电子装置、操作系统以及访问控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了电子装置、操作系统以及访问控制方法。所述电子装置包括存储器保护单元，该存储器保护单元被配置为保护对装置的布置在地址空间内的寄存器进行的访问；操作系统，其通过使用所述存储器保护单元来设定对所述寄存器的访问权限；所述进程请求所述操作系统在该进程操作所述装置时操作所述装置，并且所述操作系统根据对操作的请求来访问相应的寄存器以操作所述装置。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种具有存储器保护单元的电子装置，该存储器保护单元保护对装置的布置在地址空间中的寄存器的访问，本公开还涉及一种在该电子装置和访问控制系统中运行的操作系统。
技术介绍
在诸如现场装置之类的电子装置中，在操作系统上运行的进程经常执行对具有布置在地址空间内的寄存器的装置的操作。本文中，描述了操作GPIO(General Purpose Input/Output，通用输入/输出)的进程的示例。GPIO指明了通用的IO(输入输出)并且为可以通过软件来任意地操作输入和输出的终端。图10为示出了包括微控制器410和装置420的电子装置400的主要部件的结构示例的框图。如图10中所示，微控制器410包括通过总线415相互连接的CPU核心411、RAM 412、MPU(Memory Protection Unit，存储器保护单元)413和GPIO 414。装置420也连接至总线415。满足电子装置400的用途的不同装置均可以用来作为装置420，例如存储装置、传感器、输入和输出装置或诸如此类的装置。在CPU核心411上运行了RTOS(Real-Time Operating System，实时操作系统)，并且假设在RTOS上运行多个进程。RTOS通过进程管理或API(Application Programming Interface，应用程序接口)分别为各进程提供各种服务。MPU 413为存储器保护单元并且执行对布置在地址空间内的GPIO 414等的寄存器的访问的保护。具体而言，当RTOS根据进程的请求而为MPU 413设定了访问权限时，MPU 413允许提出请求的进程的访问。另一方面，对于没有被分配访问权限的进程，MPU 413检测到非法访问并且不允许访问。诸如MMU(Memory Management Unit，存储器管理单元)之类的具有访问保护功能的其他单元可以被用于代替MPU 413。图11为用于说明在RTOS 430上运行的进程操作具有上述结构的电子装置内的GPIO 414的流程的示意图。本文中，假设进程a 440a和进程b 440b均作为独立程序在RTOS 430上运行。此外，假设GPIO 414被以规定的位数间隔(例如8位)进行分割并且被作为两个组GPIO_A 414a和GPIO_B 414b。本文中，假设进程a 440a操作GPIO_A 414a并且进程b 440b操作GPIO_B 414b。即，GPIO_A 414a被指定为进程a 440a的专用装置，GPIO_B 414b被指定为进程b 440b的专用装置。通过RTOS 430准备的API包括API-1，API-1用于请求分配GPIO寄存器(作为操作GPIO 414的寄存器)的访问权限。为了通过进程操作GPIO 414，该进程需要提前采用API-1来请求将被分配的访问权限。根据该请求，API-1操作MPU 413以设定对其的访问权限。在图11中所示的示例中，进程440a请求RTOS 430通过API-1将其中存在GPIO_A寄存器的地址空间分配给进程a 440a(S1)。当对GPIO_A寄存器的访问权限还未设定时，RTOS 430的API-1为进程a 440a设定对存在GPIO_A寄存器的地址空间的访问权限(S2)。图12示出了在MPU 413内为进程a 440a设定对存在GPIO_A寄存器的地址空间的访问权限的状态。在这种状态下，由于为进程a 440a设定了对GPIO_A寄存器的访问权限，MPU 413允许进程a 440a访问GPIO_A寄存器。因此，进程a 440a可以访问GPIO_A寄存器以操作GPIO_A 414a(S3)。进程b 440b也可以根据同样流程来操作GPIO_B 414b。另一方面，当进程a 440a访问GPIO_B寄存器时，由于并未为进程a 440a设定对GPIO_B寄存器的访问权限，因此MPU 413检测到访问违例。通过MPU 413执行的地址空间的访问权限的设定和访问控制不仅可对GPIO寄存器执行，也可对具有布置在地址空间中的寄存器的各种类型的装置420执行。[现有技术文献][非专利文献][非专利文献1]μITRON4.0Specification Protecting Function Extension 2.3.2Access Protection of Memory Object,4.1Memory Object Control Function(p.113to P.116)(μITRON4.0规范保护功能扩展2.3.2存储器对象的访问保护4.1存储器对象控制动能(第113至116页))如上所述，RTOS 430根据进程440的请求操作MPU 413使得可以设定对布置在地址空间中的寄存器的访问权限。随后，MPU 413允许来自进程440(其访问MPU 413的权限已被设定)的访问但是，对布置在地址空间中的寄存器的访问管理被作为硬件的MPU 413的规格所限制，因此自由度并不一定很高。原因如下所述。当考虑了成本和尺寸而通过受限制的资源来实现MPU 413时，其功能有时需要被限制以避免复杂化。例如，对于MPU 413，通常确定了边界限制。因此，当设定了访问权限时，起始地址或尺寸被限制。因此，根据寄存器在地址空间中的布置和MPU 413的边界限制，访问权限的设定区域延伸出了GPIO_A寄存器和GPIO_B寄存器，如图13中所示。因此，可能出现GPIO_A414a不能被指定为进程a 440a的专用装置和GPIO_B 414b不能被指定为进程b 440b的专用装置的情形。甚至当采用MMU代替MPU 413时，由于页面边界限制，也可能会产生同样的问题。此外，对于MPU 413，可以设定对其的访问权限的数量通常是有限的。因此，可能出现各进程发出的分配访问权限的请求不能分别被满足的情况。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供了一种具有存储器保护单元的电子装置，该存储器保护单元保护对装置的布置在地址空间中的寄存器进行的访问，以及提供了一种操作系统和一种访问控制方法，其能够在不受存储器保护单元限制的情况下改进访问控制的自由度。根据本专利技术的示例性实施例的电子装置为如下的一种电子装置，在其中运行有操作系统和进程，该电子装置包括：存储器保护单元，其被配置为保护对装置的布置在地址空间内的寄存器进行的访问，其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子装置，在其中运行有操作系统和进程，该电子装置包括：存储器保护单元，其被配置为保护对装置的布置在地址空间内的寄存器进行的访问，其中，所述操作系统通过使用所述存储器保护单元来设定对所述寄存器的访问权限，以及其中，所述进程请求所述操作系统在所述进程操作所述装置时操作所述装置，并且所述操作系统根据对操作的请求来访问相应的寄存器以操作所述装置。

【技术特征摘要】
2013.07.16 JP 2013-1477331.一种电子装置，在其中运行有操作系统和进程，该电子装置
包括：
存储器保护单元，其被配置为保护对装置的布置在地址空间内
的寄存器进行的访问，
其中，所述操作系统通过使用所述存储器保护单元来设定对所
述寄存器的访问权限，以及
其中，所述进程请求所述操作系统在所述进程操作所述装置时
操作所述装置，并且所述操作系统根据对操作的请求来访问相应的寄
存器以操作所述装置。
2.如权利要求1所述的电子装置，其中，所述进程在操作所述
装置之前向所述操作系统作出操作所述装置的声明，并且所述操作系
统不接受从没有作出操作声明的进程发出的对操作的请求。
3.如权利要求2所述的电子装置，其中当多个进程作出了对相
同装置的操作声明时，所述操作系统排他性地接受从最先作出声明的
进程发出的操作声明。
4.如权利要求2或3所述的电子装置，其中，所述进程针对所
述装置的将被处理的每个单元作出操作声明，并且所述操作系统针对
...

【专利技术属性】
技术研发人员：小原一幸，鸟羽克彦，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP