專利名稱：嵌入式裝置以及嵌入式系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有CPU或與其類似的電子設備的嵌入式裝置、以及嵌入式裝置的一部分功能存在于網(wǎng)絡上的嵌入式系統(tǒng)，尤其涉及適合于消費性電子產(chǎn)品的嵌入式裝置以及嵌入式系統(tǒng)。
背景技術：
以往，在使用計算機的處理系統(tǒng)中，為了防止系統(tǒng)停機導致的可用性的降低而使用冗余化系統(tǒng)。例如在專利文獻I中公開了在由多個冗余化系統(tǒng)構建的網(wǎng)絡中再構建硬件和軟件的組合的系統(tǒng)。冗余化系統(tǒng)通過復用硬件并對多個裝置分配相同處理功能的動作，即使發(fā)生障礙，某部位發(fā)生故障，通過用別的部位繼續(xù)動作，也能夠繼續(xù)系統(tǒng)整體的動作?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2005-251055號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題在現(xiàn)有的冗余化方法中，在將實現(xiàn)功能的硬件冗余化的情況下，一般多余地安裝實現(xiàn)同一功能的硬件。與此相對，在具有CPU或者與其類似的電子設備的消費性電子產(chǎn)品所代表的嵌入式裝置的產(chǎn)品開發(fā)中，成本競爭激烈，重視降低產(chǎn)品單價，難以如現(xiàn)有的冗余化方法那樣準備多個同一結構的硬件。因此，開發(fā)冗余化結構的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品在現(xiàn)實中是困難的。但是，從用戶看來，在電子設備的一部分硬件故障的情況下，當無法使用該產(chǎn)品時不得不進行該產(chǎn)品的再購買、或者支付高昂的金錢將部件或基板整個更換的對應，在成本方面或時間方面成為很大的損失。另外，在發(fā)生故障的功能中有對用戶來說非常重要的功能和不那么重要的功能。因此，站在用戶的立場，也存在如下需求當某個嵌入式裝置故障時，即使其他功能稍有降低，但只要維持重要的功能，就希望不立即進行產(chǎn)品的再購買或更換而繼續(xù)使用。本發(fā)明要解決的課題是削減由于部件個數(shù)的增加導致的成本的增加，提供廉價并且可用性高的嵌入式裝置以及嵌入式系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的其他課題是提供能夠實施考慮到用戶需求的簡并化運轉的嵌入式裝置以及嵌入式系統(tǒng)。用于解決課題的手段以下表示本發(fā)明的代表性的一例。本發(fā)明的嵌入式裝置的特征在于，具備分別實現(xiàn)特定的功能的多個硬件、記錄裝置、監(jiān)視所述各硬件的功能并在它們的故障時進行功能的代替處理的故障診斷裝置，所述多個硬件包含至少一個實現(xiàn)特定的功能的專用硬件、和至少一個可以在應用程序級別變更處理內容的CPU，所述記錄裝置保持當檢測出故障時作為被檢測出該故障的所述硬件的功能的代替處理單元而定義了其他所述硬件中的某一個硬件的規(guī)則定義文件、以及通過所述其他硬件實施所述功能的代替處理時使用的軟件組，所述故障診斷裝置在檢測出所述某一個硬件的功能的故障時，基于所述規(guī)則定義文件以及所述軟件組，選定進行該硬件的功能的代替的所述其他硬件以及通過該其他硬件進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件。發(fā)明的效果在本發(fā)明中，在嵌入式裝置內檢測出發(fā)生了故障的硬件的情況下，使用其他專用 的硬件或CPU或者可改寫的FPGA等其他硬件來實現(xiàn)故障的硬件的代替功能，因此，即使不新增設設備也能夠進行冗余化，由此可以期待嵌入式裝置的成本的降低。另外，在故障的硬件的功能是對用戶來說非常重要的功能時，變更系統(tǒng)以使通常所準備的功能中用戶不需要的功能簡并化，使故障功能繼續(xù)工作，由此能夠實現(xiàn)考慮了用戶需求的嵌入式裝置的簡并化運轉。


圖I是表示本發(fā)明的第I實施方式的帶錄像/再生功能的數(shù)字式電視接收裝置的整體結構的一例的圖。圖2是表示第I實施方式中的各硬件的主要功能(用途)、本來的規(guī)格(特性)、構成設備、軟件的例子以及可代替的功能(用途)的例子的圖。圖3是表示第I實施方式中的規(guī)則定義文件的一例的圖。圖4是表示故障診斷裝置的結構的一例的圖。圖5是表示故障診斷裝置的處理流程的一例的圖。圖6是表不代替狀況表的一例的圖。圖7是表示代替軟件決定處理流程的一例的圖。圖8是表示成為本發(fā)明的第2實施方式的便攜電話的整體結構的一例的圖。圖9是表示第2實施方式中的各硬件的主要功能、本來的規(guī)格、構成設備、軟件的例子以及可代替的功能的例子的圖。圖10是表示第2實施方式中的規(guī)則定義文件的一例的圖。圖11是表示本發(fā)明的第4實施方式的整體結構的一例的圖。圖12是表示本發(fā)明的第5實施方式的整體結構的一例的圖。
具體實施例方式本發(fā)明不通過同一硬件、而通過構成系統(tǒng)的別的硬件實現(xiàn)通過硬件實現(xiàn)的功能的冗余化，由此削減由于部件個數(shù)的增加所導致的成本的增加，提供廉價而且可用性高的嵌入式裝置。即，本發(fā)明，在可以在應用程序級別變更處理內容的CPU (包含多核心處理器)、或者能夠進行處理內容的變更的FPGA等共存的設備上，在檢測出通過硬件實現(xiàn)的功能的故障后，以在該設備上或者在網(wǎng)絡上存在的設備的構成信息為參考，選定可代替的設備，并選定為實現(xiàn)功能而需要的軟件，實施用于使要進行代替的硬件能夠使用該軟件的手續(xù)(軟件的下載或向硬件可訪問的存儲器區(qū)域的展開等)，代替處理。實施例I
首先，說明在帶錄像/再生功能的數(shù)字式電視接收裝置中應用本發(fā)明的嵌入式裝置的第I實施方式。圖I是采用了本發(fā)明的嵌入式裝置的數(shù)字式電視接收裝置的一例的說明圖。在圖I中，嵌入式裝置、即數(shù)字式電視接收裝置的本體100具備實現(xiàn)功能的硬件001 005、012、013、包含實現(xiàn)功能的軟件的R0M006、在各種處理中使用的RAM007、監(jiān)視用于實現(xiàn)功能的硬件001 005、012、013并檢測它們的故障的故障診斷裝置008以及用于連接上述各設備001 008并交換數(shù)據(jù)的總線009。作為硬件具備作為專用硬件的第一動畫解碼器001以及第二動畫解碼器002、可以在應用程序級別變更處理內容的第一 CPU003以及第二CPU004、以及能夠進行處理內容的變更的FPGA005。還具備作為專用硬件的第一動畫編碼器012以及第二動畫編碼器013。R0M006中保存了 定義了被檢測出故障的功能的代替單元的規(guī)則定義文件010、和由在通過別的硬件實施被檢測出故障的功能的代替處理時使用的軟件或配置等構成的軟件組011。RAM007在此是在數(shù)字式電視接收裝置的本體100內的各設備共用的存儲器，在數(shù)據(jù)通信、節(jié)目的記錄/選擇、錄像/再生等處理時臨時記錄各種信息。另外，在故障診斷裝置008進行診斷時使用的代替狀況表(參照圖6)也保存在RAM007 中。此外，在故障中不僅包含硬件自身的物理的功能的故障，也包含在該硬件上成為一體來運行的軟件的功能的故障。另外，在功能惡化到預定的水平以下的情況下也可以診斷為故障。數(shù)字式電視接收裝置的本體100經(jīng)由天線014、調諧器015等接收TV廣播的電波等，并且經(jīng)由搖控器016接受用戶的操作輸入。TV廣播的接收數(shù)據(jù)通過用戶的節(jié)目選擇等顯示在電視顯示畫面017上，記錄在外部存儲裝置018中，或者在記錄后被再生顯示。在該實施方式的數(shù)字式電視接收裝置的本體100中，第一動畫解碼器001、第二動畫解碼器002分別是僅實施特定的處理的專用硬件。第一 CPU003、第二 CPU004分別是進行與所安裝的軟件對應的處理，換言之，用于實施通用的處理的硬件。FPGA005是實施特定的處理的專用硬件，但是以后能夠變更處理內容。故障診斷裝置008經(jīng)由總線009對各硬件001 005、012、013定期地發(fā)送信號，并根據(jù)返回的信息判定該設備是否發(fā)生了故障，當作為判定結果而返回了故障時，根據(jù)在R0M006中存儲的規(guī)則定義文件010，從R0M006中存儲的軟件組011中選定適當?shù)能浖?，在所定義的硬件上進行開始實施代替處理的軟件的處理的手續(xù)。圖2中表示了各硬件001 005、012、013的主要功能(用途)、本來的規(guī)格(特性)、構成設備/軟件的例子、以及可代替的功能(用途)的例子。第一動畫解碼器001的主要功能是用于顯示廣播節(jié)目的解碼，因此使用高畫質/低壓縮方式的規(guī)格的設備。具體來說，例如使用MPEG2。第二動畫解碼器002的主要功能是用于顯示廣播節(jié)目、再生錄像節(jié)目的解碼，因此使用低畫質/高壓縮率的規(guī)格的設備。具體來說，例如使用H264或jpeg。第一 CPU003以及第二 CPU004是通用的CPU。在此，第一 CPU003的主要功能是因特網(wǎng)內容等的處理，因此使用高價但是高性能、能夠進行高附加處理的規(guī)格的CPU，例如使用具有GHz數(shù)量級的處理頻率的英特爾公司生產(chǎn)的Pentium (注冊商標)系列的產(chǎn)品。另一方面,第二 CPU004的主要功能是以節(jié)目表的顯示等為代表的用戶界面的處理，因此，作為所要求的規(guī)格，處理能力比較低也可以，因此使用廉價的CPU、例如具有MHz數(shù)量級的處理頻率的瑞薩科技公式(RenesasTechnology Corp.)生產(chǎn)的 SH-MobiIe (注冊商標)系列的 CPU。FPGA005 的主要功能是高畫質處理，由專用的邏輯程序構成。處理能力與第一 CPU003相比沒有那么高。第一動畫編碼器012的主要功能是廣播節(jié)目的高壓縮記錄，因此使用高壓縮率的規(guī)格的編碼器。第二動畫編碼器013的主要功能是廣播節(jié)目的低壓縮記錄，因此使用低壓縮率的規(guī)格的編碼器。這樣，硬件雖然主要功能(用途)或規(guī)格(特性)不同，但是也具備若干可以代替的功能。例如第一動畫解碼器001和第二動畫解碼器002雖然規(guī)格不同，但是相互可代替。另夕卜，關于第一動畫解碼器001以及第二動畫解碼器002的功能，通過在第一 CPU003或第二CPU004中分別安裝預定的程序可以代替?；蛘咄ㄟ^改寫FPGA005的邏輯程序也可以代替。第一 CPU003和第二 CPU004雖然規(guī)格不同但是相互可代替。第一動畫編碼器012和第二動畫編碼器013雖然規(guī)格不同但是相互可代替。圖I、圖2所示的硬件設備的種類或它們的數(shù)量、規(guī)格等只不過是一個例子，根據(jù)電視所要求的功能或成本等適當變更即可。圖3是R0M006中存儲的規(guī)則定義文件010的一例的說明圖，具有對象設備、監(jiān)視方法、可代替設備、代替順序、代替軟件信息等屬性。在對象設備中登錄成為對象的高可靠系統(tǒng)、在此為實現(xiàn)構成帶錄像/再生功能的數(shù)字式電視接收裝置的本體的各功能的硬件的名稱。在監(jiān)視方法中記載了用于確認上述硬件的單元、或用于調用該單元并執(zhí)行的接口、例如Read Alive RegisterO?？纱嬖O備登錄了可以代替或者想要使其代替對象設備的功能的硬件的名稱。代替順序，針對每個對象設備登錄了表示當對象設備發(fā)生故障時從可代替的設備中記載的硬件中的哪個硬件優(yōu)先進行代替的內容。在代替軟件信息中登錄了在功能代替時為了代替而在可代替設備上執(zhí)行的軟件的信息，是通過來自故障診斷裝置008的控制，為了在可代替設備中的作為代替設備而指定的硬件上執(zhí)行而使用的信息。例如，在通過第一 CPU003代替第一動畫解碼器001的功能時，在CPU上使用MPEG2對應的軟件來進行動畫的解碼。圖4是表示圖I的故障診斷裝置008的詳細的結構的一例的圖。故障診斷裝置具備決定實現(xiàn)成為對象的系統(tǒng)的功能的硬件中的要監(jiān)視的對象的處理對象決定部801 ;用于在監(jiān)視對象決定后，生成為了配合監(jiān)視對象來實施查詢所需要的監(jiān)視信號的監(jiān)視信號生成部802 ;對監(jiān)視對象硬件發(fā)送通過監(jiān)視信號生成部802生成的用于實施監(jiān)視對象硬件的監(jiān)視的監(jiān)視信號，并接收其結果的信號收發(fā)部803 ；以及用于解析信號收發(fā)部803接收到的監(jiān)視結果，判定是否發(fā)生了故障的故障判定部804。而且，具備當故障判定部804的判定結果為故障時，讀出R0M006上的規(guī)則定義文件010，選定實現(xiàn)發(fā)生了故障的功能的硬件的、可代替設備中的代替順序高的代替設備，實施代替所需的軟件名稱的確保，在代替裝置上進行代替軟件的執(zhí)行的控制處理部805 ;用于根據(jù)通過控制處理部805執(zhí)行的代替軟件的處理結果，判定控制處理是否正確地結束，判定是在別的設備中繼續(xù)進行實施相應的故障設備的代替處理的手續(xù)，還是返回監(jiān)視處理的控制處理確認部806。故障診斷裝置008為了進行故障診斷，定期地經(jīng)由總線009對各硬件001 005、012,013發(fā)送信號，并根據(jù)返回的信息判定該設備是否發(fā)生了故障。圖5是表示故障診斷裝置的一次的處理流程的流程圖。使用定時器定期地啟動，開始處理。在處理開始后進入步 驟S01，使用規(guī)則定義文件010決定處理對象。處理對象決定后進入步驟S02，使用規(guī)則定義文件010生成監(jiān)視信號，進入步驟S03。在步驟S03中，向監(jiān)視對象發(fā)送通過步驟S02確保的監(jiān)視信號，進入步驟S04。在步驟S04中，接收從監(jiān)視對象返回的結果信號，進入步驟S05。在步驟S05中，解析在步驟S04中接收到的結果信號，判定是故障還是正常。在正常的情況下返回步驟S01，進入下面的處理。在異常的情況下進入步驟S06。在步驟S06中，使用規(guī)則定義文件010，從與故障診斷對象的裝置對應的可代替設備中根據(jù)代替順序來決定代替設備，進入步驟S07。在步驟S07中，根據(jù)監(jiān)視對象設備信息和步驟S06中決定的代替設備信息決定代替軟件，進入步驟S08。在步驟S08中，根據(jù)在步驟S06中決定的代替設備信息和在步驟S07中決定的代替軟件信息，進行在代替設備上啟動代替軟件的處理，進入步驟S09。在步驟S09中，接收在步驟S08中執(zhí)行的代替軟件的處理結果，進入步驟S10。在步驟SlO中，根據(jù)在步驟S09中接收到的代替軟件的啟動結果，判定代替處理的啟動是否完成。在啟動完成的情況下結束處理。在代替處理的啟動未完成的情況下返回步驟S06，從代替設備的選定開始重新實施處理。
步驟S02的監(jiān)視信號確保處理，也可以不是發(fā)送預先登錄的監(jiān)視信號的形式，而是根據(jù)對象設備等的信息生成監(jiān)視信號的形式。圖6是表示系統(tǒng)中的代替狀況管理狀態(tài)的代替狀況表500的一例的圖。代替狀況表500具有對象設備、代替狀態(tài)、代替設備的屬性。對象設備表示冗余化的對象一覽，代替狀態(tài)表示對象設備是否被代替的狀態(tài)。代替設備在對象設備為代替過程中的情況下表示哪個設備正在代替。在圖6的例子中，表示第二動畫解碼器002的功能由第一 CPU003代替。由此，第一 CPU003除了作為本來的功能的因特網(wǎng)內容等的處理以外，還分時執(zhí)行廣播節(jié)目的錄像/再生的處理功能。此外，例如通過在TV顯示畫面中顯示等手段，可以向用戶通知由于對象設備的一部分故障因此在代替過程中的信息。圖7是表示代替軟件決定處理S07的細節(jié)的流程圖。處理開始后進入步驟S11，使用圖6所示的代替狀況表500確保當前的監(jiān)視對象的代替狀態(tài)，進入步驟S12。在步驟S12中，接受步驟Sll的結果，判定當前的監(jiān)視對象是否被代替。在當前的監(jiān)視對象正在代替中的情況下進入步驟S15。并非正在代替中的情況下進入步驟S14。在步驟S14中，將作為當前的監(jiān)視對象的對象設備的代替狀態(tài)屬性變更為代替中，進入步驟S15。在步驟S15中，從代替狀況表中確保當前的對象設備的代替設備名稱，進入步驟S16。在步驟S16中，以在步驟S15中確保的代替設備信息作為關鍵字，確保當前代替順序，進入步驟S17。在步驟S17中，以在步驟S16中確保的代替順序作為關鍵字，在規(guī)則定義文件010的代替順序的項目中，檢索是否存在接下來能夠代替的設備，在能夠代替的情況下進入步驟S19，在不能代替的情況下進入步驟S18中。步驟S18中，實施向用戶通知無法進一步進行代替處理的意思等例外處理，結束處理。在步驟S19中，更新代替狀況表的代替設備名稱，結束處理。根據(jù)本實施例，例如在第二動畫解碼器002故障時，應該用該第二動畫解碼器002提供的功能被具有同樣的解碼器功能的第一動畫解碼器001或者第一 CPU003等代替。此時，具有代替功能的第一動畫解碼器001或者第一 CPU003等設備，與這些設備本來應該提供的功能一起還分時地提供代替功能。因此，雖然在代替中處理速度或者畫質等性能稍有降低，然而，帶錄像/再生功能的數(shù)字式電視接收裝置作為整體能夠大致維持其功能。此外，圖I所示的R0M006也可以變更為能夠存儲數(shù)據(jù)、能夠由通用或專用的CPU等使用的全部裝置。圖I所示的故障診斷裝置008可以通過硬件實現(xiàn)，也可以通過軟件和硬件的組合來實現(xiàn)。另外，也可以不通過獨立的裝置而通過在通用的CPU上安裝的一個或多個軟件來實現(xiàn)。這樣，根據(jù)本實施例，在能夠在應用程序級別變更處理內容的CPU、能夠進行處理內容的變更的FPGA等共存的帶錄像/再生功能的數(shù)字式電視接收裝置中，若故障診斷裝置檢測出通過硬件實現(xiàn)的功能的故障，則以在該設備上或網(wǎng)絡上存在的設備的構成信息作為參考，選定能夠代替的設備，并選定為了實現(xiàn)功能所需要的軟件，實施用于使要進行代替的硬件能夠使用該軟件的手續(xù)(軟件的下載或向硬件可訪問的存儲器區(qū)域的展開等)，代替處理。由此，不多余地安裝實現(xiàn)同一功能的硬件就能夠代替作為電視接收裝置的主要功能的節(jié)目的接收/顯示功能等，因此能夠削減由于部件個數(shù)的增加導致的成本增加，提供廉價且可用性高的帶錄像/再生功能的數(shù)字式電視接收裝置。另外，由于維持了重要的功能，因此，在一部分設備發(fā)生了故障的情況下，用戶能夠不立即進行產(chǎn)品的再購買或更換而繼續(xù)當前使用。實施例2
接著，說明將本發(fā)明的嵌入式裝置應用于便攜電話的第二實施方式。圖8是本發(fā)明的嵌入式裝置、即便攜電話的結構例的說明圖。在圖8中，便攜電話的本體200具備實現(xiàn)功能的硬件20廣205、212 ;包含實現(xiàn)功能的軟件的R0M206 ;在各種處理中使用的RAM207 ;監(jiān)視實現(xiàn)功能的硬件20廣205、212，檢測它們的故障并進行代替處理的故障診斷裝置208 ;用于連接上述各設備20廣208、212并交換數(shù)據(jù)的總線209。作為硬件而具備第一動畫解碼器201、第二動畫解碼器202、構成多核心處理器的第一核心處理器203、第二核心處理器204、FPGA205。而且，具備動畫編碼器212。在R0M206中保持定義了被檢測出故障的功能的代替單元的規(guī)則定義文件210 ;由在通過別的硬件實施被檢測出故障的功能的代替處理時使用的軟件或配置等構成的軟件組211。RAM207在此是便攜電話的本體200內的各設備共用的存儲器，在通話、郵件、因特網(wǎng)、單波段(One-Seg)的收發(fā)數(shù)據(jù)的記錄或再生、經(jīng)由數(shù)字鍵(省略圖示)、攝像機、麥克風等的包含多媒體的數(shù)據(jù)的記錄或再生等處理時臨時記錄各種信息。另外，故障診斷裝置208進行診斷時使用的代替狀況表(參照圖6)也保持在RAM207中。此外，也可以代替多核心處理器而使用在實施例I中表示的多CPU。(反之，也可以將實施例I中表示的多CPU替換為多核心處理器)。便攜電話的本體200經(jīng)由天線213等接收與電話、郵件、網(wǎng)站、單波段等相關的電波，并且接受來自數(shù)字鍵(省略圖示)的用戶的操作輸入、來自攝像機214的圖像或來自麥克風215的聲音輸入。信號處理后的接收信息，根據(jù)用戶的選擇指示被顯示在顯示畫面216上，記錄在外部存儲裝置217中，或者在記錄后被再生顯示。另外，對電話或郵件等的發(fā)送信息進行信號處理，從天線213發(fā)送。在該實施方式的便攜電話的本體200中，第一動畫解碼器201、第二動畫解碼器202分別是僅實施特定的處理的專用硬件。第一核心處理器、第二核心處理器204分別是用于進行與安裝的軟件對應的處理，換言之，用于實施通用的處理的硬件。FPGA205是實施特定的處理的專用硬件，但是以后能夠變更處理內容。故障診斷裝置208定期地經(jīng)由總線209對各硬件20f205、212發(fā)送信號，并根據(jù)返回的信息來判定該設備是否發(fā)生故障，當作為判定結果而返回故障時，根據(jù)在R0M006中存儲的規(guī)則定義文件210從R0M206中存儲的軟件組211中選定適當?shù)能浖?，進行開始在所定義的硬件上實施代替處理的軟件的處理的手續(xù)。
圖9表示構成便攜電話的本體的各硬件20廣205、212的主要功能(用途)、本來的規(guī)格(能力/性能)、具體的構成設備/軟件的例子、以及可代替的功能(用途)。第一動畫解碼器201的主要功能是用于顯示照片、靜止畫面的解碼。由于面向便攜電話，因此規(guī)格是低畫質/高壓縮率。具體來說，例如使用jpeg。第二動畫解碼器202的主要功能是用于顯示單波段廣播節(jié)目、再生錄像節(jié)目等的解碼。由于面向便攜電話，因此規(guī)格是低畫質/高壓縮率。具體來說，例如使用H264。多核心處理器的核心處理器I的主要功能是通話的處理，使用軟件I來進行高速/高性能的處理。具體來說，進行CDMA的信號處理。多核心處理器的核心處理器2的主要功能是多媒體、郵件、因特網(wǎng)關聯(lián)的處理，因此，作為規(guī)格的處理能力/性能即使比較低，但是可以廉價。具體來說，進行因特網(wǎng)的通信處理(TCP/IP協(xié)議的處理等)。FPGA205的主要功能是各種動畫或靜止畫面內容的高畫質化處理，由專用的邏輯程序構成。因此，與通用的CPU相比為低性能、低價格。動畫編碼器212的主要功能是廣播節(jié)目、動畫、靜止畫面等的數(shù)據(jù)的壓縮/記錄，因此，作為規(guī)格，需要是支持高壓縮方式的多個標準的多編碼器。這樣，構成便攜電話的多個硬件主要功能不同，然而也具備若干可代替的功能。例如，第一動畫解碼器201和第二動畫解碼器202雖然規(guī)格不同，但能相互代替功能。另外，關于第一動畫解碼器201以及第二動畫解碼器202的功能，通過在第一核心處理器203或第二核心處理器204中分別安裝預定的程序能夠代替。或者，通過改寫FPGA205的邏輯程序也可以代替。第一核心處理器203和第二核心處理器204盡管規(guī)格不同，但是相互能夠代替功能。關于動畫編碼器212的功能，通過在第一核心處理器203或第二核心處理器204中分別安裝預定的程序能夠代替?；蛘?，通過改寫FPGA205的邏輯程序也可以代替。此外，圖8、圖9所示的硬件設備的種類和它們的數(shù)量、規(guī)格等只不過是一例，根據(jù)便攜電話所要求的功能或成本等適當變更即可。圖10是在R0M206中存儲的規(guī)則定義文件210的一例的說明圖。規(guī)則定義文件210具有對象設備、監(jiān)視方法、可代替設備、代替順序、代替軟件信息等屬性。在對象設備中登錄實現(xiàn)構成便攜電話的本體的各功能的硬件的名稱。在監(jiān)視方法中記載用于確認上述硬件的單元、用于調用該單元并執(zhí)行的接口?？纱嬖O備登錄了可以代替或者想要使其代替對象設備的功能的硬件的名稱。代替順序針對每個對象設備登錄了表示當對象設備故障時從可代替設備中記載的硬件中的哪個硬件開始優(yōu)先代替的內容。代替軟件信息中登錄了在進行功能代替時為了代替而在可代替設備上執(zhí)行的軟件的信息。故障診斷裝置208為了進行故障診斷，經(jīng)由總線209定期對各硬件201 205、212發(fā)送信號，根據(jù)返回的信息判定該設備是否發(fā)生了故障。故障診斷裝置的處理流程與圖5所示的相同。如果檢測出異常，則使用規(guī)則定義文件210從與故障診斷對象的裝置對應的可代替設備中根據(jù)代替順序來決定代替設備或代替軟件，進行在代替設備上啟動代替軟件的處理。然后，接收執(zhí)行的代替軟件的處理結果，若啟動完成則結束處理。在代替處理的啟動未完成的情況下，從代替設備的選定開始重新實施處理。在該例中，例如具有代替功能的第一動畫解碼器201或者第一核心203等設備，與這些設備本來應該提供的功能一起還提供代替功能。因此，盡管在代替中處理速度或畫質等性能稍有降低，但便攜電話整體上大致可以維持其功能。此外，R0M206可以變更為能存儲數(shù)據(jù)，能夠由通用或專用的CPU等使用的全部裝置。另外，故障診斷裝置208可以通過硬件實現(xiàn)，也可以通過軟件和硬件的組合來實現(xiàn)。另夕卜，也可以不通過獨立的裝置，而通過在通用的CPU上安裝的一個或多個軟件來實現(xiàn)。這樣。根據(jù)本實施例，在具有動畫解碼器等的同樣的功能的其他設備、能夠在應用 程序級別變更處理內容的多核心處理器、多CPU、或者能夠進行處理內容的變更的FPGA等共存的便攜電話中，若故障診斷裝置檢測出通過硬件實現(xiàn)的功能的故障，則以該設備上或者網(wǎng)絡上的設備的構成信息作為參考，選定可代替的設備并選定為了實現(xiàn)功能所需要的軟件，實施為使要進行代替的硬件能夠使用該軟件的手續(xù)(軟件的下載或向硬件可訪問的存儲器區(qū)域的展開等)，代替處理。由此，不多余地安裝具有實現(xiàn)相同功能的硬件就能夠進行便攜電話的主要功能、例如通話功能的代替，因此，削減由于部件個數(shù)的增加導致的成本的增加，可以提供廉價并且可用性高的便攜電話。另外，由于維持了重要的功能，因此在一部分設備中發(fā)生了故障的情況下，用戶也能夠不立即進行產(chǎn)品的再購買或更換，而繼續(xù)當前使用。實施例3本發(fā)明的嵌入式裝置也可以應用于具有CPU或與其類似的電子設備的汽車導航裝置。汽車導航裝置一般除了本來的導航功能以外也進行多媒體、郵件、因特網(wǎng)關聯(lián)的信息提供服務。因此，汽車導航裝置也在實施例I或實施例2中所述的同樣的硬件的嵌入式裝置中嵌入同樣的軟件以及故障診斷裝置來實現(xiàn)。規(guī)則定義文件的結構與圖3或圖10所示的相同。但是，在汽車導航裝置的情況下，車的安全行駛最優(yōu)先，因此，規(guī)則定義文件的代替順序設定為使導航功能的維持最優(yōu)先。例如，當主要功能是導航功能的第一動畫解碼器發(fā)生故障時，使主要功能對應于音樂或通話的CPU或核心處理器代替第一動畫解碼器，謀求導航功能的維持。在本實施例中，也使用具有同樣功能的其他設備、CPU、多核心處理器、或者可改寫的FPGA，即使不新增加設備也能夠進行冗余化，由此可以期待成本的降低。另外，當故障的設備是對用戶來說非常重要的導航功能時，通過變更系統(tǒng)以使通常準備的功能中用戶不需要的功能簡并化，使導航功能繼續(xù)工作，可以實施考慮了用戶需求的簡并化運轉。實施例4接著，作為本發(fā)明的第4實施方式，說明一部分功能存在于網(wǎng)絡上的嵌入式系統(tǒng)。圖11是表示本發(fā)明的第4實施方式的嵌入式系統(tǒng)的結構的圖。該第4實施方式與第I至第3實施方式的結構上的不同點在于，本實施方式的嵌入式系統(tǒng)，在裝置本體000的內部具有通信裝置019，經(jīng)由網(wǎng)絡與裝置本體000的外部的管理服務器023和記錄裝置024連接。管理服務器中的故障診斷裝置008的作用與第I至第3實施方式相同。規(guī)則定義文件010與第I至第3實施方式的規(guī)則定義文件的結構相同。另外，軟件組011與第I至第3實施方式的文件組的結構相同。在本實施方式中，通信裝置019將從故障診斷裝置008取得的監(jiān)視信號發(fā)送到實現(xiàn)功能的裝置本體000的硬件00廣005。另外，接收從實現(xiàn)功能的硬件返回的結果信號，發(fā)送到網(wǎng)絡上的故障診斷裝置008。管理服務器023是用于運行故障診斷裝置008的服務器。
此外，圖11中的記錄裝置024也可以包含在管理服務器023內。在本實施例中，將規(guī)則定義文件010和軟件組011保持在外部的記錄裝置024中，將故障診斷裝置的功能置于管理服務器023內，因此可以減小裝置本體000的R0M006或RAM007的容量，由此能夠謀求裝置本體的成本降低。實施例5
接著，說明本發(fā)明的第5實施方式的其他嵌入式系統(tǒng)。圖12是表示作為本發(fā)明的第5實施方式的嵌入式系統(tǒng)的結構的圖。該第5實施方式是第4實施方式的變形例。即，故障診斷裝置008的一部分在成為嵌入本發(fā)明的對象的裝置本體000上(008-1)和外部的管理服務器023上(008-2)的雙方中具備。故障診斷裝置008的功能，根據(jù)用途或使用條件，可以一部分或全部移動到外部。例如可以將作為圖4所示的故障診斷裝置008的構成要素的處理對象決定部801、監(jiān)視信號生成部802、信號收發(fā)部803和通信裝置012置于裝置本體000上的故障診斷裝置008-1中，將其余的故障判定部804、控制處理部805、控制處理確認部置于管理服務器023上的故障診斷裝置008-2中。另外，與實施例4相同，圖12中的記錄裝置024可以包含在管理服務器023內。在本實施例中，通過將使用頻率高的診斷功能或軟件組011包含在裝置本體000上的008-1中，將使用頻率低的功能或軟件組011包含在外部的網(wǎng)絡上的008-2中，能夠謀求裝置本體的成本降低。[變形例]本發(fā)明不限于以上所述的實施例，也可以應用于其他消費性電子產(chǎn)品或包含CPU的工業(yè)用的系統(tǒng)。例如，可以應用于在電力運營商和各家庭之間構建智能送電網(wǎng)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，通過本發(fā)明的嵌入式裝置或嵌入式系統(tǒng)構成各家庭的電力表。在以上所述的本發(fā)明的各實施例中，經(jīng)由總線連接的設備的部位也可以不通過總線而通過能夠交換信息的網(wǎng)絡等其他信息傳輸手段來代替。另外，可以經(jīng)由網(wǎng)絡進行裝置本體000上或者外部的規(guī)則定義文件010或軟件組011的版本升級。另外，在各個實施例中，可以將故障診斷裝置分割為故障診斷單元和代替處理單元，使各設備自身具備具有故障診斷功能的故障診斷單元，將對于各設備通用的代替處理單元設置在裝置本體中。在這種情況下，任意設備可以構成為由各設備自身定期地進行故障診斷，在其功能的至少一部分中發(fā)生故障時對代替處理單元通知該情況，由接收到該情況的代替處理單元選定要代替發(fā)生了故障的設備具有的功能的設備，進行代替處理的啟動。在這種情況下，也具有與以上所述的各實施例相同的效果。符號說明001第一動畫解碼器002第二動畫解碼器003 第一 CPU004 第二 CPU005FPGA006R0M007RAM
008故障診斷裝置009 總線010規(guī)則定義文件011軟件組012第一動畫編碼 器013第二動畫編碼器014 天線017電視顯示畫面018外部存儲裝置
權利要求
1.ー種嵌入式裝置，其特征在干， 具備分別實現(xiàn)特定的功能的多個硬件、記錄裝置和監(jiān)視所述各硬件的功能并在它們故障時進行功能的代替處理的故障診斷裝置， 所述多個硬件包含至少ー個實現(xiàn)特定的功能的專用硬件、和至少ー個可以在應用程序級別變更處理內容的CPU， 所述記錄裝置保持在檢測出故障時作為被檢測出該故障的所述硬件的功能的代替處理單元而定義了其他所述硬件中的某一個硬件的規(guī)則定義文件、以及通過所述其他硬件實施所述功能的代替處理時使用的軟件組， 所述故障診斷裝置在檢測出所述某ー個硬件的功能的故障時，基于所述規(guī)則定義文件以及所述軟件組，選定進行該硬件的功能的代替的所述其他硬件以及通過該其他硬件進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件。
2.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述硬件包含分別通過專用的軟件來實現(xiàn)特定的功能的多個CPU， 所述故障診斷裝置在檢測出所述專用硬件的功能的故障吋，選定進行該專用硬件的功能的代替的所述CPU中的某ー個CPU，在該選定的CPU中執(zhí)行被檢測出所述故障的專用硬件的功能的代替處理所需要的軟件。
3.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述硬件包含分別通過專用的軟件來實現(xiàn)特定的功能的多核心處理器， 所述故障診斷裝置在檢測出所述專用硬件的功能的故障吋，選定進行該專用硬件的功能的代替的所述多核心處理器中的某ー個核心處理器，在該選定的核心處理器中執(zhí)行被檢測出所述故障的專用硬件的功能的代替處理所需要的軟件。
4.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述規(guī)則定義文件，關于進行該硬件的功能的代替的多個所述其他硬件以及通過該其他硬件進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件，針對每個所述硬件具有與該硬件故障時的代替的優(yōu)先順序相關的信息。
5.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述規(guī)則定義文件具有對象設備、監(jiān)視方法、可代替設備、代替順序、代替軟件信息的屬性， 在所述對象設備中登錄了成為所述嵌入式裝置的監(jiān)視對象的所述各硬件的名稱， 在所述監(jiān)視方法中記載了用于確認所述硬件的功能的確認單元、以及用于調用并執(zhí)行該確認單元的接ロ。
6.根據(jù)權利要求5所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述規(guī)則定義文件具有可代替設備、代替順序的屬性， 在所述可代替設備中登錄了能夠代替或者想要使其代替所述對象設備的功能的硬件的名稱， 所述代替順序針對每個所述對象設備登錄了表示在該對象設備故障時從所述可代替設備中記載的硬件中的哪個硬件優(yōu)先進行代替的內容。
7.根據(jù)權利要求6所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述規(guī)則定義文件具有代替軟件信息的屬性，在該代替軟件信息中登錄了在所述功能的代替時為了代替而在所述可代替設備上執(zhí)行的所述軟件組。
8.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述故障診斷裝置通過在所述CPU上安裝的一個或多個軟件來實現(xiàn)。
9.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述硬件具有實現(xiàn)所述特定的功能的第一專用硬件、與該第一專用硬件規(guī)格不同但能實現(xiàn)同樣的功能的第二專用硬件， 在檢測出所述第一、第二專用硬件的某一個專用硬件的功能的故障時，通過所述其他專用硬件或所述CPU進行代替該專用硬件的功能的代替處理。
10.根據(jù)權利要求9所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述硬件包含能夠進行處理內容的變更的FPGA， 在檢測出所述第一、第二專用硬件的某一個專用硬件的功能的故障時，通過所述其他專用硬件、所述CPU或所述FPGA進行代替該專用硬件的功能的代替處理。
11.根據(jù)權利要求9所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述硬件包含功能相同但規(guī)格不同的第一動畫解碼器和第二動畫解碼器， 在檢測出所述第一、第二動畫解碼器的某一個的功能的故障時，通過所述其他動畫解碼器或所述CPU進行代替該動畫解碼器的功能的代替處理。
12.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述嵌入式裝置的本體是數(shù)字式電視接收裝置， 所述硬件具備 以用于顯示廣播節(jié)目的解碼為主要功能的第一動畫解碼器； 以用于顯示廣播節(jié)目、再生錄像節(jié)目的解碼為主要功能的第二動畫解碼器； 以因特網(wǎng)內容等的處理為主要功能的第一 CPU ; 以用戶界面的處理為主要功能的第二 CPU ;以及 以高畫質化處理為主要功能的FPGA， 所述故障診斷裝置在檢測出所述第一動畫解碼器或所述第二動畫解碼器的故障時，根據(jù)所述規(guī)則定義文件以及所述軟件組，選定所述第一 CPU或所述第二 CPU作為代替所述第ー動畫解碼器或所述第二動畫解碼器的功能的単元，并且選定通過該選定的CPU進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件。
13.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述嵌入式裝置的本體是便攜電話， 所述硬件具備 以用于顯示照片、靜止畫面的解碼為主要功能的第一動畫解碼器； 以用于顯示單波段廣播節(jié)目、再生錄像節(jié)目等的解碼為主要功能的第二動畫解碼器； 以通話處理為主要功能的多核心處理器的第一核心處理器； 以多媒體處理為主要功能的多核心處理器的第二核心處理器；以及 以高畫質化為主要功能的FPGA， 所述故障診斷裝置在檢測出所述第一動畫解碼器或所述第二動畫解碼器的故障時，根據(jù)所述規(guī)則定義文件以及所述軟件組，選定所述多核心處理器的第一核心處理器或第二核心處理器作為代替所述第一動畫解碼器或所述第二動畫解碼器的功能的単元，并且選定通過該選定的核心處理器進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件。
14.根據(jù)權利要求I所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述嵌入式裝置的本體是汽車導航儀， 所述硬件具備 主要功能是導航功能的動畫解碼器；以及 主要功能對應于音樂或通話的CPU或核心處理器， 所述故障診斷裝置在檢測出所述動畫解碼器的故障時，根據(jù)所述規(guī)則定義文件以及所述軟件組，選定所述CPU或所述核心處理器作為代替動畫解碼器的功能的単元，并且選定通過該選定的CPU或核心處理器進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件。
15.—種嵌入式系統(tǒng),其特征在于， 具備 具備分別實現(xiàn)特定的功能的多個硬件的裝置本體； 監(jiān)視所述各硬件的功能，并在它們故障時進行功能的代替處理的故障診斷裝置； 經(jīng)由網(wǎng)絡與所述裝置本體連接的外部的管理服務器以及記錄裝置； 用于進行所述裝置本體與所述外部的管理服務器以及所述記錄裝置的通信的通信單元; 在檢測出故障時作為被檢測出該故障的所述硬件的功能的代替處理單元而定義了其他所述硬件中的某一個硬件的規(guī)則定義文件；以及 在通過所述其他硬件實施所述功能的代替處理時使用的軟件組， 所述多個硬件包含至少ー個實現(xiàn)特定的功能的專用硬件、和至少ー個能夠在應用程序級別變更處理內容的CPU， 所述規(guī)則定義文件和所述軟件組存儲在所述管理服務器或所述記錄裝置中， 所述故障診斷裝置在檢測出所述某ー個硬件的功能的故障時，根據(jù)所述規(guī)則定義文件以及所述軟件組，選定進行該硬件的功能的代替的所述其他硬件以及通過該其他硬件進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件。
16.根據(jù)權利要求15所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在干， 所述故障診斷裝置被收納在所述管理服務器中。
17.根據(jù)權利要求15所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在干， 所述故障診斷裝置被分割嵌入到所述嵌入式系統(tǒng)的本體以及所述管理服務器的雙方中。
18.根據(jù)權利要求15所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述硬件包含分別通過專用的軟件實現(xiàn)特定的功能的CPU或多核心處理器， 所述故障診斷裝置在檢測出所述專用硬件的功能的故障吋，選定進行該專用硬件的功能的代替的所述CPU或所述多核心處理器的某ー個核心處理器，在該選定的CPU或核心處理器中執(zhí)行被檢測出所述故障的專用硬件的功能的代替處理所需要的軟件。
19.ー種嵌入式裝置，其特征在干， 具備分別實現(xiàn)特定的功能的多個硬件、記錄裝置、進行所述各硬件的功能的監(jiān)視的故障診斷單元和在所述硬件故障時進行功能的代替處理的代替處理單元，所述多個硬件包含至少ー個實現(xiàn)特定的功能的專用硬件、和至少ー個能夠在應用程序級別變更處理內容的CPU， 所述記錄裝置保持在檢測出故障時作為被檢測出該故障的所述硬件的功能的代替處理單元而定義了其他所述硬件的某一個硬件的規(guī)則定義文件、和在通過所述其他硬件實施所述功能的代替處理時使用的軟件組， 所述各硬件在各硬件自身中定期地進行故障診斷，當在其功能的至少一部分中發(fā)生了故障時對所述代替處理單元通知該情況， 所述代替處理單元在通過所述故障診斷單元檢測出所述某ー個硬件的功能的故障吋，根據(jù)所述規(guī)則定義文件以及所述軟件組，選定進行該硬件的功能的代替的所述其他硬件以及通過該其他硬件進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件。
20.根據(jù)權利要求19所述的嵌入式裝置，其特征在干， 所述規(guī)則定義文件，關于進行該硬件的功能的代替的多個所述其他硬件以及通過該其他硬件進行所述功能的代替處理所需要的所述軟件，針對每個所述硬件具有與該硬件故障時的代替的優(yōu)先順序相關的信息。
全文摘要
通過準備多個相同結構的硬件來實現(xiàn)的冗余化成本較高，難以應用于低成本產(chǎn)品。本發(fā)明在能夠在應用程序級別變更處理內容的CPU和能夠進行處理內容的變更的FPGA等共存的設備上，若檢測出通過硬件實現(xiàn)的功能的故障，則以該設備上或者網(wǎng)絡上的設備的結構信息為參考，選定可代替的設備，并選定為實現(xiàn)功能所需要的軟件，實施使代替的硬件能夠使用該軟件的手續(xù)(軟件的下載或向硬件可訪問的存儲器區(qū)域的展開等)，代替處理。
文檔編號G06F11/30GK102667729SQ201180004944
公開日2012年9月12日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2010年1月15日
發(fā)明者木村淳一, 長野岳彥 申請人:株式會社日立制作所