JP4893028B2 - チップセットのエミュレーション装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータ内部で、ＲＡＭ、拡張カードなどの間のデータの受け渡しを管理するチップセットのコンフィグレーション空間のエミュレーション装置および方法に関する。

コンピュータシステムのＢＩＯＳを構成する際に、設計対象のコンピュータシステムが実現されていない場合には、設計対象のコンピュータシステムとは異なるハードウェアを用いてＢＩＯＳの動作を確認するエミュレーションが行われる（例えば、特許文献１（特開平５−４６４０６号公報）参照）。

従来のＢＩＯＳ開発では、制御対象となるチップセットが存在しない状況下では、ＢＩＯＳのチップセットのコンフィグレーション空間へアクセスする箇所のプログラムを動作しないように変更するか、もしくは、当該プログラムが動作したかのように変更してＢＩＯＳの動作を検証する必要があった。

ＢＩＯＳを変更しないでその動作を検証するためには、試験用の専用ハードウェアを別途用意する必要があった。
特開平５−４６４０６号公報

上述した従来技術には、次のような問題点があった。

ハードウェアが存在しない場合において、ＢＩＯＳの試験を行うためには、試験対象であるＢＩＯＳの変更が行われるが、このことは実際に使用されるＢＩＯＳの試験が行われないこととなり、試験の有効性が低いものとなるという問題点がある。

ＢＩＯＳを変更することなく、試験用の専用ハードウェアを用いて動作を検証する場合には、上記の問題点は生じないものの、構成バリエーションが豊富なコンピュータシステムを構成する場合には、時間がかかるとともに試験用のハードウェアを実現することは困難であり、網羅性を考慮した試験ができない。このため、やはり試験の有効性が低いものとなるという問題点がある。

本発明は上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、チップセットに対する試験の有効性を高めるとともに迅速に行うことのできる装置および方法を実現することを目的とする。

本発明のチップセットのエミュレーション装置は、
新機種のコンピュータシステムの構成パターンを複数格納するメモリと、
従来機のコンピュータシステムのチップセットを構成するデバイスの特性・種類・動作が設定されるレジスタと、
前記メモリに格納されている新機種構成パターンについて、各新機種構成パターンに対応するアドレスを格納するチップセット構成テーブルと、
前記新機種および従来機種のコンピュータシステムの操作用端末である保守コンソールと、
従来機および新機種のチップセットを構成するデバイスの特性、種類、動作の構成情報および環境情報を記憶し、前記メモリおよびレジスタへの設定および書き込み動作を制御し、エミュレーションを行うＢＩＯＳを実行するＢＩＯＳ実行部と、を備え、
試験動作が開始されると、前記保守コンソールは前記チップセット構成テーブルに保持されている従来機にて評価を行いたい新機種用の構成パターンを指定した後にコンピュータシステムを起動し、その後、従来機の環境・構成情報を指定して前記ＢＩＯＳ実行部にハンドオフし、
前記チップセット構成テーブルは、前記保守コンソールにより指定された新機種構成パターンが格納されているアドレスを前記メモリに出力し、
前記メモリは、指定されたアドレスを前記ＢＩＯＳ実行部へ出力し、
前記ＢＩＯＳ実行部は前記保守コンソールよりハンドオフされると、前記レジスタに従来機のチップセットのハードウェア初期値、および、保守コンソールにて指定された従来機の環境・構成情報を設定し、メモリより送られてきたアドレスをアクティブとしてメモリ上に擬似的にコンフィグレーション空間を作成することを特徴とする。

本発明のチップセットのエミュレーション方法は、
新機種のコンピュータシステムの構成パターンを複数格納するメモリと、
従来機のコンピュータシステムのチップセットを構成するデバイスの特性・種類・動作が設定されるレジスタと、
前記メモリに格納されている新機種構成パターンについて、各新機種構成パターンに対応するアドレスを格納するチップセット構成テーブルと、
前記新機種および従来機種のコンピュータシステムの操作用端末である保守コンソールと、
従来機および新機種のチップセットを構成するデバイスの特性、種類、動作の構成情報および環境情報を記憶し、前記メモリおよびレジスタへの設定および書き込み動作を制御し、エミュレーションを行うＢＩＯＳを実行するＢＩＯＳ実行部と、を備えるチップセットのエミュレーション装置で行われるエミュレーション方法であって、
試験動作が開始されると、前記保守コンソールが、前記チップセット構成テーブルに保持されている従来機にて評価を行いたい新機種用の構成パターンを指定した後にコンピュータシステムを起動し、その後、従来機の環境・構成情報を指定して前記ＢＩＯＳ実行部にハンドオフするステップと、
前記チップセット構成テーブルが、前記保守コンソールにより指定された新機種構成パターンが格納されているアドレスを前記メモリに出力するステップと、
前記メモリが指定されたアドレスを前記ＢＩＯＳ実行部へ出力するステップと、
前記ＢＩＯＳ実行部が、前記保守コンソールよりハンドオフされた後に、前記レジスタに従来機のチップセットのハードウェア初期値、および、保守コンソールにて指定された従来機の環境・構成情報を設定し、メモリより送られてきたアドレスをアクティブとしてメモリ上に擬似的にコンフィグレーション空間を作成するステップと、を有することを特徴とする。

上記のように構成される本発明は以下の効果を奏する。

第１の効果は、早期にＢＩＯＳを開発・試験することができ、ハードウェアの出荷まで短期間で試験可能になることにある。

その理由は、新機種の代わりにエミュレートした擬似コンフィグレーション空間がＢＩＯＳに応答を返すことで、従来機を使用し本来対象となるハードウェアなしで、ＢＩＯＳの試験を早期に推進することができるためである。

第２の効果は、品質の安定したＢＩＯＳを開発することができる点にある。

その理由は、擬似コンフィグレーション空間にて、バリエーションに富んだ構成を容易に組むことができるため、設備不足、構成組み立てなどで試験を妨げられることがないとこにある。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１は本発明によるエミュレーション装置の要部構成を示すブロック図である。

本実施例は、ＢＩＯＳ実行部１、チップセット初期化処理部２、従来機処理部３、新機種処理部４、実コンフィグレーション空間部５、擬似コンフィグレーション空間部６、保守コンソール７、チップセット構成テーブル８から構成される。

本実施例は、コンピュータシステムにおける新チップセット向けのＢＩＯＳ開発において、対象とする新機種のハードウェアを使用することなしに、従来機のハードウェアを使用して新機種用のＢＩＯＳに対する試験を可能とするものである。図１中のＢＩＯＳ実行部１、実コンフィグレーション空間部５および擬似コンフィグレーション空間部６は従来機中に配置される。

図１において、ＢＩＯＳ実行部１内のチップセット初期化処理部２は、ＰＣＩバスに接続するデバイスへのアクセス方法であるＰＣＩコンフィグレーションサイクルを用いることで実施される。チップセット初期化処理部２はチップセットのコンフィグレーション空間へのインタフェースを含んでおり、従来機への電源投入時に従来機を構成する各機器をテストするＰＯＳＴ（Power On Self Test）中に起動される。本実施例においてチップセット初期化処理部２は、従来機チップセットの初期化を行う従来機処理部３によるタスクと新機種用チップセット初期化を行う新機種処理部４によるタスクの２つのタスクを動作させる。

新機種処理部４は、本来、実コンフィグレーション空間部５へ向けるアクセスを、メモリ（不図示）上にマッピングした擬似コンフィグレーション空間部６へ向ける。コンフィグレーション空間の中にはシステムの構成情報を示したレジスタが存在し、予め作成しておいたチップセット構成テーブル８を元に擬似コンフィグレーション空間部６に構成情報を設定しておく。

このようにして、制御対象となるチップセットを使用することなしに、擬似コンフィグレーション空間部６へのアクセスとし、メモリに出力された結果を確認することで新機種向けのファームウェアの構成バリエーションを考慮した試験を行うことができる。

以下に、各構成要素について説明する。

ＢＩＯＳ実行部１は、ＢＩＯＳを保持し、コンピュータシステムの起動制御・運用制御を司るファームウェアで、その一つとしてチップセット初期化処理部２を含んでいる。

チップセット初期化処理部２は、ＰＯＳＴの処理の一つで、チップセットのコンフィグレーション空間へ、リソースの割り当てなどの初期化処理を行うルーチンを実行するもので、従来機処理部３と新機種処理部４から構成される。

従来機処理部３は従来機チップセット向けの初期化処理を担当するもので、従来機では実コンフィグレーション空間部５へアクセスし、新機種のチップセットでは動作しない。

新機種処理部４は、新機種チップセット向けの初期化処理を担当し、従来機では擬似コンフィグレーション空間部６へアクセスし、新機種移行時は、実コンフィグレーション空間部５へアクセスする。この動作の切り替えは、ＢＩＯＳコード上のコンフィグレーション空間へアクセスする末端の処理をコンパイルスイッチにて切り替えることで実現する。

実コンフィグレーション空間部５は、チップセットを構成する各種デバイスのコンフィグレーション空間を示している。このコンフィグレーション空間部はデバイスの特性・種類・動作などを設定するレジスタ上に作成されるものであり、実コンフィグレーション空間部５へ読み書きすることでチップセットとしての動作を可能にする。実コンフィグレーション空間部５にはハードウェア初期値として各種デバイスの固有情報が設定され、また、ＢＩＯＳ実行部１にハンドオフする前に従来機自身の構成情報などが設定される。

擬似コンフィグレーション空間部６は、メモリ上に擬似的にコンフィグレーション空間を作成したもので、従来機にて新機種処理部４向けのコンフィグレーション空間へのアクセスとして見せることでチップセットをエミュレーションすることを可能にする。

保守コンソール７は、環境設定や操作用の端末である。ここで指定したチップセット構成テーブル８の内容がチップセットの擬似コンフィグレーション空間部６へ反映される。

チップセット構成テーブル８は、チップセットを構成する各種デバイスの実装情報のそれぞれについて評価を行うための新機種構成パターンを保持している。そして、保守コンソール７で指定した構成に応じ、ＢＩＯＳ実行部１が擬似コンフィグレーション空間を作成する。

次に、図２のフローチャートを参照して、本実施例の従来機上での動作について詳細に説明する。

試験動作が開始されると（ステップＡ１）、保守コンソール７はチップセット構成テーブル８に保持されている従来機にて評価を行おうとする新機種用の構成パターンである新機種構成パターンを指定する（ステップＡ２）。

新機種構成パターンは、ＣＰＵポート数やＰＣＩＢＯＸ数などからなり、予めチップセット構成テーブル８にテーブルとして登録されている。保守コンソール７はチップセット構成テーブル８のＩＮＤＥＸに相当する番号を指定することにより新機種構成パターンを選択する。

新機種構成パターンの具体的な構成は、擬似コンフィグレーション空間部６が作成されるメモリに格納されており、チップセット構成テーブル８は保守コンソール７により指定された新機種構成パターンが格納されているアドレスをメモリに出力する。このとき、擬似コンフィグレーション空間部６が作成されるメモリは、指定されたアドレスを新機種処理部４へ出力している。新機種処理部４はそのアドレスを参照することで保守コンソール７が指定した新機種の構成情報パターンを知ることができる。

その後、保守コンソール７はシステムを起動し、その後、その後、従来機の環境・構成情報を指定してＢＩＯＳ実行部１にハンドオフする（ステップＡ３）。このとき、従来機処理部５は従来機のチップセットのハードウェア初期値、および、保守コンソール７にて指定された従来機自身の環境・構成情報を実コンフィグレーション空間部５が作成されるレジスタに設定し、これらの内容が実コンフィグレーション空間部５に反映される。

続いて、新機種処理部４は、ステップＡ２にて得られたアドレスをアクティブとして擬似コンフィグレーション空間部６を作成する（ステップＡ４）。また指定されたアドレス以外の擬似コンフィグレーション空間部にはＡＬＬ１を設定する。これにより、新機種処理部４からのアクセスに対して指定された新機種構成パターンを格納する擬似コンフィグレーション空間部６をマスターアボートとして見せることができる。

擬似コンフィグレーション空間部６作成後、新機種処理部４は擬似コンフィグレーション空間部６へチップセットの初期化を行う（ステップＡ５）。

新機種処理部４によるチップセットの初期化が終了した後、本来の処理である従来機向けのＰＯＳＴ処理を従来機処理部５が実行する（ステップＡ６）。ＰＯＳＴ処理が一通り実行された後、擬似コンフィグレーション空間部６のメモリダンプを採取し、予め保持している期待値と比較する（ステップＡ７）ことで新機種処理部４により作成された擬似コンフィグレーション空間部６の動作が正常であるかを確認することができ、その後の試験を行うことができる。

また、従来機自身の設定もステップＡ６にて完了しているため、そのままＯＳを起動し（ステップＡ８）、あらたなチップセットについてのＢＩＯＳ動作を検証することが可能となる。

図３は本発明によるエミュレーション装置を新機種に搭載した状態での構成を示すブロック図、図４はその動作を示すフローチャートである。

図３に示す状態では、搭載される機種が新機種であることから、従来機処理部３、擬似コンフィグレーション空間部６およぼチップセット構成テーブル８は動作しない状態に置かれる。また、新機種処理部４は実コンフィグレーション空間５にアクセスするものとされる。

試験動作が開始されると（ステップＢ１）保守コンソール７にてシステムが起動され、ハードウェアによる初期化が開始され、その後、ＢＩＯＳ実行部１にハンドオフされる（ステップＢ２）。この際、新機種処理部４により新機種のハードウェアの初期値および、保守コンソール７にて指定された環境・構成情報が実コンフィグレーション空間部５に反映される。

上記の実コンフィグレーション空間に対し、新機種処理部４はチップセットの初期化を行う（ステップＢ３）。ＰＯＳＴ処理が一通り実行されそのままＯＳ起動となる（ステップＢ４）。

図１および図２に示した従来機と図３および図４に示した新機種についての動作の切り替えは、コンパイルスイッチにて行いソースコードは一本化されている。

本発明によるエミュレーション装置の要部構成を示すブロック図である。 図１に示した装置の動作を示すフローチャートである。 本発明によるエミュレーション装置の要部構成を示すブロック図である。 図３に示した装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＢＩＯＳ実行部
２チップセット初期化処理部
３ 従来機処理部
４ 新機種処理部
５ 実コンピュータフォグレーション空間部
６ 擬似コンフィグレーション空間部
７ 保守コンソール
８ チップセット構成テーブル

Claims (2)

1. 新機種のコンピュータシステムの構成パターンを複数格納するメモリと、
   従来機のコンピュータシステムのチップセットを構成するデバイスの特性・種類・動作が設定されるレジスタと、
   前記メモリに格納されている新機種構成パターンについて、各新機種構成パターンに対応するアドレスを格納するチップセット構成テーブルと、
   前記新機種および従来機種のコンピュータシステムの操作用端末である保守コンソールと、
   従来機および新機種のチップセットを構成するデバイスの特性、種類、動作の構成情報および環境情報を記憶し、前記メモリおよびレジスタへの設定および書き込み動作を制御し、エミュレーションを行うＢＩＯＳを実行するＢＩＯＳ実行部と、を備え、
   試験動作が開始されると、前記保守コンソールは前記チップセット構成テーブルに保持されている従来機にて評価を行いたい新機種用の構成パターンを指定した後にコンピュータシステムを起動し、その後、従来機の環境・構成情報を指定して前記ＢＩＯＳ実行部にハンドオフし、
   前記チップセット構成テーブルは、前記保守コンソールにより指定された新機種構成パターンが格納されているアドレスを前記メモリに出力し、
   前記メモリは、指定されたアドレスを前記ＢＩＯＳ実行部へ出力し、
   前記ＢＩＯＳ実行部は前記保守コンソールよりハンドオフされると、前記レジスタに従来機のチップセットのハードウェア初期値、および、保守コンソールにて指定された従来機の環境・構成情報を設定し、メモリより送られてきたアドレスをアクティブとしてメモリ上に擬似的にコンフィグレーション空間を作成することを特徴とするチップセットのエミュレーション装置。
2. 新機種のコンピュータシステムの構成パターンを複数格納するメモリと、
   従来機のコンピュータシステムのチップセットを構成するデバイスの特性・種類・動作が設定されるレジスタと、
   前記メモリに格納されている新機種構成パターンについて、各新機種構成パターンに対応するアドレスを格納するチップセット構成テーブルと、
   前記新機種および従来機種のコンピュータシステムの操作用端末である保守コンソールと、
   従来機および新機種のチップセットを構成するデバイスの特性、種類、動作の構成情報および環境情報を記憶し、前記メモリおよびレジスタへの設定および書き込み動作を制御し、エミュレーションを行うＢＩＯＳを実行するＢＩＯＳ実行部と、を備えるチップセットのエミュレーション装置で行われるエミュレーション方法であって、
   試験動作が開始されると、前記保守コンソールが、前記チップセット構成テーブルに保持されている従来機にて評価を行いたい新機種用の構成パターンを指定した後にコンピュータシステムを起動し、その後、従来機の環境・構成情報を指定して前記ＢＩＯＳ実行部にハンドオフするステップと、
   前記チップセット構成テーブルが、前記保守コンソールにより指定された新機種構成パターンが格納されているアドレスを前記メモリに出力するステップと、
   前記メモリが指定されたアドレスを前記ＢＩＯＳ実行部へ出力するステップと、
   前記ＢＩＯＳ実行部が、前記保守コンソールよりハンドオフされた後に、前記レジスタに従来機のチップセットのハードウェア初期値、および、保守コンソールにて指定された従来機の環境・構成情報を設定し、メモリより送られてきたアドレスをアクティブとしてメモリ上に擬似的にコンフィグレーション空間を作成するステップと、を有することを特徴とするチップセットのエミュレーション方法。

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