DE10208765A1

DE10208765A1 - Data processing device

Info

Publication number: DE10208765A1
Application number: DE10208765A
Authority: DE
Inventors: Berndt M Gammel; Chrsitian May; Ralph Ledwa
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-18
Also published as: TW200307866A; WO2003073288A3; WO2003073288A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Recheneinheit (1), einer Speicherkomponente und einer Abbildungsvorrichtung (3) zur Abbildung der Adressen eines virtuellen Speichers (4) auf Adressen eines physikalischen Speichers (5) und der Speicherkomponente, wobei die Durchführung einer Abbildung durch die Recheneinheit (1) veranlaßt ist. Die erfindungsgemäße Datenverarbeitungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (6) vorgesehen sind, durch die bei Auftreten eines Fehlers bei der Abbildung in der Abbildungsvorrichtung (3) eine Speicherung von Fehlerrandbedingungen in einem für die Recheneinheit zugreifbaren Speicher (2) durchführbar ist.The invention relates to a data processing device with a computing unit (1), a memory component and an imaging device (3) for mapping the addresses of a virtual memory (4) to addresses of a physical memory (5) and the memory component, the mapping being carried out by the computing unit (1) is prompted. The data processing device according to the invention is characterized in that means (6) are provided, by means of which, when an error occurs in the imaging in the imaging device (3), storage of error boundary conditions can be carried out in a memory (2) accessible to the computing unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Recheneinheit, einer Speicherkomponente und einer Abbildungsvorrichtung zur Abbildung der Adressen eines virtuellen Speichers auf Adressen eines physikalischen Speichers in der Speicherkomponente, wobei die Durchführung einer Abbildung durch die Recheneinheit veranlaßt ist. The invention relates to a data processing device a computing unit, a memory component and one Mapping device for mapping the addresses of a virtual memory to addresses of a physical memory in the memory component, the implementation of a Illustration is caused by the computing unit.

Datenverarbeitungsvorrichtungen die mit einem virtuellen und einem physikalischen Speicher arbeiten, sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt. Das Arbeiten mit virtuellen Speichern ermöglicht eine weitgehend beliebige Zuordnung zwischen logischen Adressen des Prozessors, im folgenden als virtueller Speicher bezeichnet, und den physikalischen Adressen des Speichers. Dabei lassen sich beispielsweise für jedes Speichersegment Attribute angeben, wie z. B. Schreibschutz, der von dem Benutzer oder von sonstigen Randbedingungen abhängt. Dabei müssen die logischen Adressen auf die Adressen des physikalischen Speichers abgebildet werden. Diese Abbildung geschieht mit einer Tabelle, die in der Abbildungsvorrichtung hinterlegt ist. Data processing devices with a virtual and physical memory, are state of the art known in many different ways. Working with virtual memories allows a largely arbitrary Mapping between logical addresses of the processor, in hereinafter referred to as virtual memory, and the physical addresses of the memory. Doing so for example, specify attributes for each memory segment, such as B. Write protection by the user or by others Boundary conditions depends. The logical addresses must be open the addresses of the physical memory are mapped. This illustration is done with a table in the Imaging device is deposited.

Bei solchen Abbildungsvorgängen können eine Vielzahl von Fehlern auftreten, die eine Fortsetzung des Programms bzw. des Abbildungsvorgangs unmöglich oder unerwünscht machen. In einem solchen Fall erfolgt eine Rückmeldung an die Recheneinheit, damit auf das Auftreten des Fehlers reagiert werden kann. Dabei wird in der Regel ein Fehlercode übermittelt, der eine Eingrenzung des Fehlers möglich macht. Demnach kann z. B. unterschieden werden, ob es sich bei dem Fehler um ein Problem bei einer Fließkomma-Operation, eine Speicherschutzverletzung oder den Versuch, einen privilegierten Befehl auszuführen, handelt. Bei einer solchen Konfiguration ist es zwar möglich, den Fehler einzugrenzen, allerdings sind die tatsächlichen Fehlerursachen nicht ermittelbar. In such mapping operations, a variety of Errors occur that continue the program or the Make the mapping process impossible or undesirable. In In such a case, feedback will be sent to Computing unit, so that the occurrence of the error can be reacted to can. An error code is usually transmitted, the makes it possible to narrow down the error. Accordingly, e.g. B. a distinction is made as to whether the error is a Floating point operation problem, one Memory protection violation or attempting a privileged command to perform. With such a configuration, it is possible to narrow down the error, but they are actual causes of error cannot be determined.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Datenverarbeitungsvorrichtung anzugeben, bei der nach Auftreten eines Fehlers auf einfache Weise eine genaue Fehlerermittlung durchführbar ist. The object of the invention is therefore a Specify data processing device in the event of an error accurate error detection can be carried out in a simple manner is.

Diese Aufgabe wird durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß Mittel vorgesehen sind, durch die bei Auftreten eines Fehlers bei der Abbildung in der Abbildungsvorrichtung eine Speicherung von Fehlerrandbedingungen in einem für die Recheneinheit zugreifbaren Speicher durchführbar ist. This task is accomplished by a data processing device solved the type mentioned, characterized in that is that means are provided by which on occurrence an error in the imaging in the imaging device a storage of error boundary conditions in a for the Accessible memory is feasible.

Bei der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsvorrichtung wird demnach nicht nur eine Fehlernummer bereitgestellt, sondern bei der späteren Fehlerbehandlung kann das Umfeld untersucht werden, in dem die abgebrochene Operation zu einem Fehler geführt hat. In the data processing device according to the invention therefore not only provided an error number, but the environment can be examined during later error handling in which the canceled operation becomes an error has led.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Bezeichnung "Fehler" bezieht sich auf Ausnahmebedingungen, wenn es zu einer Programmflußunterbrechung aufgrund eines Fehlerzustandes kommt, der bei der Bearbeitung einer Instruktion aufgetreten ist. Es besteht also ein kausaler Zusammenhang zwischen der ausgeführten Instruktion und der Ausnahmebedingung bzw. dem Fehler. Es handelt sich um sogenannte synchrone Ausnahmebedingungen, die auch als Traps bezeichnet werden. The used in the present invention The term "error" refers to exceptions when there is to a program flow interruption due to a Error state that occurs when processing an instruction occured. So there is a causal connection between the executed instruction and the exception or the error. It is a so-called synchronous Exceptional conditions, which are also called traps.

Durch die genaue Ermittlung der Fehlerursache wird die Möglichkeit geschaffen, die Randbedingungen der Ausführung des ursprünglich abgebrochenen Befehls gezielt so zu verändern, daß eine Fortsetzung des Programms möglich ist. By determining the exact cause of the error, the Possibility created, the boundary conditions of the execution of the to change the originally canceled command that a continuation of the program is possible.

Der Umfang der gespeicherten Randbedingungen ist vom jeweiligen Einsatz abhängig, vorteilhaft ist jedoch, neben einem Fehlercode zumindest eine der folgenden Fehlerrandbedingungen zu speichern: die abzubildende virtuelle Adresse, die Zugriffsart, den Rechtestatus, die Identifikation eines Anfordernden, den gegenwärtigen Zustand des virtuellen Speichers oder den gegenwärtigen Zustand des physikalischen Speichers. The scope of the saved boundary conditions is from depending on the application, but it is advantageous to use one Error code at least one of the following error conditions to save: the virtual address to be mapped, the Access type, the status of rights, the identification of a Requesting the current state of virtual memory or the current state of physical memory.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz einer erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsvorrichtung bei einer Chipkarte. Aufgrund des typischen Einsatzgebietes von Chipkarten werden besonders viele sicherheitsrelevante Operationen durchgeführt. Insbesondere bei diesen ist es von Wichtigkeit, die genaue Ursache des Auftretens eines Fehlers feststellen zu können. The use of a device according to the invention is particularly advantageous Data processing device for a chip card. by virtue of of the typical field of application of chip cards become special performed many security-related operations. With these in particular, it is important to determine the exact cause to be able to determine the occurrence of an error.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsvorrichtung. The invention is based on a Embodiment explained in more detail. The figure shows a schematic Representation of an inventive Data processing device.

Eine Recheneinheit 1, im Folgenden als CPU bezeichnet, arbeitet mit Adressen eines virtuellen Speichers 4. Die Umwandlung einer logischen Adresse im virtuellen Speicher 4 durch eine Abbildungsvorrichtung 3 wird durch die CPU 1 angestoßen. Die Abbildungsvorrichtung ist zudem mit einem physikalischen Speicher 5 verbunden. Soweit entspricht die dargestellte Datenverarbeitungsvorrichtung dem in der Beschreibungseinleitung angesprochenen Stand der Technik. A computing unit 1 , hereinafter referred to as CPU, works with addresses of a virtual memory 4 . The conversion of a logical address in the virtual memory 4 by an imaging device 3 is initiated by the CPU 1 . The imaging device is also connected to a physical memory 5 . So far, the data processing device shown corresponds to the prior art mentioned in the introduction to the description.

Um eine spätere Analyse von Fehlerrandbedingungen zu ermöglichen, sind Mittel 6 vorgesehen, durch die bei Auftreten eines Fehlers bei der Abbildung in der Abbildungsvorrichtung 3 eine Speicherung von Fehlerrandbedingungen in einem für die CPU 1 zugreifbaren Speicher 2 erfolgt. Vorrichtungen zum Erkennen des Auftretens eines Fehlers sind in der Abbildungsvorrichtung 3 implementiert und sind auch im Stand der Technik üblich, wobei nach dem Auftreten eines Fehlers ein Fehlercode, also eine fehlerspezifische Nummer, an die CPU 1 zurückgemeldet wird. Erfindungsgemäß werden gleichzeitig Fehlerrandbedingungen in einem für die CPU 1 zugreifbaren Speicher 2 abgelegt. In order to enable a later analysis of error boundary conditions, means 6 are provided, by means of which, when an error occurs in the imaging in the imaging device 3, error boundary conditions are stored in a memory 2 which is accessible to the CPU 1 . Devices for recognizing the occurrence of an error are implemented in the imaging device 3 and are also common in the prior art, with an error code, ie an error-specific number, being reported back to the CPU 1 after the occurrence of an error. According to the invention, error boundary conditions are simultaneously stored in a memory 2 which is accessible to the CPU 1 .

Besonders von Bedeutung erscheinen für die Ermittlung der zugrundeliegenden Ursachen die folgenden Randbedingungen: Of particular importance for the determination of the underlying causes the following boundary conditions:

The content of the program counter

Der Programmzähler, auch Program Counter oder Instruction Pointer genannt, identifiziert die Adresse der fehlerbehaftete Instruktion. The program counter, also program counter or instruction Called Pointer, identifies the address of the incorrect instruction.

The command length

Sofern unterschiedliche Befehlslängen existieren, z. B. 16 oder 32 Bit, sollte die entsprechende Länge codiert und bereitgehalten werden, z. B. "0" für 16 Bit oder "1" für 32 Bit. If different command lengths exist, e.g. B. 16 or 32 bits, the corresponding length should be coded and be kept ready, e.g. B. "0" for 16 bits or "1" for 32 Bit.

The instruction format

Die Codierung der Instruktion, auch Instruktionsformat oder OP-Code genannt, wird unverändert und/oder entsprechend einer Grobklassifizierung wie Sprung, Speicherzugriff, Arithmetik, Operation usw. festgehalten. Die entsprechenden Programmierbefehle sind Read, Write, Modify, Execute. The coding of the instruction, also instruction format or OP code is called unchanged and / or according to one Rough classification such as jump, memory access, arithmetic, Operation, etc. The corresponding Programming commands are Read, Write, Modify, Execute.

The destination address

Bei Operationen, die Adreßoperanden beinhalten, werden diese in einem Registersatz hinterlegt. Diese Adreßoperanden können logische bzw. virtuelle Speicher- oder Peripheraladressen, Registeradressen oder Sprungadressen sein. Bestimmten Operationen wie z. B. Multi-Zyklus-Instruktionen können hierbei auch auf eine Vielzahl von logischen Adressen zugreifen. Neben der logischen Adresse kann auch die physikalische Adresse gespeichert werden. Die virtuelle Adresse und die physikalische Adresse unterscheiden sich dabei oft in ihrer Länge, beispielsweise beträgt die Länge der virtuellen Adresse 32 Bit, während die Länge der physikalischen Zieladresse 20 Bit beträgt. In einigen Fällen beinhaltet die Übersetzung der virtuellen Adresse in die physikalische Adresse mehrstufige Tabellenzugriffe, die wiederum Speicherzugriffe darstellen. In diesem Fall werden auch die Zwischenadressen gespeichert. For operations that include address operands, they become stored in a register record. These address operands can logical or virtual memory or peripheral addresses, Register addresses or jump addresses. certain Operations such as B. Multi-cycle instructions can be used here also access a large number of logical addresses. In addition to the logical address, the physical address can also be used get saved. The virtual address and the physical addresses often differ in length, for example, the length of the virtual address is 32 Bits, while the length of the physical destination address is 20 bits is. In some cases, the translation includes the virtual address into the physical address multilevel Table accesses, which in turn represent memory accesses. In this case, the intermediate addresses are also saved.

The rights status

Der Rechtestatus einer auszuführenden Instruktion, z. B. privilegiert oder unprivilegiert, ist der aufrufenden Anwendung, einem Benutzer oder dem Betriebssystemkern zugeordnet. Der vorliegenden Rechtestatus sowie die tatsächlich für die Ausführung dieses Zugriffs erforderlichen Rechte werden ebenfalls in einem Register bereitgehalten. Unter "erforderliche Rechte" werden die bei Speicherschutzmechanismen existierenden Attribute einer bestimmten Speicherorganisationseinheit verstanden, z. B. Read-Only, Write-Only oder ausführbarer Code. The rights status of an instruction to be executed, e.g. B. privileged or unprivileged, is the calling application, assigned to a user or the operating system kernel. The existing legal status as well as actually for the Execution of this access will be required rights also kept in a register. Under "required Rights "become those in memory protection mechanisms existing attributes of a particular storage organizational unit understood, e.g. B. Read-Only, Write-Only or more executable Code.

Darüber hinaus wird die Identifikationsnummer des Fehlertyps wie im Stand der Technik gespeichert. In addition, the identification number of the error type as stored in the prior art.

Eine wichtige Rolle spielt die Identifikation des Anfordernden. So können Anforderungen von der CPU, aus einem Cache oder von einem weiteren Controller unterschiedliche Rechte besitzen. Während eine bestimmte Operation, die von der CPU selber veranlaßt ist, fehlerfrei abläuft, können sich bei der Anforderung der gleichen Operation durch einen weiteren Controller Fehler ergeben, da dieser weitere Controller nicht die erforderlichen Rechte zur Durchführung der Operation besitzt. The identification of the Requesting. So requests from the CPU can be made from a cache or different rights from another controller have. During a particular operation by the CPU himself is caused to run without errors, can at the Another operation requests the same operation Controller errors result because this additional controller does not the necessary rights to perform the operation has.

In der beschriebenen Datenverarbeitungsvorrichtung ist der CPU 1 eine Fehlerbehandlungsvorrichtung 7 zugeordnet, die nach der Mitteilung des Fehlercodes von der Abbildungsvorrichtung 3 die in dem Speicher 2 abgelegten Daten über die Fehlerrandbedingungen untersucht, um die Fehler zu ermitteln. Der für die CPU zugreifbare Speicher 2 kann dabei durch die Register der CPU gebildet werden. In the described data processing device, the CPU 1 is assigned to an error-handling device 7 which investigated after the notification of the error code from the imaging device 3, the data stored in the memory 2 data on the fault conditions to determine the error. The memory 2 which can be accessed by the CPU can be formed by the registers of the CPU.

Das Festhalten weiterer Fehlerrandbedingungen liegt im Rahmen des fachmännischen Könnens und ist daher von der Erfindung umfaßt. Bezugszeichenliste 1 Recheneinheit
2 Speicher
3 Abbildungsvorrichtung
4 virtueller Speicher
5 physikalischer Speicher
6 Mittel zur Speicherung von Fehlerrandbedingungen
7 Fehlerbehandlungsvorrichtung
The maintenance of further error boundary conditions is within the scope of the skilled person and is therefore encompassed by the invention. LIST OF REFERENCES 1 processing unit
2 memory
3 imaging device
4 virtual memories
5 physical memories
6 Means for storing error boundary conditions
7 error handling device

Claims

1. Data processing device with
a computing unit ( 1 ),
a memory component and
an imaging device ( 3 ) for mapping the addresses of a virtual memory ( 4 ) to addresses of a physical memory ( 5 ) in the memory component, the imaging unit causing the mapping to be carried out,
characterized in that
Means ( 6 ) are provided which, when an error occurs in the imaging in the imaging device ( 3 ), can be used to store error boundary conditions in a memory ( 2 ) which can be accessed by the computing unit.

2. Data processing device according to claim 1, characterized in that in addition to an error code, at least one of the following error boundary conditions is stored:
the virtual address to be mapped,
the type of access,
the rights status,
the identification of a requester,
the current state of a virtual memory or an area of the virtual memory or
the current state of physical memory or an area of physical memory.

3. Data processing device according to claim 1 or 2, characterized in that an error handling device ( 7 ) is provided for handling an error using the stored in the memory accessible for the computing unit ( 1 ) error boundary conditions.

4. Data processing device according to claim 3, characterized in that the error handling device is assigned to the computing unit ( 1 ).

5. chip card, characterized in that that they have a data processing device according to one of the Claims 1 to 4.