトの説明図
【図３】故障回復処理の説明図
【図４】故障回復処理の流れ図
【図５】試験処理の説明図
【図６】装置試験の詳細の説明図
【図７】従来例の共通パッケージの構成図
【符号の説明】
【０１０４】
１      共通パッケージ搭載装置
２      制御パッケージ
３      ＢＷＢ
４      共通パッケージ
４１      メモリカード
４２      コンフィグ回路
４３      プログラマブルデバイス
４４      メモリ
４５      バッファ
【図１】
2005348272.tif 000003
【図２】
2005348272.tif 000004
【図３】
2005348272.tif 000005
【図４】
2005348272.tif 000006
【図５】
2005348272.tif 000007
【図６】
2005348272.tif 000008
【図７】
2005348272.tif 000009