[发明专利]电子装置、操作系统以及访问控制方法

说明书

技术领域

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。

背景技术

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]