通信処理装置及び通信処理方法
【課題】回路規模の増大を抑えつつ、複数の通信方式に対応すること。
【解決手段】演算処理回路リソース２７０は、プログラム可能な複数の演算ユニット（ＦＵ：Function Unit）を有する。そして、動作モード決定部２３０は、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する。許容処理時間判定部２４０は、決定された動作モードに応じて、許容処理時間を判定する。リソース割り当て部２５０は、許容処理時間に応じて、複数のＦＵを分配して、動作モードが示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。領域制御部２６０は、割り当てられた演算リソースを制御する。演算処理回路リソース２７０は、演算処理が完了したタイミングで、演算処理後のデータを出力する。
【解決手段】演算処理回路リソース２７０は、プログラム可能な複数の演算ユニット（ＦＵ：Function Unit）を有する。そして、動作モード決定部２３０は、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する。許容処理時間判定部２４０は、決定された動作モードに応じて、許容処理時間を判定する。リソース割り当て部２５０は、許容処理時間に応じて、複数のＦＵを分配して、動作モードが示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。領域制御部２６０は、割り当てられた演算リソースを制御する。演算処理回路リソース２７０は、演算処理が完了したタイミングで、演算処理後のデータを出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再構成可能又はプログラム可能なハードウェア回路リソースを利用して、様々な通信方式に対応する通信処理装置及び通信処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信用のデジタル信号処理を行う方法として、ソフトウェア無線が注目されている。ソフトウェア無線は、再構成可能な回路（以下、再構成型回路という）、又は、プログラムにより処理内容を変更することが可能な回路等で構成される。
【０００３】
従来のソフトウェア無線装置が、例えば特許文献１に開示されている。図１は、特許文献１に記載のソフトウェア無線装置の構成を示す図である。図１において、ソフトフェア無線装置１０は、アンテナ１１、無線送受信デバイス１２、リソースコントローラ１３、信号処理デバイス（リソース）１４、記憶装置１５、及び、システムコントローラ１６を有する。
【０００４】
リソースコントローラ１３は、異なる通信システム間でのハンドオーバー制御を容易に実現するために、信号処理デバイス（リソース）１４を制御する。具体的には、リソースコントローラ１３は、信号処理デバイス（リソース）１４が有する信号処理回路のうち、利用可能な回路リソース又はタイミング（又は周期）等を管理する。特許文献１には、リソース管理方法として、処理対象機能に必要な単位時間当たりの所要演算量と、リソース内の信号処理回路の処理性能とを勘案して、複数の回路リソースに演算処理を割り振る方法が記載されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、相互に自立的に運用されている異なる通信システム（例えば、衛星通信システム及びセルラー無線通信システム）に対応可能な端末が、複数の通信システムとの同時リンクを確立する方法が開示されている。特許文献２に記載の端末は、異なる通信システムにおいてリソースの共有が可能かどうかを確認し、可能な場合、リソースを共有する。具体的には、当該端末は、リンク確立の優先度に応じて、リソース共有可能な期間であるか否かを確認し、問題がなければリソースを共有し、優先度の低いリンク側との通信接続を行う。
【０００６】
ここで、ソフトウェア無線に適用される再構成型回路又はプログラム可能な回路の一例が、非特許文献１に開示されている。非特許文献１には、複数の演算処理ユニット間の接続構成や個々の演算処理ユニットの処理内容を変更することで、様々な機能を実現する技術（粗粒度再構成（coarse grain reconfigurable）技術）が記載されている。
【０００７】
また、更なる処理の効率化を実現するために、非特許文献２には、処理対象のプログラムを複数のスレッドに分割し、複数の領域において同時並列的に演算を行う、マルチスレッド化技術が開示されている。マルチスレッド化技術では、非同期又は独立に運用されている異なる複数の無線通信システムを、異なるスレッドに振り分けることにより、複数通信システムの同時処理が容易となる。ハードウェア回路リソースが有効活用されることにより、小型化が期待される。
【０００８】
また、特許文献３には、通信システムに要求される処理時間を勘案し、ＤＶＳ（Dynamic Voltage Scaling）、又は、ＤＶＦＳ（Dynamic Voltage and Frequency Scaling）技術を、ソフトウェア無線に適用する例が開示されている。特許文献３に記載のソフトウェア無線は、通信システムに要求される処理時間（以下、許容処理時間という）内に処理を完了させる条件を満たすと同時に、消費電力が最小となるように、演算処理回路の電圧及びクロック周波数を制御する。具体的には、制御方法は、過去に処理した際に要した平均的な処理サイクル数と、実際に処理する際に要した処理時間と、通信方式から規定される許容処理時間との対応関係から、必要に応じて電圧及びクロック周波数を増加又は低下させる。
【０００９】
処理時間に対する要求仕様が厳しい例として、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に準じた無線ＬＡＮ（Local Area Network）が挙げられる。ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を採用する無線ＬＡＮでは、許容処理時間が特に短い。具体的には、同規格では、受信側の端末が誤り検出を行い、誤りが無いか否かを判定する。受信側の端末は、誤りが無かったと判定した場合、受信完了後から所定時間（ＳＩＦＳ：Short InterFrame Space）経過後に、確認応答（Ａｃｋ：Acknowledgment）信号を返信するよう定められている。そのため、実時間処理が所定時間内に完了するように、十分なハードウェア回路リソースも必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１５７９３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１１７２５号公報
【特許文献３】特開２００５−７３２３１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Bougard,B.ら,「A Coarse-Grained Array Accelerator for Software-Defined Radio Baseband Processing」,Micro IEEE,Vol.28,Issue:4,Page41-50.
【非特許文献２】Kehuai Wuら,「MT-ADRES:Multithreading on Coarse-Grained Reconfigurable Architecture」,International Workshop on Applied Reconfigurable Computing(ARC),2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の技術では、回路規模と許容処理時間とを考慮して、複数の通信方法に対応することができるハードウェア回路リソースの制御を行うという視点からは十分な検討が行われていない。
【００１３】
本発明の目的は、回路規模の増大を抑えつつ、複数の通信方式に対応することができる通信処理装置及び通信処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の態様の一つに係る通信処理装置は、プログラム可能な複数の演算ユニットを有する演算処理部と、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する決定部と、前記動作モードに応じて、許容される第１の処理時間を判定する判定部と、前記第１の処理時間に応じて、前記複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当てる割当部と、前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御するリソース制御部と、を具備する構成を採る。
【００１５】
本発明の態様の一つに係る通信処理方法は、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定し、前記動作モードに応じて、許容される処理時間を判定し、前記処理時間に応じて、プログラム可能な複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当て、前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回路規模の増大を抑えつつ、複数の通信方式に対応することができる通信処理装置及び通信処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のソフトウェア無線装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る通信システムの利用形態の一例を示した図
【図３】動作モードの種類と、それぞれの動作モードに対応付けた動作モード番号との関係を示す図
【図４】実施の形態１に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図５】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図（テレビ放送波ベースバンド復調機能）
【図６】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図（無線ＬＡＮ変復調ベースバンド処理機能）
【図７】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図（粗粒度再構成型）
【図８】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの領域分配例を示す図（マルチスレッド対応が可能な粗粒度再構成型）
【図９】無線ＬＡＮ端末における通常データ信号の受信処理を説明するための図
【図１０】無線ＬＡＮ端末におけるＡｃｋ信号の受信処理を説明するための図
【図１１】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図１２】実施の形態１に係る通信処理装置の他の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態３に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態３に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図１６】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図１７】本発明の実施の形態４に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図１８】実施の形態４に係るベースバンド信号処理部の他の構成を示すブロック図
【図１９】リングバッファの構成を説明するための模式図
【図２０】本発明の実施の形態５に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図２１】本発明の実施の形態６に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の実施の形態７に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図２３】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図２４】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図２５】本発明の実施の形態８に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図２６】実施の形態８に係る演算処理回路リソースの他の構成を示すブロック図
【図２７】実施の形態８に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の実施の形態８に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図２９】本発明の実施の形態９に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図３０】実施の形態９に係る通信処理装置の他の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る通信システム１００の利用形態の一例を示す図であり、宅内での利用形態の例を示している。図２に示す通信システム１００は、据置き型テレビ受像機１１０、アクセスポイント１２０、及び、可搬型テレビ受像機１３０を有する。
【００２０】
据置き型テレビ受像機１１０は、表示部１１１、映像蓄積部１１２、ベースバンド処理部１１３、無線フロントエンド部１１４、及び、テレビ放送波受信用と無線ＬＡＮ用の共用アンテナ１１５，１１６を有する。
【００２１】
可搬型テレビ受像機１３０は、表示部１３１、ベースバンド処理部１３２、無線フロントエンド部１３３、及び、テレビ放送波受信用と無線ＬＡＮ用の共用アンテナ１３４，１３５を有する。
【００２２】
アクセスポイント１２０は、無線ＬＡＮ用のアクセスポイントであって、据置き型テレビ受像機１１０内部の映像蓄積部１１２に蓄積された映像データを、可搬型テレビ受像機１３０に無線転送する。なお、図２に示す通信システム１００では、アクセスポイント１２０は、外部ネットワークに接続されていて、インターネット等にもアクセス可能であることを想定している。
【００２３】
据置き型テレビ受像機１１０は、例えば、テレビ放送波を受信して、復調結果を表示部１１１に表示する。
【００２４】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、表示部１１１に表示するテレビ放送波とは異なるチャネルのテレビ放送波を受信して復調し、映像データとして映像蓄積部１１２に蓄積することも可能である。
【００２５】
また、受信性能を向上させるために、据置き型テレビ受像機１１０は、共用アンテナ１１５，１１６を介してそれぞれ受信した同一チャネルのテレビ放送波をダイバーシチ合成して復調し、映像データとして表示又は蓄積することも可能である。
【００２６】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、無線ＬＡＮの機能を有しており、アクセスポイント１２０を経由して得られる外部ネットワークからの映像データをダウンロードして、表示又は蓄積することも可能である。
【００２７】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、映像蓄積部１１２に蓄積済みの映像データを、可搬型テレビ受像機１３０に直接、又はアクセスポイント１２０を介して伝送することも可能である。
【００２８】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、復調したテレビ放送波の映像データを中継する機能も有しており、可搬型テレビ受像機１３０に直接、又はアクセスポイント１２０を介して当該映像データを伝送することも可能である。
【００２９】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、無線ＬＡＮとして、高速伝送が可能なＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式に対応することも可能である。さらに、無線ＬＡＮは、複数の共用アンテナ１１５，１１６を介して信号を受信することも可能である。
【００３０】
すなわち、据置き型テレビ受像機１１０のベースバンド処理部１１３の機能は、大別すると以下のような３つの使用形態（以下、動作モードともいう）に分類されると想定される。
（１）テレビ復調のみ
（２）テレビ復調及び無線ＬＡＮ処理の同時動作
（３）無線ＬＡＮ処理のみ
【００３１】
なお、これらの機能は主に据置き型テレビ受像機１１０内のベースバンド処理部１１３が有する。
【００３２】
使用形態（１）は、更に、以下のような形態に分類される。
（１−１）１チャネル分のテレビ復調
（１−２）２チャネル分のテレビ復調
（１−３）１チャネル分のダイバーシチ復調
【００３３】
また、使用形態（２）は、更に、無線ＬＡＮ処理に応じて、以下のような形態に分類される。
（２−１）テレビ復調と通常モードでの無線ＬＡＮ処理との同時動作
（２−２）テレビ復調と送信主体モードでの無線ＬＡＮ処理との同時動作
【００３４】
使用形態（２−１）の通常モードでの無線ＬＡＮ処理の例としては、Ｗｅｂブラウジング、ストリーミング視聴等がある。また、使用形態（２−２）の送信主体モードでの無線ＬＡＮ処理の例としては、映像データ等のコンテンツ転送がある。
【００３５】
図３は、上記使用形態（動作モード）の種類と、それぞれの使用形態（動作モード）に対応付けた動作モード番号との関係を示す図である。これら各使用形態の詳細については、後述する。
【００３６】
無線フロントエンド部１１４は、受信したテレビ放送波又は無線ＬＡＮ信号を無線周波数帯からベースバンド帯に変換し、ベースバンド処理部１１３で復調処理ができるようにアナログ信号処理を実施する。また、無線ＬＡＮの送信モードの場合には、無線フロントエンド部１１４は、ベースバンド処理部１１３で生成されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換し、共用アンテナ１１５，１１６から送信する。
【００３７】
図４は、本実施の形態に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図４に示す通信処理装置２００は、図２のベースバンド処理部１１３に適用される。
【００３８】
図４において、通信処理装置２００は、ＡＤＣ（Analog to Digital Convertor）２１０、ＤＡＣ（Digital to Analog Convertor）２２０、動作モード決定部２３０、許容処理時間判定部２４０、リソース割当部２５０、領域制御部２６０、及び、演算処理回路リソース２７０を有する。
【００３９】
ＡＤＣ２１０には、無線フロントエンド部１１４から共用アンテナ１１５，１１６を介して受信された信号が入力される。受信信号は、テレビ放送波、又は、無線ＬＡＮ信号である。ＡＤＣ２１０は、テレビ放送波、及び（又は）、無線ＬＡＮ信号をそれぞれデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を演算処理回路リソース２７０に出力する。
【００４０】
ＤＡＣ２２０には、演算処理回路リソース２７０からベースバンド信号が入力される。ＤＡＣ２２０は、当該ベースバンド信号をアナログ信号に変換し、変換後のアナログ信号を無線フロントエンド部１１４に出力する。
【００４１】
動作モード決定部２３０は、１つ以上の通信方式の適用状態を示す使用形態（動作モード）を判定する。例えば、動作モード決定部２３０は、アプリケーション情報から、前述の想定される使用形態（１−１）〜（１−３）、（２−１）、（２−２）、及び（３）のうち、通信処理装置２００の使用形態がいずれであるか判定する。そして、動作モード決定部２３０は、判定した使用形態の情報を許容処理時間判定部２４０に通知する。
【００４２】
許容処理時間判定部２４０は、使用形態に応じて、通信システムに要求される処理時間（許容処理時間）を判定する。例えば、許容処理時間判定部２４０は、使用形態（２−２）の場合、無線ＬＡＮの許容処理時間はＳＩＦＳよりも十分長いと判定し、その他の使用形態の場合、許容処理時間はＳＩＦＳであると判定する。許容処理時間判定部２４０は、使用形態及び許容処理時間の情報をリソース割当部２５０に通知する。
【００４３】
リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、動作モードが示す各通信方式毎に、演算処理回路リソース２７０のハードウェア回路リソース（以下、演算リソースという）の割り当てを行う。リソース割当部２５０における演算リソースの割り当て方法については、後述する。リソース割当部２５０は、通信方式毎に割り当てた演算リソースの情報を領域制御部２６０に出力する。
【００４４】
領域制御部２６０は、通信方式毎に割り当てられたそれぞれの演算リソースに対して、各通信方式に応じた処理命令を適用させる。領域制御部２６０における処理命令の適用方法の詳細については、後述する。
【００４５】
演算処理回路リソース２７０は、複数の演算ユニット（ＦＵ：Function Unit）を有し、ＡＤＣ２１０から出力されるデジタル信号に対して復調処理を行い、デジタルデータを取得する。また、動作モードが無線ＬＡＮの送信モードの場合には、演算処理回路リソース２７０は、送信すべきデジタルデータを変調してベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号をＤＡＣ２２０に出力する。なお、演算処理回路リソース２７０の内部構成及び動作の詳細については、後述する。
【００４６】
図５及び図６は、演算処理回路リソース２７０の構成を示すブロック図である。図５に示す演算処理回路リソース２７０は、テレビ放送波ベースバンド復調機能を有する。また、図６に示す演算処理回路リソース２７０は、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ対応）変復調ベースバンド処理機能を有する。
【００４７】
始めに、図５に示す演算処理回路リソース２７０について説明する。図５に示す演算処理回路リソース２７０の構成例は、最大２チャネル分のテレビ放送波の復調処理、又は、２アンテナ入力のダイバーシチ受信が可能な構成例である。
【００４８】
図５において、演算処理回路リソース２７０は、時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部３０２−１，３０２−２、フレーム同期部３０３−１，３０３−２、チャネル推定部３０４−１，３０４−２、等化部３０５−１，３０５−２、デマッピング部３０６−１，３０６−２、デインターリーバ（De Interleaving）３０７−１，３０７−２、誤り訂正部３０８−１，３０８−２を有する。
【００４９】
時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２は、ＡＤＣ２１０から入力された信号に対して、時間同期又は周波数同期を行う。具体的には、時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２は、粗時間同期（フレーム同期）、及び、無線フロントエンド部１１４の自動利得制御を行う。また、時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２は、サンプリングオフセット補償、高精度時間同期（ＦＦＴタイミング検出）、及び、周波数オフセット補償等を行う。
【００５０】
ＦＦＴ部３０２−１，３０２−２は、前段の時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２の高精度時間同期機能により検出されたＦＦＴタイミングで、時間領域の信号を高速フーリエ変換して、周波数領域の信号に変換する。
【００５１】
フレーム同期部３０３−１，３０３−２は、周波数領域の信号に対してフレーム同期を実施し、変調方式又はスキャッタードパイロット（Scattered Pilot）の位置等を抽出する。
【００５２】
チャネル推定部３０４−１，３０４−２は、抽出したスキャッタードパイロットパターンの変調成分を取り除くこと等により、伝送路特性推定を行う。
【００５３】
等化部３０５−１，３０５−２は、推定した伝送路特性の逆特性を周波数領域の信号に乗算することで、伝送路等化を行う。
【００５４】
デマッピング部３０６−１，３０６−２は、等化された信号に対して、変調方式によって定まる閾値からの距離に基づいて尤度比を求める。
【００５５】
デインターリーバ３０７−１，３０７−２は、導出された尤度比に対して所定のパターンを用いてデインターリーブ（de-interleave）を行う。
【００５６】
誤り訂正部３０８−１，３０８−２は、デインターリーブされた信号に対してビタビ復号等を行う。
【００５７】
ここで、演算処理回路リソース２７０は、２アンテナ入力をダイバーシチ復調する場合、一方のアンテナ出力から推定されたチャネル推定値、及び、一方のＦＦＴ後の信号が、他方の等化部３０５−１に入力され、例えば最大比合成が行われる。図５に示す例において、等化部３０５−１は、最大比合成機能を有しているものとする。
【００５８】
次に、図６に示す演算処理回路リソース２７０について説明する。図６に示す演算処理回路リソース２７０の構成例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格のＭＩＭＯ変復調を実施する場合の構成例である。
【００５９】
図６において、演算処理回路リソース２７０は、時間／周波数同期機能部４０１−１，４０１−２、ＦＦＴ部４０２−１，４０２−２、チャネル推定部４０３−１，４０３−２、ＭＩＭＯ分離部４０４、位相追従部４０５−１，４０５−２、デマッピング部４０６−１，４０６−２、デインターリーバ４０７、誤り訂正部４０８、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部４０９、符号化部４１０、インターリーバ（Interleaving）４１１、マッピング部４１２−１，４１２−２、ＭＩＭＯ合成部４１３、及び、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部４１４−１，４１４−２を有する。
【００６０】
時間／周波数同期機能部４０１−１，４０１−２は、ＡＤＣ２１０から入力された信号を用いて、粗時間同期（フレーム同期）、及び、無線フロントエンド部１１４の自動利得制御を行う。また、時間／周波数同期機能部４０１−１，４０１−２は、サンプリングオフセット補償、高精度時間同期（ＦＦＴタイミング検出）、及び、周波数オフセット補償等を行う。
【００６１】
ＦＦＴ部４０２−１，４０２−２は、前段の時間／周波数同期部４０１−１，４０１−２の高精度時間同期検出機能により検出されたＦＦＴタイミングで、時間領域の信号を高速フーリエ変換して、周波数領域の信号に変換する。
【００６２】
チャネル推定部４０３−１，４０３−２は、フレームの先頭付近で送信されている高精度時間同期用シンボルを用いて、伝送路特性を推定する。
【００６３】
ＭＩＭＯ分離部４０４は、推定された伝送路特性の推定結果を用いて、空間多重された信号を複数のストリームに分離する。分離方法としては、様々な方法が提案されているが、例えば、周波数領域の信号にチャネル特性行列の逆行列を乗算する方法等がある。
【００６４】
位相追従部４０５−１，４０５−２は、分離されたストリームに対してそれぞれ並列に、残留位相誤差補償を行う。
【００６５】
デマッピング部４０６−１，４０６−２は、変調方式によって定まる閾値からの距離を用いて尤度比を求める。変調方式は、フレームの情報（データ部分の変調方式、フレーム長等）が含まれるＳＩＧＮＡＬ部を復調することにより得られる。なお、ＳＩＧＮＡＬ部は、予め決められた変調方式で送信されている。
【００６６】
デインターリーバ４０７は、導出された尤度比を所定のパターンでデインターリーブする。
【００６７】
誤り訂正部４０８は、デインターリーブされた信号に対してビタビ復号等の誤り訂正を行う。
【００６８】
ＭＡＣ処理部４０９は、ビタビ復号結果に対してＭＡＣ処理を行い、上位層で規定されたプロトコルに従って、ＭＡＣ処理後のデータを表示部１１１又は映像蓄積部１１２に出力する。また、映像蓄積部１１２から入力される映像データを送信する場合、ＭＡＣ処理部４０９は、無線ＬＡＮ規格で送信するために必要なデータ等を付加して、送信データを生成する。
【００６９】
符号化部４１０は、送信データに対して誤り訂正符号化を行う。
【００７０】
インターリーバ４１１は、誤り訂正符号化後の送信データをインターリーブする。
【００７１】
マッピング部４１２−１，４１２−２は、変調方式によって定まる複素平面状の信号点に、誤り訂正符号化後の送信データをマッピングする。変調方式は、ＭＡＣ処理部４０９によって、過去の通信成功状況等を勘案して最適な方式に設定されている。
【００７２】
ＭＩＭＯ合成部４１３は、マッピングされた信号を、無線ＬＡＮ規格で規定されたパターンでＭＩＭＯ合成し、ＩＦＦＴ部４１４−１，４１４−２に出力する。
【００７３】
ＩＦＦＴ部４１４−１,４１４−２は、ＭＩＭＯ合成後の周波数領域の信号に対してＩＦＦＴを行い、時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部４１４−１,４１４−２は、時間領域の信号をＤＡＣ２２０に出力する。
【００７４】
ところで、図５及び図６に示す演算処理回路リソース２７０を、従来型の専用ハードウェアを用いて実現する場合は、個々の機能ブロックに必要な数式を実現するために、四則演算回路等が組合せて接続される。そして、その組合せ接続構成は、固定的なものとなる。しかしながら、個々の機能ブロックは、複数の無線通信方式間で共用可能な機能ブロックもある。そのため、従来型の専用ハードウェアの場合は、回路規模削減のために、共用可能な機能ブロックはできる限り共用する構成で実現することが望ましい。例えば、図５及び図６において、ＦＦＴ部３０２−１，３０２−２とＦＦＴ部４０２−１，４０２−２とは、共用可能なブロックの１つである。ただし、ＦＦＴポイント数は、テレビ放送波の場合が８１９２ポイントであるのに対し、無線ＬＡＮの場合が１２８ポイントであり、両者でＦＦＴポイント数が異なる。そのため、全ての回路を共用することは、難しいものの、バタフライ演算部といった一部の回路のみを共用することは可能である。
【００７５】
また、図５の時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２と図６の時間／周波数同期部４０１−１，４０１−２において、相関演算機能の一部の回路（図示しない）や、フィルタ演算回路（図示しない）等は、共用の対象となりうる。
【００７６】
これら共用可能回路を選択的に使用するために、演算処理回路リソース２７０を従来型の専用ハードウェアを用いて実現する場合は、演算処理回路リソース２７０には、状態遷移管理部又は制御部が備えられるのが一般的である。制御部は、シーケンサー等で構成される。そして、シーケンサーは、専用ハードウェアで実現されている演算回路の状態を管理することを主たる目的とし、選択制御を行うための簡易的なプログラムを必要する。そのため、シーケンサーは、フィルタ演算機能等のいわゆるデジタル信号処理を直接的に行うことはない。
【００７７】
一方、図５及び図６に示す演算処理回路リソース２７０を実現する別の手法は、例えば、ソフトウェア無線技術によるアプローチを採用することも好適である。この場合、例えば、演算処理回路リソース２７０を、粗粒度再構成型回路を用いて構成する手法が考えられる。
【００７８】
図７は、粗粒度再構成型回路を用いた演算処理回路リソース２７０の構成例である。図７において、演算処理回路リソース２７０は、データメモリ５０１、プログラムメモリ５０２、構成情報（コンフィギュレーション）メモリ５０３、ロジック部５０４を有する。図７に示す演算処理回路リソース２７０が、従来型専用ハードウェアと異なる点は、フィルタ演算機能等のいわゆるデジタル信号処理の機能が、プログラムによってロジック部５０４で直接的に処理されることである。
【００７９】
ロジック部５０４は、制御部５０５，５０６、及び、アレー部５０８を有する。また、アレー部５０８は、複数のＦＵ（Function Unit）５０７−１〜１６を有し、同時並列的に四則演算を実行する。各ＦＵ５０７−１〜１６は、主として汎用的な四則演算を行うことが可能であり、フィルタ機能等のいわゆるデジタル信号処理機能を実行するのに好適である。
【００８０】
また、ＦＵ５０７−１〜１６は、四則演算を行う他に、データメモリ５０１への読み出し／書き込みも行う。また、個々のＦＵ５０７−１〜１６には、データメモリ５０１以外に、他のＦＵからの出力が選択されて入力されることも可能であり、ＦＵ５０７−１〜１６は、入力信号源を切替えて使用されることができる。
【００８１】
各ＦＵ間の接続は、必ずしも隣接されるものに限定されるものではなく、図７は各ＦＵ間の接続の一例を模式的に示したに過ぎない。なお、各ＦＵには、一時的にデータを保存するレジスタファイルが含まれるのが一般的である。そして、個々のＦＵが処理可能な機能は、必ずしも同じである必要はない。異なる機能を有するＦＵから構成されるヘテロ型のアレー部は、一般的である。
【００８２】
一方で、制御部５０５，５０６は、アレー部５０８の演算に必要な定数等の事前準備、及び、演算後の有効データタイミングを規定する等の制御を実行する。例えば、制御部５０５，５０６は、信号処理における繰り返し処理を並列化してアレー部５０８に実行させ、その他の処理を制御部５０５，５０６で実行させるようにプログラミングすると好適である。
【００８３】
一般に、粗粒度再構成型回路は、様々な機能を切替えて実行でき、高速クロックで動作することで、所定時間内に処理を完了するように設計される。機能を切替える際には、処理途中のデータをデータメモリ５０１に保存しておく必要がある。
【００８４】
制御部５０５，５０６、アレー部５０８の機能の切替えが完了した時点で、各ＦＵは、再度データメモリ５０１から必要なデータを読み出し、別の機能を実行する。例えば、図５に示した機能を実行する場合、対象ＦＵは、時間同期機能を実行した後に、いったん実行後のデータをデータメモリ５０１に保存する。そして、対象ＦＵは、次に周波数同期機能に切替えられた後に、データメモリ５０１に保存したデータを用いて周波数同期機能を実行し、以降、同様に順次様々な機能を実行する。
【００８５】
なお、粗粒度再構成型回路は、並列処理可能な機能を効率的に実施することができるが、逐次的にしか処理できない機能を実施する場合、演算リソースの利用効率が低下する。よって、誤り訂正復号又はＭＡＣ処理等のように、逐次的に処理する機能については、別途専用ハードウェアで実施するように、従来型の回路と組合せて構成することも好適である。
【００８６】
プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３は、ロジック部５０４を動作させる順番又は内容が規定されたプログラムを保存する。特に、演算処理回路リソース２７０が、図７に示すように構成されている場合、プログラムメモリ５０２は、制御部５０５，５０６の動作を規定するプログラムを保存する。また、構成情報メモリ５０３は、各ＦＵ５０７−１〜１６の動作に関する順番、内容に加え、ＦＵ間の接続状態も規定するプログラムを保存する。プログラムメモリ５０２、構成情報メモリ５０３、及び、制御部５０５，５０６は、領域制御部２６０により制御される。
【００８７】
演算処理回路リソース２７０を複数通信方式に同時に対応させるためには、大きく分けて二通りの方法が想定される。一つ目の方法は、見掛け上の同時動作を満たすために、単一通信方式対応の場合よりも処理対象機能が増加する分だけ高速なクロックで演算処理回路リソース２７０を動作させ、個々の機能を早く処理して、通信方式を切替える。二つ目の方法は、演算処理回路リソース２７０をそれぞれの通信方式に対応する回路領域に分配し、分配した個々の回路領域でそれぞれの通信方式に対応した処理を並列的に実行する。
【００８８】
一つ目の方法は、シングルプロセッサ化に相当し、二つ目の方法は、いわゆるマルチプロセッサ化に相当する。そのため、一つ目の方法に比べ、二つ目の方法は、消費電力の観点から有利である。また、複数の通信方式への適用という観点から、処理時間等の時間管理の容易性を考慮すると、やはり二つ目の方法が望ましい。特に、ソフトウェア無線技術によるアプローチの場合、変調方式によって所要演算量が異なるため、汎用的な演算回路を時分割で切替えて用いる一つ目の方法では、処理時間が変調方式毎に異なるといった事態も想定されるからである。
【００８９】
二つ目の方法の一例として、例えば、マルチスレッド対応が可能な粗粒度再構成型回路を用いて、複数の通信方式を異なるスレッドに割り振り、並列的に処理する方法が考えられる。以下では、複数の通信方法が、テレビ放送及び無線ＬＡＮの場合を例に、二つ目の方法について説明する。
【００９０】
図８は、マルチスレッド対応が可能な粗粒度再構成型回路を用いた演算処理回路リソース２７０の構成例である。なお、図８において、図７と共通する構成部分には、図７と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
図８に示す演算処理回路リソース２７０は、テレビ放送波復調及び無線ＬＡＮ処理の同時処理を行う場合の構成例である。そして、図８において、領域６０１は、テレビ放送波復調の機能を実行する演算リソースであり、領域６０２は、無線ＬＡＮ処理の機能を実行する演算リソースである。なお、領域６０１，６０２は、リソース割当部２５０において、動作モードに応じて、演算処理回路リソース２７０が有する複数のＦＵ５０７−１〜１６が分配されることにより割り当てられる。リソース割当部２５０におけるリソース割り当て方法については、後述する。
【００９２】
図８に示すように、テレビ放送波復調及び無線ＬＡＮ処理のそれぞれが独立して動作する場合、制御部５０５と制御部５０６とが連携する必要は無い。一方、例えば、セルラー通信処理と無線ＬＡＮとのような異なる規格間でのハンドオーバー等がある場合には、制御部５０５と制御部５０６とが連携することにより、スムーズなハンドオーバーが実現できる。
【００９３】
領域６０１と領域６０２とは、互いに重ならないようにすると、制御部５０５と制御部０６との間で衝突が起こらず、好適である。なお、図８は、領域６０１と領域６０２とを模式的に示した例であって、両者の大きさが一致する必要はなく、また、柔軟に変更することも好適である。
【００９４】
ところで、前述した使用形態の大別において、（２）テレビ復調及び無線ＬＡＮ処理の同時動作の場合と、（３）無線ＬＡＮ処理のみの場合とでは、無線ＬＡＮ処理に割り当てることのできる演算リソースの領域の大きさが異なる。
【００９５】
使用形態（２）の場合には、図８に示すように、無線ＬＡＮ処理に対し粗粒度再構成型回路の半分の領域しか利用することができない。一方、使用形態（３）の場合には、無線ＬＡＮ処理だけに対し、粗粒度再構成型回路の全領域を利用することができる。
【００９６】
すなわち、単位時間当たりの理論的な演算処理量が使用形態（２）では、使用形態（３）の半分程度となる。このため、例えば、無線ＬＡＮにおける高速モード（ＭＩＭＯ）を処理するために、粗粒度再構成型回路の全領域が必要であると仮定すると、使用形態（２）では使用形態（３）よりも低速モードでの通信を強いられる。
【００９７】
ここで、使用形態（２）については、前述したように、無線ＬＡＮ処理に応じて、更に使用形態（２−１）、（２−２）に分けられる。使用形態（２−１）は、無線ＬＡＮ処理が主として受信モードであり、例えば、通信処理装置２００が、外部ネットワークにアクセスし、ストリーミング視聴する場合である。また、使用形態（２−２）は、無線ＬＡＮ処理が主として送信モードであり、例えば、通信処理装置２００が、可搬型テレビ受像機１３０へ映像蓄積データを転送する場合である。
【００９８】
ここで、使用形態（２−２）において、仮に転送プロトコルがＵＤＰ（User Datagram Protocol）であるとする。この場合、プロトコル上の受信データが無いため、通信処理装置２００の受信信号は、無線ＬＡＮのＭＡＣ（Media Access Control）層の確認応答（Ａｃｋ）信号のみとなる。
【００９９】
図９は、無線ＬＡＮ端末における、Ａｃｋ信号以外の通常の情報信号（以下、通常データ信号という）の受信処理を説明するための図である。
【０１００】
図９に示すように、無線ＬＡＮ端末は、通常データ信号を受信すると、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に規定されている通り、誤り検出を行う必要がある。そして、同規格では、誤りが検出されなければ、受信完了後から規定時間（ＳＩＦＳ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合１６μｓ）経過後に確認応答（Ａｃｋ）信号を返信することが定められている。このため、無線ＬＡＮでは、実時間処理が必要とされるのに加えて、許容処理時間が短いという制約がある。
【０１０１】
一方、テレビ放送波復調では、受信信号の取りこぼしがないように、実時間処理は必要とされるものの、処理遅延に関しては設計事項とされており、特段の制約が無い。
【０１０２】
このように、無線ＬＡＮとテレビ放送波復調とでは、処理遅延の点で特徴的な差異がある。そして、これまでの無線ＬＡＮ回路の設計では、実時間処理を満たすために必要な演算リソースに加え、短い許容処理時間で処理を完了させるために、相応の演算リソースが必要とされていた。
【０１０３】
図１０は、無線ＬＡＮ端末におけるＡｃｋ信号の受信処理を説明するための図である。
【０１０４】
ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格には、Ａｃｋ信号を復調する際の処理遅延については明記されていない。そのため、実質的には、図１０に示すように、次の信号を送信するタイミングＴ１までにＡｃｋ信号の復調処理を完了すれば、通信手順上の問題は発生しない。
【０１０５】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の場合、Ａｃｋ信号の受信が完了したタイミングＴ０から次の信号を送信するタイミングＴ１までの時間ΔＴは、以下のようになる。
ΔＴ＝ＤＩＦＳ（Distributed Coordination Function Space）
＋ＣＷ（Contention Window）サイズ最小値×スロット・タイム
＝３４μｓ＋１５×９μｓ＝１６９μｓ
【０１０６】
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、Ａｃｋ信号の復調に失敗した場合（Ａｃｋ信号が届かない場合も含む）、次の信号は新たなデータではなく、前回送信したデータを再送することが規定されている。そのため、無線ＬＡＮ端末では、送信準備のために、４μｓ程度早めに復調処理を完了している必要がある。すなわち、復調処理時間は、１６５μｓ（１６９μｓ−４μｓ）程度であれば問題ない。
【０１０７】
したがって、使用形態（２−２）では、送信主体のモードで無線ＬＡＮを運用する場合、復調処理時間を、通常モードの場合の処理時間１２μｓ（１６μｓ−４μｓ）から１６５μｓ（１６９μｓ−４μｓ）程度まで延長しても問題がない。このように、使用形態（２−２）では、復調処理時間を延長しても問題がないため、復調処理に要求される粗粒度再構成型回路の領域を削減することが可能となる。
【０１０８】
必要な演算リソースという観点から、送信処理と受信処理とを比較すると、送受信で変調方式が同じ場合、送信処理の方が受信処理よりも必要な演算リソースが少ない。必要な演算リソースの差は、一概に定まるものではないものの、一般的に、送信処理に必要な演算リソースは、受信処理に必要な演算リソースの１／２〜１／３程度と考えても支障はない。特に、ＭＩＭＯ方式のように、復調側に複雑な演算が要求される場合には、この差は大きいと考えられる。
【０１０９】
このような特徴を利用すると、送信主体の使用形態（２−２）では、粗粒度再構成型回路で必要とされる領域を、通常モード（２−１）の場合よりも削減することが可能である。なお、送信処理では実時間処理が要求される。そのため、送信処理の実時間処理に必要な演算リソースは、最低限確保しなくてはならない。
【０１１０】
使用形態（２−２）に示すＵＤＰプロトコルによる送信主体の場合、受信信号は、Ａｃｋ信号だけであり、処理遅延の制約が緩和されるため、無線ＬＡＮの送信処理に必要な領域だけを割り当てたとしても、特段の問題が生じないことがわかる。すなわち、前述した「無線ＬＡＮにおける高速モード（ＭＩＭＯ）を処理するために、粗粒度再構成型回路の全領域が必要である」という条件は、送信主体の使用形態（２−２）の場合には緩和される。
【０１１１】
そのため、粗粒度再構成型回路の半分の領域であっても、無線ＬＡＮにおける高速モード（ＭＩＭＯ）の適用が可能となる。すなわち、テレビ放送波の復調を行いながら、無線ＬＡＮにおける高速モードでの映像蓄積データの転送が可能となり、可搬型テレビ受像機１３０側では、高品質な映像を視聴することが可能となる。
【０１１２】
なお、処理時間の制約が緩和されたＡｃｋ信号の受信処理に必要な粗粒度再構成型回路の領域と、通常データ信号（Ａｃｋ信号以外）の受信処理に必要な領域とは、大きさが異なる。しかし、受信処理の機能そのものには変わりはなく、両方の場合ともに、受信処理は、図６に示すような機能ブロックによって行われる。すなわち、機能ブロックの処理に必要な四則演算等の数は一定であり、これらを小さい領域で時間を掛けて処理するか、又は、十分な領域を用いて短時間で処理するかの違いだけである。このことは、送信処理に関しても同様であり、粗粒度再構成型回路の全領域を使用して処理する場合も、半分の領域だけを使用して処理する場合も、使用する領域が異なるだけであり、機能的には同じである。
【０１１３】
そこで、本実施の形態に係る通信処理装置２００は、使用形態に応じた許容処理時間を判定し、許容処理時間を考慮して、動作モードが示す通信方式毎に、演算処理回路リソース２７０の演算リソースを割り当てる。この結果、通信処理装置２００は、最小限の演算リソースで高速なデータ転送を実現することが可能となる。
【０１１４】
具体的には、動作モード決定部２３０は、通信処理装置２００の使用形態（動作モード）を判定する。例えば、動作モード決定部２３０は、据置き型テレビ受像機１１０のインターフェースを介したユーザからの指定、又は、可搬型テレビ受像機１３０により指示されたアプリケーション情報に従って、使用形態を判定する。
【０１１５】
また、動作モード決定部２３０は、例えば、図３に示すように、使用形態と使用形態を示す動作モード番号とが対応付けられたテーブルを有し、判定した使用形態に対応する動作モード番号を許容処理時間判定部２４０に通知する。
【０１１６】
動作モード番号が使用形態（２−２）であることを示す「４」の場合、許容処理時間判定部２４０は、無線ＬＡＮの許容処理時間がＳＩＦＳよりも十分長いと判定し、その他の場合にはＳＩＦＳと同じであると判定する。許容処理時間判定部２４０は、判定した許容処理時間の情報をリソース割当部２５０に出力する。
【０１１７】
リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、動作モードが示す通信方式毎に、演算リソースを割り当てる。具体的には、リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、通信方式毎に、演算処理回路リソース２７０の複数の演算ユニット、すなわち、ＦＵ５０７−１〜１６を分配する。例えば、使用形態（２−２）の場合、リソース割当部２５０は、図８のように、テレビ復調用に領域６０１を割り当て、無線ＬＡＮ処理用に領域６０２を割り当てる。
【０１１８】
そして、リソース割当部２５０は、動作モードが示す通信方式の各々に対し配分された演算リソースの情報（以下、リソース配分情報という）を領域制御部２６０に通知する。なお、リソース配分情報には、図１１に示すように、通信方式と演算リソースとの対応関係が含まれている。
【０１１９】
領域制御部２６０は、リソース配分情報に基づいて、配分された演算リソースを制御する。例えば、領域制御部２６０は、領域６０１に対してはテレビ復調用の処理命令を適用し、領域６０２に対しては無線ＬＡＮ用の処理命令を適用する。それぞれの処理命令は、プログラムメモリ５０２に保存される制御部５０５，５０６用と、構成情報メモリ５０３に保存されるアレー部５０８用の２種類から構成される。そのため、領域制御部２６０は、プログラムメモリ５０２に対して、テレビ復調用の処理命令を制御部５０５に出力するよう指示する。また、領域制御部２６０は、プログラムメモリ５０２に対して、無線ＬＡＮ用の処理命令を制御部５０６に出力するよう指示する。また、領域制御部２６０は、構成情報メモリ５０３に対して、領域６０１においてテレビ復調用の処理命令を実行する際のプログラムを、制御部５０５に出力するよう指示する。また、領域制御部２６０は、構成情報メモリ５０３に対して、領域６０２において無線ＬＡＮ処理用の処理命令を実行する際のプログラムを、制御部５０６に出力するよう指示する。
【０１２０】
データメモリ５０１は、ＡＤＣ２１０によりデジタル信号に変換された信号を蓄積する。
【０１２１】
制御部５０５及び制御部５０６は、所望のタイミングで、データメモリ５０１からデジタル信号を読み出す。
【０１２２】
アレー部５０８の各ＦＵ５０７−１〜１６は、実質的なデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理の内容は、テレビ放送波復調の場合、図５に示した機能ブロック処理であり、無線ＬＡＮ処理の場合、図６に示した機能ブロック処理である。
【０１２３】
繰り返し処理の内容が変わる度に、処理途中のデータは、データメモリ５０１に一時的に蓄積され、構成情報メモリ５０３から新たな命令がアレー部５０８に書き込まれる。そして、個々のＦＵ５０７−１〜１６の動作内容、動作順序、他のＦＵとの接続構成が指定される。
【０１２４】
新たな命令のアレー部５０８への書き込みが完了した時点で、アレー部５０８は、再度データメモリ５０１から処理途中のデータを読み出し、命令に従った次の機能を実行する。使用形態（２−１）、（２−２）のように、テレビ放送波復調と無線ＬＡＮ処理とを同時に異なる領域で処理する場合には、それぞれの領域が独立して動作することとなる。
【０１２５】
全ての機能の処理が完了すると、データメモリ５０１に書き込まれた処理済のデータは、表示部１１１又は映像蓄積部１１２に出力される。
【０１２６】
ところで、使用形態（２−２）と使用形態（３）とでは、前述のように処理する機能自体は同じであるが、処理する演算リソースの領域が異なる。そのため、使用形態（２−２）と使用形態（３）とでは、処理機能は同じであっても処理時間が異なる。すなわち、デジタル信号処理が共に無線ＬＡＮ処理であったとしても、演算処理回路リソース２７０の後段に出力される有効データのタイミングが、使用形態毎に異なる。そこで、演算処理回路リソース２７０は、自身から有効データのタイミングを示す制御信号を出力させることも好適である。
【０１２７】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置２００において、演算処理回路リソース２７０は、プログラム可能な複数の演算ユニット（ＦＵ）を有する。そして、動作モード決定部２３０は、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する。許容処理時間判定部２４０は、決定された動作モードに応じて、許容処理時間を判定する。リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、複数のＦＵを分配して、動作モードが示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。領域制御部２６０は、割り当てられた演算リソースを制御する。演算処理回路リソース２７０は、演算処理が完了したタイミングで、演算処理後のデータを出力する。
【０１２８】
これにより、通信処理装置２００は、粗粒度再構成回路にマルチスレッド化技術を適用した構成を用いて、同時に複数の通信方式に対応する場合に、一方の通信方式の処理に対して過剰な演算リソースが使用されるのを回避することができる。この結果、他方の通信方式の処理に投入することができる演算リソースの制限を緩和することができ、小さい回路規模で、高速な通信を実現することができるようになる。例えば、受信処理に必要な処理量に対する送信処理に必要な処理量の割合だけの回路規模の削減が期待され、通信処理装置２００は、従来の約１／２の規模で、演算処理回路リソース２７０を実現することができる。また、通信処理装置２００は、複数の通信方式の同時処理が可能なため、ユーザの利用シーンの制限を緩和することができる。
【０１２９】
なお、演算処理回路リソース２７０は、使用される命令を、プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３に、全ての使用形態に対応させて保存しておくことも可能である。しかし、これらのメモリは、制御部５０５，５０６及びアレー部５０８からの高速かつ頻度の高いアクセスに耐えうるものである必要がある。そのため、全ての命令をプログラムメモリ５０２又は構成情報メモリ５０３に保存しておくことは、消費電力又は回路面積の観点から不利である。
【０１３０】
そこで、図１２に示すように、低速かつ頻度の少ないアクセスが前提で、大容量の記憶が可能なメモリ２８０を、演算処理回路リソース２７０の外部に構成することも好適である。メモリ２８０は、全ての使用形態のそれぞれに対応する命令（プログラム及び構成情報）を、使用形態毎に個別に保存している。
【０１３１】
使用形態（２−２）、（３）は、共にＭＩＭＯに対応可能であることが前提であり、機能的には同一処理となるが、粗粒度再構成型回路の使用領域が異なる。そのため、使用形態（２−２）と使用形態（３）とでは、無線ＬＡＮ用の命令（プログラム及び構成情報）の内容が異なる。具体的には、処理機能がソースコードで記述されている場合、ソースコード自体は同一だが、コンパイル条件の一つである使用可能領域が異なるため、コンパイル後の実行用バイナリー命令（プログラム及び構成情報）が異なることとなる。
【０１３２】
これに対して、使用形態（２−１）の場合は、通常の無線ＬＡＮモードで動作し、かつ、使用可能領域が使用形態（３）よりも小さいため、受信処理を規定時間内に収めるために、ＭＩＭＯモードには対応することができない。よって、実行用バイナリーだけでなく、機能的にも、使用形態（２−１）は、使用形態（２−２）、（３）とは異なる。
【０１３３】
このように、各使用形態によって、命令のバイナリーコードが異なる。そこで、メモリ２８０は、これらのバイナリーコードの全てを保存し、領域制御部２６０は、使用形態に対応する命令のバイナリーコードをプログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３に書き込むようにする。これにより、本実施の形態は、アクセス速度及び頻度が高いプログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３の消費電力及び回路面積の増加を、抑制することができる。なお、使用形態に対応する命令のバイナリーコードの書き込みは、通信処理装置２００の使用形態が変わる時にのみ実施されるものであり、大容量記憶可能なメモリ２８０のアクセス頻度は少ない。そのため、メモリ２８０のアクセス速度は、低速なもので構わない。
【０１３４】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図１３の本実施の形態に係る通信処理装置において、図４と共通する構成部分には、図４と同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示す通信処理装置７００は、図４に示す通信処理装置２００に対して、リソース割当部２５０に代えて、リソース割当部７１０を有する。また、図１３に示す通信処理装置７００は、ＡＤＣ２１０と演算処理回路リソース２７０との間に、ＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ７２０を追加した構成を採る。
【０１３５】
前述したように、使用形態（２−２）では、無線ＬＡＮ処理において、受信信号はＡｃｋ信号のみであることを前提としている。通常データ信号に比べ、Ａｃｋ信号は、概してフレーム長が短い。よって、演算リソースの領域を限定することにより、処理時間が遅くなるだけでなく、実時間処理も達成されない場合であっても、次の信号を送信するタイミングまでに、長い時間を掛けて復調処理することも可能である。
【０１３６】
ところが、例えば、無線ＬＡＮがブロックＡｃｋ方式を採用し、Ａｃｋ信号のフレーム長が長くなり、実時間処理が間に合わなくなると、受信信号の取りこぼしが発生してしまう。ここで、ブロックＡｃｋ方式とは、複数の受信フレームに対する通信成功／失敗状況をまとめて返信する方式である。したがって、ブロックＡｃｋ方式では、演算処理回路リソース２７０における復調処理が完了する前に次の無線ＬＡＮ信号が入力され、データメモリ５０１に次の無線ＬＡＮ信号を保存しきれない場合が発生する。
【０１３７】
そこで、本実施の形態に係る通信処理装置７００は、フレーム長が長い無線ＬＡＮ信号を一時的に保存するためのＦＩＦＯメモリ７２０を、データメモリ５０１の前段に設けた構成を採るようにした。
【０１３８】
ＦＩＦＯメモリ７２０は、無線ＬＡＮ処理において実時間処理が間に合わない場合に、ブロックＡｃｋ信号のようなフレーム長が長い信号を一次的に保存する。
【０１３９】
無線ＬＡＮ処理の制御を行う制御部５０６は、シンボル毎に処理すべき機能が完了するタイミングに合せて、ＦＩＦＯメモリ７２０に蓄積されているデータをデータメモリ５０１に書き込む。そして、制御部５０６は、次のシンボルに対する処理が遅延無く実施できるように領域６０２を制御する。もちろん、ブロックＡｃｋ信号のフレーム長と、演算リソースの領域を限定した場合の処理速度との関係によっては、通信処理装置７００がＦＩＦＯメモリ７２０を有しても、通信処理装置７００は信号を取りこぼしてしまう可能はある。しかしながら、ブロックＡｃｋ信号で返信する対象のフレーム数は、調整可能であり、無線ＬＡＮの運用モードが規定するパラメータの一つである。ここで、無線ＬＡＮの運用モードとは、例えば、ストリーム数、フレームフォーマット、フレームレート等、様々なパラメータにより特定される無線ＬＡＮの運用形態である。そのため、本実施の形態では、処理速度と事前の設計に基づくＦＩＦＯメモリ７２０の容量とを勘案して、ブロックＡｃｋ信号の対象フレーム数の最大値を超えないような当該フレーム数を見積もるようにしてもよい。そして、この場合、無線ＬＡＮの運用モードは、見積もったフレーム数をブロックＡｃｋ信号で返信する対象のフレーム数に設定すればよい。
【０１４０】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置７００は、フレーム長が長い信号を一時的に保存するためのＦＩＦＯメモリ７２０を有する。これにより、通信処理装置７００は、ブロックＡｃｋ信号のようなフレーム長が長いＡｃｋ信号を受信する場合においても、限定した演算リソースで通信処理を行うことができ、小型化に好適である。
【０１４１】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図１４の本実施の形態に係る通信処理装置８００において、図４と共通する構成部分には、図４と同一の符号を付して説明を省略する。図１４に示す通信処理装置８００は、図４に示す通信処理装置２００に対して、動作モード決定部２３０、許容処理時間判定部２４０、リソース割当部２５０、及び、演算処理回路リソース２７０に代えて、動作モード決定部８１０、許容処理時間判定部８２０、リソース割当部８３０、及び、演算処理回路リソース８４０を有する。
【０１４２】
図１５は、本実施の形態に係る演算処理回路リソース８４０の構成を示すブロック図である。なお、図１５の本実施の形態に係る演算処理回路リソース８４０において、図８と共通する構成部分には、図８と同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示す演算処理回路リソース８４０は、図８の演算処理回路リソース２７０に対して、ＦＵ５０７−１〜８に代えて、バックアップ用のレジスタファイル（ＲＦ：Register File）１〜８を備えるＦＵ８４１−１〜８を有する。
【０１４３】
実施の形態１及び２では、使用形態（２−２）として、転送プロトコルが例えばＵＤＰであり、受信信号がＡｃｋ信号だけの場合を前提とした。本実施の形態は、転送プロトコルがＵＤＰではなく、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の場合においても、適応できる。本実施の形態では、ＴＣＰに適用し、小さい回路規模で、許容処理時間を満たしつつ、複数の通信方式に対応することができる通信処理装置について説明する。
【０１４４】
ＴＣＰのように、上位層においてもＡｃｋ信号が必要な場合、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格が規定するＡｃｋ信号に加え、上位（ＴＣＰ）層のＡｃｋ信号がカプセル化された信号（上位Ａｃｋ信号）も、無線ＬＡＮにおける受信信号となる。この上位Ａｃｋ信号は、無線ＬＡＮ処理においては、Ａｃｋ信号以外の通常の情報信号（通常データ信号）として受信される。したがって、通信処理装置８００は、規定時間内に、通常データ信号としての上位Ａｃｋ信号に対するＡｃｋ信号を返信できるように、短い処理時間で処理を完了しなくてはならない。
【０１４５】
本実施の形態は、短い処理時間に最大限対応できるように、一時的に、テレビ放送波復調用の領域６０１を減らす、又は、領域６０１におけるテレビ放送波復調を中断することにより、無線ＬＡＮ処理用の演算リソースの領域を拡張する。以下では、領域６０１においてテレビ放送波復調処理を中断する場合を例に説明する。
【０１４６】
テレビ放送波復調用の領域６０１は、非同期で独立に動作している無線ＬＡＮ処理用の領域の拡張部として使用される。そのため、テレビ放送波復調時の演算処理途中のデータを一時的に退避させる必要がある。ＦＵ８４１−１〜８のそれぞれは、一時退避用の記憶部として、ＦＵ８４１−１〜８に通常備わるレジスタファイルに加え、一時退避用のレジスタファイル（ＲＦ１〜８）を備える。
【０１４７】
動作モード決定部８１０は、通信規格よりも上位層の通信プロトコル、又は、アプリケーションに基づいて、通信処理装置８００の使用形態を判定する。そして、動作モード決定部８１０は、判定した使用形態の情報を許容処理時間判定部８２０に通知する。
【０１４８】
許容処理時間判定部８２０は、許容処理時間判定部２４０と同様に、使用形態に応じて、許容処理時間を判定する。特に、許容処理時間判定部８２０は、通信プロトコルがＴＣＰの場合、許容処理時間がＳＩＦＳであると判定する。そして、許容処理時間判定部８２０は、判定した許容処理時間の情報をリソース割当部８３０に出力する。
【０１４９】
リソース割当部８３０は、許容処理時間に応じて、ＦＵ８４１−１〜８，ＦＵ５０７−９〜１６を分配して、動作モードが示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。ただし、リソース割当部８３０は、特に、許容処理時間が短い場合、短い処理時間で処理を完了させるために、各通信方式に分配する演算ユニットを一時的に変更して、各通信方式を処理する演算リソースの領域を拡張又は縮小させる。例えば、通信プロトコルがＴＣＰの動作モードの場合、リソース割当部８３０は、無線ＬＡＮ処理用の領域６０２を拡張する必要があると判定し、無線ＬＡＮ処理用に拡張領域を割り当てる。
【０１５０】
このように、リソース割当部８３０は、許容処理時間に応じて、制御部５０５，５０６の制御対象となるＦＵとの対応付けを変更する。リソース割当部８３０は、割り当てた演算リソースの情報（リソース配分情報）を領域制御部２６０に通知する。なお、リソース配分情報には、例えば図１６に示すように、通信方式と演算リソースとの対応関係の組合せ（セット）が複数含まれ（図１６のセット１，２）、更に、当該組合せを適用する適用時間（ΔＴ１，ΔＴ２）が含まれている。
【０１５１】
領域制御部２６０は、リソース配分情報に基づいて、配分された演算リソースを制御する。したがって、領域制御部２６０は、リソース割当部８３０から図１６に示すようなリソース配分情報が通知される場合、領域制御部２６０は、始めに、領域６０１に対してはテレビ復調用の処理命令を適用する。また、領域制御部２６０は、領域６０２に対しては無線ＬＡＮ用の処理命令を適用する。そして、適用時間ΔＴ１が経過すると、領域制御部２６０は、領域６０１及び領域６０２に対して無線ＬＡＮ用の処理命令を適用する。
【０１５２】
これにより、適用時間ΔＴ１経過後、制御部５０６は、制御部５０５に対して、領域拡張を要請する。領域６０１を無線ＬＡＮ処理用に用いるために、制御部５０５は、直ちに、処理の途中であるデータ及び通常用レジスタファイルの内容を一時退避用のレジスタファイル（ＲＦ１〜８）に複製させる。一時退避用のレジスタファイル（ＲＦ１〜８）への複製が完了したタイミングで、制御部５０６は、無線ＬＡＮ処理用の領域を拡張し、アレー部５０８の全てのＦＵ８４１−１〜８，５０７−９〜１６を活用して、無線ＬＡＮ処理の処理を行う。
【０１５３】
ここで、ＦＵ８４１−１〜８がレジスタファイルを備えず、処理途中のデータをデータメモリ５０１に書き込むことも可能である。しかし、多数のＦＵはデータメモリ５０１に同時にアクセスすることができないという制限から、一時退避のために時間を要してしまう。よって、対象となる全てのＦＵが同時に一時退避処理を行える本構成は、処理時間の面で好適である。
【０１５４】
なお、プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３は、使用形態（３）に対応する命令も予め記憶しておく必要がある。そのため、プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３は、実施の形態１及び２よりも大きな容量が必要である。
【０１５５】
ここで、粗粒度再構成型回路を用いるソフトウェア無線技術によるアプローチでは、粗粒度再構成型回路は、処理対象のシステムを処理するのに必要とされる最小サイクル数で常に動作しているわけではない。当該アプローチでは、多少の余裕サイクルが残されており、粗粒度再構成型回路が動作しない休止時間が存在するものと想定される。これは、将来のソフトウェア変更による性能向上の余地を残しておくという理由、又は、対応すべき規格毎に最小サイクル数が異なるため、一定程度のマージンを有しておくことが望ましいという理由からである。
【０１５６】
例えば、この余裕サイクルが、全演算リソースを活用した場合の１０％程度であると仮定する。テレビ放送波の１シンボル長が仮に１ｍｓとすると、１シンボルあたり１００μｓの余裕サイクルがある。そのため、１ｍｓの間に、テレビ放送波復調を１００μｓ中断しても、システム的に処理が破綻することがない。よって、無線ＬＡＮ復調が、テレビ放送波復調の余裕サイクル（１００μｓ）以内に完了すれば、本実施の形態を適用し、テレビ放送波復調を一時的に中断した場合においても、テレビ放送波復調において問題は生じない。
【０１５７】
無線ＬＡＮ復調が完了し、領域６０１において再度テレビ放送波復調を再開させる場合、制御部５０６は、制御部５０５に無線ＬＡＮ復調が完了した旨を通知する。そして、制御部５０５は、一時退避したデータをレジスタファイルから読み出し、読み出しが完了したタイミングで、中断する直前の処理を再開させる。具体的には、制御部５０５は、中断したタイミングでの命令を、別途、記憶しておき、中断したタイミングの命令から実行させる。
【０１５８】
無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間は、無線ＬＡＮのフレーム長、変調方式等、及び、設計時に把握可能な変調方式毎に必要な粗粒度再構成型回路の処理サイクル数によって一意に定まる。なお、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間は、無線ＬＡＮ信号の先頭に付加されている情報（ＳＩＧＮＡＬシンボル）を復調することにより求められる。よって、通信処理装置８００は、ＳＩＧＮＡＬシンボルを復調した結果、無線ＬＡＮ復調にテレビ放送波復調の余裕サイクル以上の処理時間が必要であると判定した場合、無線ＬＡＮ信号の復調を中止することも好適である。
【０１５９】
また、通信処理装置８００は、ＳＩＧＮＡＬシンボルを復調するまでは、限定した領域６０２のみで無線ＬＡＮ復調を行うようにしてもよい。そして、通信処理装置８００は、テレビ放送波復調の余裕サイクル内で処理が完了するフレーム長及び変調方式であると判定した場合にのみ、制御部５０５にテレビ放送波復調を中断させるリソース割り当てを行うことも好適である。
【０１６０】
なお、テレビ放送波復調の余裕サイクルは、設計時に予め把握することができる。そこで、余裕サイクル以上の処理時間を必要とするフレーム長及び変調方式の組合せで送信されないように、アクセスポイント１２０又は可搬型テレビ受像機１３０の無線ＬＡＮの運用モードが設定しておくことも好適である。
【０１６１】
ここで、Ａｃｋ信号は、通常データ信号の送信完了後、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に規定された一定時間（ＳＩＦＳ）経過後に到着する。そのため、事前にＡｃｋ信号が到着する時間の予測が可能である。そこで、ＭＡＣ処理部（図示しない）とも連携し、予測された時間に到着した信号はＡｃｋ信号であるとみなし、その間、演算処理回路リソース８４０は、領域６０２だけで無線ＬＡＮ復調するように限定することも好適である。
【０１６２】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置８００において、動作モード決定部８１０は、通信規格よりも上位層の通信プロトコル、又は、アプリケーションに基づいて、使用形態（動作モード）を判定する。リソース割当部８３０は、許容処理時間に応じて、使用形態が示す各通信方式に対して、複数の演算ユニットの分配を変更して、制御部５０５，５０６が制御する演算リソースの領域を拡張又は縮小する。これにより、通信処理装置８００は、許容処理時間が短い場合においても、複数の通信方式に対応することができる。
【０１６３】
（実施の形態４）
実施の形態３では、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間が、テレビ放送波復調の余裕サイクル未満の場合に、無線ＬＡＮ復調用の演算リソースを拡大することができる通信処理装置について説明した。本実施の形態では、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間が、テレビ放送波復調の余裕サイクル以上の場合においても、テレビ放送波復調への影響を抑えつつ、無線ＬＡＮ復調を行うことができる通信処理装置について説明する。
【０１６４】
図１７は、本発明の実施の形態４に係る通信処理装置に係る構成を示すブロック図である。なお、図１７の本実施の形態に係る通信処理装置９００において、図１４と共通する構成部分には、図１４と同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示す通信処理装置９００は、図１４の通信処理装置８００に対して、リソース割当部８３０に代えて、リソース割当部９１０を有する。また、図１７に示す通信処理装置９００は、ＡＤＣ２１０と演算処理回路リソース２７０との間にＦＩＦＯメモリ９２０を更に追加した構成を採る。
【０１６５】
実施の形態３に係る通信処理装置８００は、無線ＬＡＮ復調のために、テレビ放送波復調の余裕サイクル以上の期間にわたってテレビ放送波復調を中断すると、テレビ放送波信号の取りこぼしが発生してしまう。これを防ぐために、本実施の形態に係る通信処理装置９００は、ＦＩＦＯメモリ９２０を備える。
【０１６６】
例えば、通信処理装置９００が、テレビ放送波信号の５シンボル分を蓄積することができるＦＩＦＯメモリ９２０を有する場合を考える。前述したように、テレビ放送波復調の余裕サイクルが１ｍｓ当たり１００μｓの場合、通信処理装置９００は、無線ＬＡＮ復調のために、テレビ放送波復調の中断を、連続的に１ｍｓの間に１００μｓまで許容することができる。又は、通信処理装置９００は、断続的に５ｍｓの間に５００μｓまで許容することができる。無線ＬＡＮ復調のために、通信処理装置９００が、断続的にテレビ放送波復調を中断した場合、ＦＩＦＯメモリ９２０にテレビ放送波信号が少しずつ蓄積される。そして、最終的には、やはり、ＦＩＦＯメモリ９２０がテレビ放送波信号を取りこぼしてしまう可能性もある。
【０１６７】
そこで、リソース割当部９１０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量を観測し、その観測結果を演算処理回路リソース２７０の制御部５０６に通知する。そして、制御部５０６は、処理対象の無線ＬＡＮ信号の復調処理時間とＦＩＦＯメモリ９２０の残余量とを比較する。そして、制御部５０６は、ＦＩＦＯメモリ９２０に十分な残余量が無いと判断した場合には、制御部５０５への中断処理の依頼は行わず、無線ＬＡＮ信号の復調を中断する。
【０１６８】
無線ＬＡＮ復調が完了し、再度領域６０１においてテレビ放送波復調が再開される以降の通信処理装置９００の動作については、実施の形態３で述べた通信処理装置７００の動作と同様である。テレビ放送波復調の再開後は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたテレビ放送波信号が無くなるまで、通信処理装置９００は、休止時間無く粗粒度再構成型回路にて連続的にテレビ放送波復調処理を行う。
【０１６９】
なお、ＦＩＦＯメモリ９２０の容量が大きすぎると、テレビ放送波復調データが表示部１１１にしばらく出力されない状態となり、表示部１１１において映像が止まってしまう場合がある。つまり、ＦＩＦＯメモリ９２０の容量が大きすぎると、テレビ放送波復調データが表示部１１１に出力されるタイミングにジッタ（jitter）が生じる可能性がある。そこで、このタイミングジッタに耐えることができるように、表示部１１１が、バッファメモリ等を有するように構成すると好適である。
【０１７０】
ここで、表示部１１１が、タイミングジッタを吸収するためのバッファメモリを有する場合のデータ蓄積状態を考察する。ＦＩＦＯメモリ９２０にデータが蓄積されるに従って、演算処理回路リソース２７０からのテレビ放送波復調データの出力が滞ることとなる。このため、表示部１１１のバッファメモリに蓄積していた映像データが順次読み出され、表示部１１１のバッファメモリのデータ蓄積量が徐々に減少していく。すなわち、ＦＩＦＯメモリ９２０にデータが蓄積されるに従って、表示部１１１のバッファメモリのデータが読み出されるため、ＦＩＦＯメモリ９２０とバッファメモリとの蓄積状態は、補完関係となる。そのため、ＦＩＦＯメモリ９２０とバッファメモリとの共用化が可能となる。
【０１７１】
そこで、図１８に示すように、通信処理装置９００は、ＦＩＦＯメモリ９２０に代えて、リングバッファ９３０を有するようにしてもよい。
【０１７２】
リングバッファ９３０は、２入力２出力が可能なマルチポートリングバッファであり、テレビ放送波復調前の信号データ、及び、テレビ放送波復調後の映像データの入出力が個別に可能な構成を採る。
【０１７３】
図１９は、リングバッファ９３０の動作を説明するための図である。図１９に示されるように、例えば、テレビ放送波復調後の映像データは、データ１，データ２，データ３，…，データ２２の順にリングバッファ９３０に書き込まれる。そして、データ２３を書き込む前のタイミングでデータ１が読み出され、データ２４を書き込む前のタイミングでデータ２が読み出され、順次、データを書き込む前のタイミングでリングバッファ９３０からデータが読み出される。この時、映像データの出力がデータ２５で止まった後は、映像が切れないように、データ４、データ５、…の順に、映像データが読み出されていく。映像データが読み出されたアドレスには、信号データａ，信号データｂ，信号データｃ、…の順に復調前のテレビ放送波信号が書き込まれる。その後、復調前のテレビ放送波信号の蓄積が不要となると、例えば、読み出しが完了したデータ１１が書き込まれていたアドレスに、新たな映像データ２６が書き込まれるように、リングバッファ９３０が制御される。また、書き込まれた信号データａ、信号データｂ、信号データｃは、必要なタイミングで読み出されていく。
【０１７４】
このように、通信処理装置９００は、リングバッファ９３０を用いることにより、テレビ放送波信号を蓄積するメモリと、表示部１１１用の映像データを保持メモリとの共有化を図ることができる。そのため、通信処理装置９００は、メモリ領域を節約することができ、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１７５】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置９００は、テレビ放送波信号を一時的に保存するためのＦＩＦＯメモリ９２０又はリングバッファ９３０を有する。これにより、通信処理装置９００は、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間が、テレビ放送波復調の余裕サイクル以上の場合においても、テレビ放送波復調への影響を抑えつつ、無線ＬＡＮ復調を行うことができる。
【０１７６】
なお、本実施の形態において、通信処理装置９００は、ＦＩＦＯメモリ７２０を有するようにしてもよい。この場合には、通信処理装置９００は、ブロックＡｃｋ信号のようなフレーム長が長いＡｃｋ信号を受信する場合においても、限定した演算リソースで通信処理を行うことができ、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１７７】
（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５に係る通信処理装置の構成のブロックを示す図である。なお、図２０の本実施の形態に係る通信処理装置１０００において、図１７と共通する構成部分には、図１７と同一の符号を付して説明を省略する。図２０に示す通信処理装置１０００は、図１７に示す通信処理装置９００に対して、リソース割当部９１０に代えて、リソース割当部１０１０を有し、ＭＡＣ処理部１０２０を更に追加した構成を採る。本実施の形態に係る通信処理装置１０００は、ＦＩＦＯメモリ９２０にその容量を超えてテレビ放送波信号が入力され、ＦＩＦＯメモリ９２０が、テレビ放送波信号を取りこぼしてしまうのを回避する。
【０１７８】
リソース割当部１０１０は、リソース割当部９１０と同様に、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量を観測し、その観測結果を演算処理回路リソース２７０の制御部５０６に通知する。更に、リソース割当部１０１０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量と所定の閾値とを比較し、比較結果を、ＭＡＣ処理部１０２０に通知する。
【０１７９】
ＭＡＣ処理部１０２０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量が所定の閾値以上の場合、テレビ放送波信号の取りこぼしが発生する可能性が高いと判定する。この場合、ＭＡＣ処理部１０２０は、今後の処理時間が短縮できるように、フレーム長の縮小又は変調方式の簡素化を依頼するための制御信号を生成する。ここで、変調方式の簡素化とは、例えば、ＭＩＭＯからＳＩＳＯ（Single Input Single Output）に変更する場合をいう。また、変調方式の簡素化とは、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）から１６ＱＡＭに変更する場合をいう。そして、ＭＡＣ処理部１０２０は、情報データを送信するフレームとは別のフレームで、この制御信号を送信するための制御を行う。これにより、この制御信号を受信したアクセスポイント１２０、又は可搬型テレビ受像機１３０は、フレーム長の縮小又は変調方式の簡素化を行って、次のデータを送信するように制御される。このような、フレーム長又は変調方式の指定に関しては、標準規格で規定されていないものの、アプリケーションレベルの制御として実施することが可能である。
【０１８０】
一方、ＭＡＣ処理部１０２０は、フレーム長の縮小又は変調方式の簡素化により、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量が所定の閾値未満の場合、更なる高速伝送が可能であると判定する。この場合、ＭＡＣ処理部１０２０は、前述と逆の制御、すなわち、フレーム長の拡張又は変調方式の複雑化を依頼するための制御信号を生成する。そして、ＭＡＣ処理部１０２０は、情報データを送信するフレームとは別のフレームで、この制御信号を送信するための制御を行う。これにより、この制御信号を受信したアクセスポイント１２０、又は可搬型テレビ受像機１３０は、フレーム長の拡張又は変調方式の複雑化を行って、次のデータを送信するように制御される。ここで、変調方式の複雑化とは、例えば、ＳＩＳＯからＭＩＭＯに変更する、又は、１６ＱＡＭから６４ＱＡＭに変更する場合をいう。
【０１８１】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置９００において、ＭＡＣ処理部１０２０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されているデータ量に応じて、送信側で定められるフレーム長又は変調方式の変更依頼を送信側に通知する。これにより、通信処理装置９００は、演算リソースを最大限有効活用した高速伝送を実現することができる。
【０１８２】
（実施の形態６）
図２１は、本発明の実施の形態６に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図２１の本実施の形態に係る通信処理装置１１００において、図２０と共通する構成部分には、図２０と同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示す通信処理装置１１００は、図２０に示す通信処理装置１０００に対して、リソース割当部１０１０に代えて、リソース割当部１１１０を有し、最長フレーム長判定部１１２０を更に追加した構成を採る。本実施の形態に係る通信処理装置１１００は、無線ＬＡＮ信号がマルチユーザＭＩＭＯで送信され、無線ＬＡＮのフレーム長がユーザ毎に異なる場合においても、複数の通信方式に対応することができる。
【０１８３】
マルチユーザＭＩＭＯの場合、自局宛の所望の信号に他局宛の信号が空間多重されて送信される。そして、他局宛信号のフレーム長と自局宛信号のフレーム長とが一致しない場合も想定される。この場合、最も長いフレーム長に合せ、通信処理装置１１００は、十分な処理時間をかけて復調処理を行ってもよい。Ａｃｋ信号を返信するタイミングは、フレーム長が最も長い信号の復調処理が終了した後となるためである。
【０１８４】
そこで、最長フレーム長判定部１１２０は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、最も長いフレーム長を検出し、最長フレーム長と自局宛信号のフレーム長との差分から許容処理時間を導出する。最長フレーム長判定部１１２０は、導出した許容処理時間をリソース割当部１１１０に出力する。
【０１８５】
リソース割当部１１１０は、許容処理時間判定部８２０において使用形態から判定された許容処理時間と、最長フレーム長判定部１１２０により導出された許容処理時間とを比較する。そして、リソース割当部１１１０は、これらのうち、時間が長い許容処理時間に応じて、動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当てる。
【０１８６】
また、リソース割当部１１１０は、リソース割当部９１０と同様に、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量を観測し、その観測結果を演算処理回路リソース２７０の制御部５０６に通知する。
【０１８７】
また、ＭＡＣ処理部１０２０が、送信側にフレーム長又は変調方式を指定することができる場合には、リソース割当部１１１０は、実施の形態の５と同様に、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量と所定の閾値とを比較する。そして、リソース割当部１１１０は、比較結果を、ＭＡＣ処理部１０２０に通知する。そして、ＭＡＣ処理部１０２０は、復調可能なフレーム長及び変調方式を示す制御信号を生成し、生成した制御信号の送信制御を行う。この時、他局宛フレーム長が事前に分からない場合には、他局宛フレーム長の最大値と自局宛フレーム長との差分を指定し、指定した差分以上の処理時間が確保できるよう、ＭＡＣ処理部１０２０は、送信側に要求する。ただし、実時間処理ができない場合には、通信処理装置１１００は、ＦＩＦＯメモリ７２０を備え、ＭＡＣ処理部１０２０は、このＦＩＦＯメモリ７２０の最大容量を勘案した処理時間を要求する必要がある。
【０１８８】
ところで、マルチユーザＭＩＭＯにおけるシステムの総スループットの観点からは、他局宛ユーザへの総干渉量が少なくなるため、できる限り、多値化又は空間多重化した変調方式により短時間で信号を伝送するのが望ましい。ただし、ソフトウェア無線技術によるアプローチの場合は、高度な変調方式を処理するための演算リソースを十分確保できない場合もある。そのため、通信処理装置１１００が処理可能な変調方式のうち、最も高度な変調方式を選択してもらえるよう、ＭＡＣ処理部１０２０が、許容処理時間を送信側に伝えることの意義は大きい。
【０１８９】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置１１００において、最長フレーム長判定部１１２０は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、最長フレーム長を検出する。そして、最長フレーム長判定部１１２０は、最長フレーム長と自局宛信号のフレーム長との差分から許容処理時間を導出する。そして、リソース割当部１１１０は、許容処理時間判定部２４０において使用形態から判定された許容処理時間と、最長フレーム長判定部１１２０により導出された許容処理時間とを比較する。そして、リソース割当部１１１０は、これらのうち、時間が長い許容処理時間に応じて、動作モードが示す通信方式毎に、演算リソースを割り当てる。これにより、通信処理装置１１００は、無線ＬＡＮ信号がマルチユーザＭＩＭＯで送信され、無線ＬＡＮのフレーム長がユーザ毎に異なる場合においても、限定した演算リソースで複数の通信方式に対応することができる。この結果、通信処理装置１１００は、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１９０】
（実施の形態７）
図２２は、本発明の実施の形態７に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る通信処理装置の構成は、上記各実施の形態と同様であるため、図４等を援用して説明する。
【０１９１】
図２２の本実施の形態に係る演算処理回路リソース２７０Ａにおいて、図８と共通する構成部分には、図８と同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示す演算処理回路リソース２７０Ａは、図８に示す演算処理回路リソース２７０に対して、制御部５０５，５０６に代えて、制御部５１１〜５１３を有する。
【０１９２】
図２２に示す演算処理回路リソース２７０Ａは、３つの通信方式に対する同時処理を可能とする構成である。図８では、演算処理回路リソース２７０内のＦＵ５０７−１〜１６が２つの領域６０１，６０２に分配されたのに対し、図２２では３つの領域６１１，６１２，６１３に分配される。そして、各制御部５１１〜５１３は、それぞれの領域を制御する。具体的には、制御部５１１は、領域６１１内のＦＵ５０７−１〜４を制御し、制御部５１２は、領域６１２内のＦＵ５０７−５〜８を制御し、制御部５１３は、領域６１３内のＦＵ５０７−９〜１６を制御する。
【０１９３】
例えば、テレビ放送波信号が、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）の場合、領域６１１，６１２は、ワンセグメント復調処理を行うことが想定される。また、領域６１３は、無線ＬＡＮ処理を行う使用形態等が想定される。このとき、領域６１１と領域６１２とは、異なるチャネルのワンセグメント復調処理を行うことができ、制御部５１１、制御部５１２、及び、制御部５１３は、必要に応じて互いに連携する。
【０１９４】
図２３は、この場合に、リソース割当部２５０から領域制御部２６０に通知されるリソース配分情報であって、このリソース配分情報に含まれる通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図である。
【０１９５】
なお、実施の形態３と同様に、本実施の形態に係る通信処理装置は、各通信方式に分配するＦＵを一時的に変更し、各通信方式を処理する演算リソースの領域を、拡張又は縮小させるリソース割当部８３０を有するようにしてもよい。図２４は、リソース割当部８３０から領域制御部２６０に通知されるリソース配分情報に含まれる、通信方式と演算リソースとの対応関係の組合せ（セット）の一例を示す図である。この場合、制御部５１１は、一時的に制御部５１２，５１３に対して、処理の中断要請を行い、領域６１１に加え、領域６１２，６１３の演算リソースを使用して、ワンセグメント復調処理を行う。
【０１９６】
（実施の形態８）
図２５及び図２６は、本発明の実施の形態８に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る通信処理装置の構成は、上記各実施の形態と同様であるため、図４等を援用して説明する。
【０１９７】
図２５及び図２６の本実施の形態に係る演算処理回路リソース２７０Ｂにおいて、図８と共通する構成部分には、図８と同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示す演算処理回路リソース２７０Ｂは、図８に示す演算処理回路リソース２７０に対して、制御部５０５，５０６に代えて、制御部５２１を有する。
【０１９８】
図２５及び図２６に示す演算処理回路リソース２７０Ｂは、１つの通信方式のみに対応する構成であり、アレー部５０８を制御する制御部は、制御部５２１のみで構成される。
【０１９９】
本実施の形態に係る通信処理装置は、図２５に示すように、領域６２１のみを使用する場合と、図２６に示すように、領域６２１より大きい領域６３１を使用する場合と、所定の通信方式に対して柔軟に使用領域を変更して割り当てる。
【０２００】
例えば、動作モード決定部２３０が、使用形態（２−２）であり、ＵＤＰプロトコルを用いた無線ＬＡＮ送信が行われていて、自局がＵＤＰモードにおいて受信側であると判定した場合、受信信号は、Ａｃｋ信号に限られる。このような場合、演算処理回路リソース２７０Ｂが、ＭＩＭＯ方式で送信されたＡｃｋ信号を、領域６３１を使用せずに、限定した領域６２１のみで長い処理時間を費やして処理した場合においても、通信プロトコル上は問題がない。そこで、動作モード決定部２３０が、自局がＵＤＰモードにおいて受信側であると判定した場合、許容処理時間判定部２４０は、通常データ信号の受信処理よりも長い処理時間を許容処理時間と判定する。そして、リソース割当部２５０は、必要な領域として領域６２１を割り当て、この領域で処理するのに適した命令（プログラム及び構成情報）を実行させるように、領域制御部２６０を介して、演算処理回路リソース２７０を制御する。なお、演算処理回路リソース２７０Ｂが処理する機能自体は、Ａｃｋ信号を受信する場合と通常データ信号を受信する場合とで同様であり、例えば、図６に示すような機能ブロックにより実施されることに変わりはない。しかし、処理を実施する領域が異なるため、命令のバイナリーコードは、Ａｃｋ信号を受信する場合と通常データ信号を処理する場合とで異なることとなる。演算処理回路リソース２７０Ｂが、領域６２１だけで処理する場合、領域６２１外のＦＵ５０７−９〜１６は動作する必要が無い。そのため、通信処理装置がこの領域の電源を切断しておくと、リーク電流が流れないため、省電力化を図ることができる。
【０２０１】
ここで、Ａｃｋ信号は、通常データ信号の送信完了後、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に規定された一定時間（ＳＩＦＳ）経過後に到着するため、事前に予測が可能である。そこで、ＭＡＣ処理部１０２０とも連携し、予測された時間に到着した信号は、Ａｃｋ信号であるとみなす。なお、その間、演算処理回路リソース２７０は、使用形態等に関わりなく、領域６２１だけで無線ＬＡＮ復調するように限定することも好適である。
【０２０２】
図２７は、この場合の通信処理装置１２００の構成を示すブロック図である。ＭＡＣ処理部１０２０は、Ａｃｋ受信タイミングの情報をリソース割当部２５０に通知する。そして、リソース割当部２５０は、Ａｃｋ受信タイミングでは、領域６２１のみで処理し、その他のＡｃｋ受信タイミングでは、領域６３１で処理するように、演算リソースを割り当てることも可能である。
【０２０３】
また、ここで、粗粒度再構成型回路を用いた演算処理回路リソース２７０Ｂは、その規模を始めから限定化し、領域６２１のみで構成しておくことも、回路規模を小さくでき好適である（図２８参照）。例えば、ＳＩＦＳ経過後にＡｃｋ信号を返信しなくてはならない通常データ信号を受信する場合、処理可能な通信モードは、ＳＩＳＯモードに限られる。ＳＩＳＯモードは、ＭＩＭＯモードに比べ、復調処理演算が少ない。そのため、ＳＩＳＯモードは、限られた演算リソースでの処理が可能である。また、許容処理時間が比較的長い場合、通信処理装置は、長い処理時間を費やして、限定された領域６２１のみでＭＩＭＯ復調処理を行うとことが考えられる。許容処理時間が長い場合の例としては、Ａｃｋ受信、又は、前述したマルチユーザＭＩＭＯの場合等に限定されるものではない。本実施の形態では、例えば、広告配信等、一方的にデータを送信している送信局からのデータを受信する場合のように、ベストエフォート的な送信がされており、無線ＬＡＮにおけるＡｃｋ信号を返信する必要が無い場合が想定される。
【０２０４】
（実施の形態９）
実施の形態１〜８では、演算処理回路リソースのクロック周波数及び電源電圧は一定であり、演算処理回路リソースの演算リソースの領域のみを制御する場合について説明した。
【０２０５】
本実施の形態は、ＤＶＦＳ技術又は電源遮断技術と、上記各実施の形態で説明した演算処理回路リソースの演算リソースの領域制御とを組合せる場合について説明する。具体的には、本実施の形態に係る通信処理装置は、許容消費エナジーと、使用形態（同時使用可能な通信方式数や最高伝送レート等）とのトレードオフを考慮してリソース制御を行う。
【０２０６】
図２９は、本発明の実施の形態９に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図２９の本実施の形態に係る通信処理装置１３００において、図４と共通する構成部分には、図４と同一の符号を付して説明を省略する。図２９に示す通信処理装置１３００は、図４に示す通信処理装置２００に対して、リソース割当部２５０に代えて、リソース割当部１３２０を有する。さらに、図２９に示す通信処理装置１３００は、許容消費エナジー決定部１３１０、クロック周波数制御部１３３０、及び、電圧制御部１３４０を更に追加した構成を採る。
【０２０７】
許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量又はユーザによるエナジー消費モードのパラメータを入力とし、演算処理回路リソース２７０の許容消費エナジーを決定する。エナジー消費モードには、例えば、エナジー節約重視型、又は、性能重視型等がある。例えば、エナジー消費モードがエナジー節約重視型を示す場合、許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量に関わらず、常に最小のエナジー消費量を許容消費エナジーに決定する。また、エナジー消費モードが性能重視型を示す場合、許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量に応じて、許容消費エナジーを決定する。例えば、電池残量が５０％以上の場合には、許容消費エナジー決定部１３１０は、性能を重視し、最高伝送速度、又は複数の通信規格を同時に処理することができるエナジー消費量を許容消費エナジーに決定する。また、電池残量が５０％を下回ると、許容消費エナジー決定部１３１０は、最小のエナジー消費量を許容消費エナジーに決定する。
【０２０８】
そして、許容消費エナジー決定部１３１０は、決定した許容消費エナジーの情報を、リソース割当部１３２０に通知する。もちろん、エナジー消費モードは、上記のような単純な２つのモードだけでなく、許容消費エナジー決定部１３１０は、多数のモードに対して許容消費エナジーを決定することも可能である。
【０２０９】
リソース割当部１３２０は、決定された許容消費エナジーを用いて、使用形態（動作モード）が示す所望の通信規格を処理すべく、演算処理回路リソース２７０の使用領域、クロック周波数、及び、動作電圧を決定する。
【０２１０】
例えば、通信処理装置１３００が、演算処理回路リソース２７０の全領域を使用して、同時演算処理可能数を最大限利用する場合を考える。この場合、クロック周波数及び電圧を低下させても、少ない演算リソースだけで処理する場合と同じ機能を、同じ処理時間で完了することができる。この結果、回路全体の消費エナジーが削減される。一般に、クロック周波数低下及び電圧低減による消費エナジーの低減効果は、稼動領域増大による消費エナジーの増大分よりも大きい。これは、消費エナジーと稼動面積との関係が線形的であるのに対して、消費エナジーとクロック周波数（及びそのクロック周波数での動作達成に必要な印加電圧）との関係が指数関数的であるからである。
【０２１１】
これに対し、演算処理回路リソース２７０内の限定した領域のみで、全領域を使用して演算処理を行う場合と同じ機能を、同じ処理時間で処理するためには、クロック周波数及び印加電圧を増大させる必要が生じる。この場合、クロック周波数増加及び電圧増加による消費エナジーの増大効果が、稼動領域を縮小することによる消費エナジーの低減分よりも大きい。ただし、使用していない領域において他の通信規格を同時処理することができるため、システム全体は高機能化される。
【０２１２】
また、リソース割当部１３２０が、演算処理回路リソース２７０の全領域を稼動領域に割り当てた上で、クロック周波数及び印加電圧を増大させるようにすれば、同じ処理時間において、より複雑な演算処理が可能となる。例えば、クロック周波数及び印加電圧を増大させない場合には、通信処理装置１３００は、ＳＩＳＯモードにしか対応できないと仮定する。この場合、リソース割当部１３２０は、クロック周波数及び印加電圧を増大させることで、通信処理装置１３００は、ＭＩＭＯ復調が可能となる。また、これにより、通信処理装置１３００は、より高性能なＭＩＭＯ復調方式（例えばＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection等）の採用も可能となり、復調性能を向上させることができる。
【０２１３】
ここで、許容消費エナジーと許容処理時間との対応関係は、シミュレーション又は測定等によって調査しておき、リソース割当部１３２０が、当該関係表を保持しておくようにすると、常に最適なリソース制御で運用でき、好適である。
【０２１４】
このようにして、リソース割当部１３２０は、容消費エナジー及び許容処理時間に応じて、使用形態が示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。更に、リソース割当部１３２０は、演算リソースのクロック周波数、及び、演算リソースへの印加電圧を決定する。そして、リソース割当部１３２０は、割り当てた演算リソースの情報（リソース配分情報）を領域制御部２６０に通知する。また、リソース割当部１３２０は、決定したクロック周波数の情報をクロック周波数制御部１３３０に通知する。また、リソース割当部１３２０は、決定した印加電圧の情報を電圧制御部１３４０に通知する。
【０２１５】
クロック周波数制御部１３３０は、決定されたクロック周波数で演算処理回路リソース２７０を動作させる。
【０２１６】
電圧制御部１３４０は、決定された印加電圧を演算処理回路リソース２７０に印可する。
【０２１７】
なお、演算処理回路リソース２７０は、例えば図２５又は図２６のように、稼動領域を拡張又は縮小させることができる構成となっているのに加え、クロック周波数及び電圧が可変な構成とする。この構成は、従来のＤＶＦＳ技術を応用することで対応可能である。
【０２１８】
また、図３０は、本実施の形態に係る通信処理装置の他の構成を示すブロック図である。なお、図３０の本実施の形態に係る通信処理装置１４００において、図２９と共通する構成部分には、図２９と同一の符号を付して説明を省略する。図３０に示す通信処理装置１４００は、図２９に示す通信処理装置１３００に対して、クロック周波数制御部１３３０、及び、電圧制御部１３４０を削除し、電源制御部１４１０を追加した構成を採る。
【０２１９】
通信処理装置１４００は、演算処理回路リソース２７０内の限定した領域だけを用いて演算処理を行う場合と同じクロック周波数及び電圧を用いて、演算処理回路リソース２７０内の全領域で演算処理を行う。つまり、通信処理装置１４００は、演算処理回路リソース２７０内の全領域で演算処理を行う場合にも、クロック周波数並びに電圧を低下させずに演算処理を行う。この場合、同時演算処理可能数の増大に伴い、処理時間が短縮される。
【０２２０】
電源制御部１４１０は、この処理時間の短縮によって生み出された演算処理をする必要の無い空き時間だけ、電源を遮断する。これにより、通信処理装置１４００は、消費エナジーを低減することができるようになる。
【０２２１】
なお、演算処理回路リソース２７０は、一定期間だけ部分的に電源を遮断させ、その後電源を再投入することが可能な構成とする。この構成は、電源遮断技術を応用することで対応可能である。
【０２２２】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置１３００において、許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量又はユーザによるエナジー消費モードのパラメータを入力とし、演算処理回路リソース２７０の許容消費エナジーを決定する。そして、リソース割当部１３２０は、許容消費エナジー及び許容処理時間に応じて、使用形態が示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てるとともに、演算リソースのクロック周波数、及び、演算リソースへの印加電圧を決定する。これにより、通信処理装置１３００は、使用形態、又は、許容処理時間に応じて、演算リソースの利用効率を最大化することができる。この結果、通信処理装置１３００は、稼働時間を増大し、高機能化又は高性能化に適応的に対応することができ、ユーザの利用シーンの自由度を向上させることができる。
【０２２３】
また、本実施の形態に係る通信処理装置１４００において、電源制御部１４１０は、処理時間の短縮によって生み出された演算処理をする必要の無い空き時間だけ、電源を遮断する。これにより、通信処理装置１４００は、消費エナジーを低減することができ、電池動作の稼働時間を増大させることができるため、ユーザの利用シーンの自由度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２４】
本発明に係る通信処理装置及び通信処理方法は、許容処理時間を考慮して演算処理回路リソースを割り当てる機能を有し、様々な通信方式に対応するソフトウェア無線等として有用である。また、本発明に係る通信処理装置及び通信処理方法は、映像コーデック処理等との同時動作の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０２２５】
１００ 通信システム
１１０ 据置き型テレビ受像機
１１１，１３１ 表示部
１１２ 映像蓄積部
１１３，１３２ ベースバンド処理部
１１４，１３３ 無線フロントエンド部
１１５，１１６，１３４，１３５ 共用アンテナ
１２０ アクセスポイント
１３０ 可搬型テレビ受像機
２００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００ 通信処理装置
２１０ ＡＤＣ
２２０ ＤＡＣ
２３０，８１０ 動作モード決定部
２４０，８２０ 許容処理時間判定部
２５０，７１０，８３０、９１０，１０１０，１１１０，１３２０ リソース割当部
２６０ 領域制御部
２７０，２７０Ａ，２７０Ｂ，８４０ 演算処理回路リソース
３０１−１，３０１−２，４０１−１，４０１−２ 時間／周波数同期部
３０２−１，３０２−２，４０２−１，４０２−２ ＦＦＴ部
３０３−１，３０３−２ フレーム同期部
３０４−１，３０４−２，４０３−１，４０３−２ チャネル推定部
３０５−１，３０５−２ 等化部
３０６−１，３０６−２，４０６−１，４０６−２ デマッピング部
３０７−１，３０７−２，４０７ デインターリーバ
３０８−１，３０８−２，４０８ 誤り訂正部
４０４ ＭＩＭＯ分離部
４０５−１，４０５−２ 位相追従部
４０９，１０２０ ＭＡＣ処理部
４１０ 符号化部
４１１ インターリーバ
４１２−１，４１２−２ マッピング部
４１３ ＭＩＭＯ合成部
４１４−１，４１４−２ ＩＦＦＴ部
５０１ データメモリ
５０２ プログラムメモリ
５０３ 構成情報メモリ
５０４ ロジック部
５０５，５０６，５１１〜５１３，５２１ 制御部
５０７−１〜１６，８４１−１〜８ ＦＵ
５０８ アレー部
６０１，６０２，６１１，６１２，６１３，６２１，６３１ 領域
７２０，９２０ ＦＩＦＯメモリ
９３０ リングバッファ
１１２０ 最長フレーム長判定部
１３１０ 許容消費エナジー決定部
１３３０ クロック周波数制御部
１３４０ 電圧制御部
１４１０ 電源制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再構成可能又はプログラム可能なハードウェア回路リソースを利用して、様々な通信方式に対応する通信処理装置及び通信処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信用のデジタル信号処理を行う方法として、ソフトウェア無線が注目されている。ソフトウェア無線は、再構成可能な回路（以下、再構成型回路という）、又は、プログラムにより処理内容を変更することが可能な回路等で構成される。
【０００３】
従来のソフトウェア無線装置が、例えば特許文献１に開示されている。図１は、特許文献１に記載のソフトウェア無線装置の構成を示す図である。図１において、ソフトフェア無線装置１０は、アンテナ１１、無線送受信デバイス１２、リソースコントローラ１３、信号処理デバイス（リソース）１４、記憶装置１５、及び、システムコントローラ１６を有する。
【０００４】
リソースコントローラ１３は、異なる通信システム間でのハンドオーバー制御を容易に実現するために、信号処理デバイス（リソース）１４を制御する。具体的には、リソースコントローラ１３は、信号処理デバイス（リソース）１４が有する信号処理回路のうち、利用可能な回路リソース又はタイミング（又は周期）等を管理する。特許文献１には、リソース管理方法として、処理対象機能に必要な単位時間当たりの所要演算量と、リソース内の信号処理回路の処理性能とを勘案して、複数の回路リソースに演算処理を割り振る方法が記載されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、相互に自立的に運用されている異なる通信システム（例えば、衛星通信システム及びセルラー無線通信システム）に対応可能な端末が、複数の通信システムとの同時リンクを確立する方法が開示されている。特許文献２に記載の端末は、異なる通信システムにおいてリソースの共有が可能かどうかを確認し、可能な場合、リソースを共有する。具体的には、当該端末は、リンク確立の優先度に応じて、リソース共有可能な期間であるか否かを確認し、問題がなければリソースを共有し、優先度の低いリンク側との通信接続を行う。
【０００６】
ここで、ソフトウェア無線に適用される再構成型回路又はプログラム可能な回路の一例が、非特許文献１に開示されている。非特許文献１には、複数の演算処理ユニット間の接続構成や個々の演算処理ユニットの処理内容を変更することで、様々な機能を実現する技術（粗粒度再構成（coarse grain reconfigurable）技術）が記載されている。
【０００７】
また、更なる処理の効率化を実現するために、非特許文献２には、処理対象のプログラムを複数のスレッドに分割し、複数の領域において同時並列的に演算を行う、マルチスレッド化技術が開示されている。マルチスレッド化技術では、非同期又は独立に運用されている異なる複数の無線通信システムを、異なるスレッドに振り分けることにより、複数通信システムの同時処理が容易となる。ハードウェア回路リソースが有効活用されることにより、小型化が期待される。
【０００８】
また、特許文献３には、通信システムに要求される処理時間を勘案し、ＤＶＳ（Dynamic Voltage Scaling）、又は、ＤＶＦＳ（Dynamic Voltage and Frequency Scaling）技術を、ソフトウェア無線に適用する例が開示されている。特許文献３に記載のソフトウェア無線は、通信システムに要求される処理時間（以下、許容処理時間という）内に処理を完了させる条件を満たすと同時に、消費電力が最小となるように、演算処理回路の電圧及びクロック周波数を制御する。具体的には、制御方法は、過去に処理した際に要した平均的な処理サイクル数と、実際に処理する際に要した処理時間と、通信方式から規定される許容処理時間との対応関係から、必要に応じて電圧及びクロック周波数を増加又は低下させる。
【０００９】
処理時間に対する要求仕様が厳しい例として、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に準じた無線ＬＡＮ（Local Area Network）が挙げられる。ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を採用する無線ＬＡＮでは、許容処理時間が特に短い。具体的には、同規格では、受信側の端末が誤り検出を行い、誤りが無いか否かを判定する。受信側の端末は、誤りが無かったと判定した場合、受信完了後から所定時間（ＳＩＦＳ：Short InterFrame Space）経過後に、確認応答（Ａｃｋ：Acknowledgment）信号を返信するよう定められている。そのため、実時間処理が所定時間内に完了するように、十分なハードウェア回路リソースも必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１５７９３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１１７２５号公報
【特許文献３】特開２００５−７３２３１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Bougard,B.ら,「A Coarse-Grained Array Accelerator for Software-Defined Radio Baseband Processing」,Micro IEEE,Vol.28,Issue:4,Page41-50.
【非特許文献２】Kehuai Wuら,「MT-ADRES:Multithreading on Coarse-Grained Reconfigurable Architecture」,International Workshop on Applied Reconfigurable Computing(ARC),2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の技術では、回路規模と許容処理時間とを考慮して、複数の通信方法に対応することができるハードウェア回路リソースの制御を行うという視点からは十分な検討が行われていない。
【００１３】
本発明の目的は、回路規模の増大を抑えつつ、複数の通信方式に対応することができる通信処理装置及び通信処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の態様の一つに係る通信処理装置は、プログラム可能な複数の演算ユニットを有する演算処理部と、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する決定部と、前記動作モードに応じて、許容される第１の処理時間を判定する判定部と、前記第１の処理時間に応じて、前記複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当てる割当部と、前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御するリソース制御部と、を具備する構成を採る。
【００１５】
本発明の態様の一つに係る通信処理方法は、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定し、前記動作モードに応じて、許容される処理時間を判定し、前記処理時間に応じて、プログラム可能な複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当て、前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回路規模の増大を抑えつつ、複数の通信方式に対応することができる通信処理装置及び通信処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のソフトウェア無線装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る通信システムの利用形態の一例を示した図
【図３】動作モードの種類と、それぞれの動作モードに対応付けた動作モード番号との関係を示す図
【図４】実施の形態１に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図５】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図（テレビ放送波ベースバンド復調機能）
【図６】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図（無線ＬＡＮ変復調ベースバンド処理機能）
【図７】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図（粗粒度再構成型）
【図８】実施の形態１に係る演算処理回路リソースの領域分配例を示す図（マルチスレッド対応が可能な粗粒度再構成型）
【図９】無線ＬＡＮ端末における通常データ信号の受信処理を説明するための図
【図１０】無線ＬＡＮ端末におけるＡｃｋ信号の受信処理を説明するための図
【図１１】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図１２】実施の形態１に係る通信処理装置の他の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態３に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態３に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図１６】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図１７】本発明の実施の形態４に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図１８】実施の形態４に係るベースバンド信号処理部の他の構成を示すブロック図
【図１９】リングバッファの構成を説明するための模式図
【図２０】本発明の実施の形態５に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図２１】本発明の実施の形態６に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の実施の形態７に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図２３】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図２４】通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図
【図２５】本発明の実施の形態８に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図２６】実施の形態８に係る演算処理回路リソースの他の構成を示すブロック図
【図２７】実施の形態８に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の実施の形態８に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図
【図２９】本発明の実施の形態９に係る通信処理装置の構成を示すブロック図
【図３０】実施の形態９に係る通信処理装置の他の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る通信システム１００の利用形態の一例を示す図であり、宅内での利用形態の例を示している。図２に示す通信システム１００は、据置き型テレビ受像機１１０、アクセスポイント１２０、及び、可搬型テレビ受像機１３０を有する。
【００２０】
据置き型テレビ受像機１１０は、表示部１１１、映像蓄積部１１２、ベースバンド処理部１１３、無線フロントエンド部１１４、及び、テレビ放送波受信用と無線ＬＡＮ用の共用アンテナ１１５，１１６を有する。
【００２１】
可搬型テレビ受像機１３０は、表示部１３１、ベースバンド処理部１３２、無線フロントエンド部１３３、及び、テレビ放送波受信用と無線ＬＡＮ用の共用アンテナ１３４，１３５を有する。
【００２２】
アクセスポイント１２０は、無線ＬＡＮ用のアクセスポイントであって、据置き型テレビ受像機１１０内部の映像蓄積部１１２に蓄積された映像データを、可搬型テレビ受像機１３０に無線転送する。なお、図２に示す通信システム１００では、アクセスポイント１２０は、外部ネットワークに接続されていて、インターネット等にもアクセス可能であることを想定している。
【００２３】
据置き型テレビ受像機１１０は、例えば、テレビ放送波を受信して、復調結果を表示部１１１に表示する。
【００２４】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、表示部１１１に表示するテレビ放送波とは異なるチャネルのテレビ放送波を受信して復調し、映像データとして映像蓄積部１１２に蓄積することも可能である。
【００２５】
また、受信性能を向上させるために、据置き型テレビ受像機１１０は、共用アンテナ１１５，１１６を介してそれぞれ受信した同一チャネルのテレビ放送波をダイバーシチ合成して復調し、映像データとして表示又は蓄積することも可能である。
【００２６】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、無線ＬＡＮの機能を有しており、アクセスポイント１２０を経由して得られる外部ネットワークからの映像データをダウンロードして、表示又は蓄積することも可能である。
【００２７】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、映像蓄積部１１２に蓄積済みの映像データを、可搬型テレビ受像機１３０に直接、又はアクセスポイント１２０を介して伝送することも可能である。
【００２８】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、復調したテレビ放送波の映像データを中継する機能も有しており、可搬型テレビ受像機１３０に直接、又はアクセスポイント１２０を介して当該映像データを伝送することも可能である。
【００２９】
また、据置き型テレビ受像機１１０は、無線ＬＡＮとして、高速伝送が可能なＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式に対応することも可能である。さらに、無線ＬＡＮは、複数の共用アンテナ１１５，１１６を介して信号を受信することも可能である。
【００３０】
すなわち、据置き型テレビ受像機１１０のベースバンド処理部１１３の機能は、大別すると以下のような３つの使用形態（以下、動作モードともいう）に分類されると想定される。
（１）テレビ復調のみ
（２）テレビ復調及び無線ＬＡＮ処理の同時動作
（３）無線ＬＡＮ処理のみ
【００３１】
なお、これらの機能は主に据置き型テレビ受像機１１０内のベースバンド処理部１１３が有する。
【００３２】
使用形態（１）は、更に、以下のような形態に分類される。
（１−１）１チャネル分のテレビ復調
（１−２）２チャネル分のテレビ復調
（１−３）１チャネル分のダイバーシチ復調
【００３３】
また、使用形態（２）は、更に、無線ＬＡＮ処理に応じて、以下のような形態に分類される。
（２−１）テレビ復調と通常モードでの無線ＬＡＮ処理との同時動作
（２−２）テレビ復調と送信主体モードでの無線ＬＡＮ処理との同時動作
【００３４】
使用形態（２−１）の通常モードでの無線ＬＡＮ処理の例としては、Ｗｅｂブラウジング、ストリーミング視聴等がある。また、使用形態（２−２）の送信主体モードでの無線ＬＡＮ処理の例としては、映像データ等のコンテンツ転送がある。
【００３５】
図３は、上記使用形態（動作モード）の種類と、それぞれの使用形態（動作モード）に対応付けた動作モード番号との関係を示す図である。これら各使用形態の詳細については、後述する。
【００３６】
無線フロントエンド部１１４は、受信したテレビ放送波又は無線ＬＡＮ信号を無線周波数帯からベースバンド帯に変換し、ベースバンド処理部１１３で復調処理ができるようにアナログ信号処理を実施する。また、無線ＬＡＮの送信モードの場合には、無線フロントエンド部１１４は、ベースバンド処理部１１３で生成されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換し、共用アンテナ１１５，１１６から送信する。
【００３７】
図４は、本実施の形態に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図４に示す通信処理装置２００は、図２のベースバンド処理部１１３に適用される。
【００３８】
図４において、通信処理装置２００は、ＡＤＣ（Analog to Digital Convertor）２１０、ＤＡＣ（Digital to Analog Convertor）２２０、動作モード決定部２３０、許容処理時間判定部２４０、リソース割当部２５０、領域制御部２６０、及び、演算処理回路リソース２７０を有する。
【００３９】
ＡＤＣ２１０には、無線フロントエンド部１１４から共用アンテナ１１５，１１６を介して受信された信号が入力される。受信信号は、テレビ放送波、又は、無線ＬＡＮ信号である。ＡＤＣ２１０は、テレビ放送波、及び（又は）、無線ＬＡＮ信号をそれぞれデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を演算処理回路リソース２７０に出力する。
【００４０】
ＤＡＣ２２０には、演算処理回路リソース２７０からベースバンド信号が入力される。ＤＡＣ２２０は、当該ベースバンド信号をアナログ信号に変換し、変換後のアナログ信号を無線フロントエンド部１１４に出力する。
【００４１】
動作モード決定部２３０は、１つ以上の通信方式の適用状態を示す使用形態（動作モード）を判定する。例えば、動作モード決定部２３０は、アプリケーション情報から、前述の想定される使用形態（１−１）〜（１−３）、（２−１）、（２−２）、及び（３）のうち、通信処理装置２００の使用形態がいずれであるか判定する。そして、動作モード決定部２３０は、判定した使用形態の情報を許容処理時間判定部２４０に通知する。
【００４２】
許容処理時間判定部２４０は、使用形態に応じて、通信システムに要求される処理時間（許容処理時間）を判定する。例えば、許容処理時間判定部２４０は、使用形態（２−２）の場合、無線ＬＡＮの許容処理時間はＳＩＦＳよりも十分長いと判定し、その他の使用形態の場合、許容処理時間はＳＩＦＳであると判定する。許容処理時間判定部２４０は、使用形態及び許容処理時間の情報をリソース割当部２５０に通知する。
【００４３】
リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、動作モードが示す各通信方式毎に、演算処理回路リソース２７０のハードウェア回路リソース（以下、演算リソースという）の割り当てを行う。リソース割当部２５０における演算リソースの割り当て方法については、後述する。リソース割当部２５０は、通信方式毎に割り当てた演算リソースの情報を領域制御部２６０に出力する。
【００４４】
領域制御部２６０は、通信方式毎に割り当てられたそれぞれの演算リソースに対して、各通信方式に応じた処理命令を適用させる。領域制御部２６０における処理命令の適用方法の詳細については、後述する。
【００４５】
演算処理回路リソース２７０は、複数の演算ユニット（ＦＵ：Function Unit）を有し、ＡＤＣ２１０から出力されるデジタル信号に対して復調処理を行い、デジタルデータを取得する。また、動作モードが無線ＬＡＮの送信モードの場合には、演算処理回路リソース２７０は、送信すべきデジタルデータを変調してベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号をＤＡＣ２２０に出力する。なお、演算処理回路リソース２７０の内部構成及び動作の詳細については、後述する。
【００４６】
図５及び図６は、演算処理回路リソース２７０の構成を示すブロック図である。図５に示す演算処理回路リソース２７０は、テレビ放送波ベースバンド復調機能を有する。また、図６に示す演算処理回路リソース２７０は、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ対応）変復調ベースバンド処理機能を有する。
【００４７】
始めに、図５に示す演算処理回路リソース２７０について説明する。図５に示す演算処理回路リソース２７０の構成例は、最大２チャネル分のテレビ放送波の復調処理、又は、２アンテナ入力のダイバーシチ受信が可能な構成例である。
【００４８】
図５において、演算処理回路リソース２７０は、時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部３０２−１，３０２−２、フレーム同期部３０３−１，３０３−２、チャネル推定部３０４−１，３０４−２、等化部３０５−１，３０５−２、デマッピング部３０６−１，３０６−２、デインターリーバ（De Interleaving）３０７−１，３０７−２、誤り訂正部３０８−１，３０８−２を有する。
【００４９】
時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２は、ＡＤＣ２１０から入力された信号に対して、時間同期又は周波数同期を行う。具体的には、時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２は、粗時間同期（フレーム同期）、及び、無線フロントエンド部１１４の自動利得制御を行う。また、時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２は、サンプリングオフセット補償、高精度時間同期（ＦＦＴタイミング検出）、及び、周波数オフセット補償等を行う。
【００５０】
ＦＦＴ部３０２−１，３０２−２は、前段の時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２の高精度時間同期機能により検出されたＦＦＴタイミングで、時間領域の信号を高速フーリエ変換して、周波数領域の信号に変換する。
【００５１】
フレーム同期部３０３−１，３０３−２は、周波数領域の信号に対してフレーム同期を実施し、変調方式又はスキャッタードパイロット（Scattered Pilot）の位置等を抽出する。
【００５２】
チャネル推定部３０４−１，３０４−２は、抽出したスキャッタードパイロットパターンの変調成分を取り除くこと等により、伝送路特性推定を行う。
【００５３】
等化部３０５−１，３０５−２は、推定した伝送路特性の逆特性を周波数領域の信号に乗算することで、伝送路等化を行う。
【００５４】
デマッピング部３０６−１，３０６−２は、等化された信号に対して、変調方式によって定まる閾値からの距離に基づいて尤度比を求める。
【００５５】
デインターリーバ３０７−１，３０７−２は、導出された尤度比に対して所定のパターンを用いてデインターリーブ（de-interleave）を行う。
【００５６】
誤り訂正部３０８−１，３０８−２は、デインターリーブされた信号に対してビタビ復号等を行う。
【００５７】
ここで、演算処理回路リソース２７０は、２アンテナ入力をダイバーシチ復調する場合、一方のアンテナ出力から推定されたチャネル推定値、及び、一方のＦＦＴ後の信号が、他方の等化部３０５−１に入力され、例えば最大比合成が行われる。図５に示す例において、等化部３０５−１は、最大比合成機能を有しているものとする。
【００５８】
次に、図６に示す演算処理回路リソース２７０について説明する。図６に示す演算処理回路リソース２７０の構成例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格のＭＩＭＯ変復調を実施する場合の構成例である。
【００５９】
図６において、演算処理回路リソース２７０は、時間／周波数同期機能部４０１−１，４０１−２、ＦＦＴ部４０２−１，４０２−２、チャネル推定部４０３−１，４０３−２、ＭＩＭＯ分離部４０４、位相追従部４０５−１，４０５−２、デマッピング部４０６−１，４０６−２、デインターリーバ４０７、誤り訂正部４０８、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部４０９、符号化部４１０、インターリーバ（Interleaving）４１１、マッピング部４１２−１，４１２−２、ＭＩＭＯ合成部４１３、及び、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部４１４−１，４１４−２を有する。
【００６０】
時間／周波数同期機能部４０１−１，４０１−２は、ＡＤＣ２１０から入力された信号を用いて、粗時間同期（フレーム同期）、及び、無線フロントエンド部１１４の自動利得制御を行う。また、時間／周波数同期機能部４０１−１，４０１−２は、サンプリングオフセット補償、高精度時間同期（ＦＦＴタイミング検出）、及び、周波数オフセット補償等を行う。
【００６１】
ＦＦＴ部４０２−１，４０２−２は、前段の時間／周波数同期部４０１−１，４０１−２の高精度時間同期検出機能により検出されたＦＦＴタイミングで、時間領域の信号を高速フーリエ変換して、周波数領域の信号に変換する。
【００６２】
チャネル推定部４０３−１，４０３−２は、フレームの先頭付近で送信されている高精度時間同期用シンボルを用いて、伝送路特性を推定する。
【００６３】
ＭＩＭＯ分離部４０４は、推定された伝送路特性の推定結果を用いて、空間多重された信号を複数のストリームに分離する。分離方法としては、様々な方法が提案されているが、例えば、周波数領域の信号にチャネル特性行列の逆行列を乗算する方法等がある。
【００６４】
位相追従部４０５−１，４０５−２は、分離されたストリームに対してそれぞれ並列に、残留位相誤差補償を行う。
【００６５】
デマッピング部４０６−１，４０６−２は、変調方式によって定まる閾値からの距離を用いて尤度比を求める。変調方式は、フレームの情報（データ部分の変調方式、フレーム長等）が含まれるＳＩＧＮＡＬ部を復調することにより得られる。なお、ＳＩＧＮＡＬ部は、予め決められた変調方式で送信されている。
【００６６】
デインターリーバ４０７は、導出された尤度比を所定のパターンでデインターリーブする。
【００６７】
誤り訂正部４０８は、デインターリーブされた信号に対してビタビ復号等の誤り訂正を行う。
【００６８】
ＭＡＣ処理部４０９は、ビタビ復号結果に対してＭＡＣ処理を行い、上位層で規定されたプロトコルに従って、ＭＡＣ処理後のデータを表示部１１１又は映像蓄積部１１２に出力する。また、映像蓄積部１１２から入力される映像データを送信する場合、ＭＡＣ処理部４０９は、無線ＬＡＮ規格で送信するために必要なデータ等を付加して、送信データを生成する。
【００６９】
符号化部４１０は、送信データに対して誤り訂正符号化を行う。
【００７０】
インターリーバ４１１は、誤り訂正符号化後の送信データをインターリーブする。
【００７１】
マッピング部４１２−１，４１２−２は、変調方式によって定まる複素平面状の信号点に、誤り訂正符号化後の送信データをマッピングする。変調方式は、ＭＡＣ処理部４０９によって、過去の通信成功状況等を勘案して最適な方式に設定されている。
【００７２】
ＭＩＭＯ合成部４１３は、マッピングされた信号を、無線ＬＡＮ規格で規定されたパターンでＭＩＭＯ合成し、ＩＦＦＴ部４１４−１，４１４−２に出力する。
【００７３】
ＩＦＦＴ部４１４−１,４１４−２は、ＭＩＭＯ合成後の周波数領域の信号に対してＩＦＦＴを行い、時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部４１４−１,４１４−２は、時間領域の信号をＤＡＣ２２０に出力する。
【００７４】
ところで、図５及び図６に示す演算処理回路リソース２７０を、従来型の専用ハードウェアを用いて実現する場合は、個々の機能ブロックに必要な数式を実現するために、四則演算回路等が組合せて接続される。そして、その組合せ接続構成は、固定的なものとなる。しかしながら、個々の機能ブロックは、複数の無線通信方式間で共用可能な機能ブロックもある。そのため、従来型の専用ハードウェアの場合は、回路規模削減のために、共用可能な機能ブロックはできる限り共用する構成で実現することが望ましい。例えば、図５及び図６において、ＦＦＴ部３０２−１，３０２−２とＦＦＴ部４０２−１，４０２−２とは、共用可能なブロックの１つである。ただし、ＦＦＴポイント数は、テレビ放送波の場合が８１９２ポイントであるのに対し、無線ＬＡＮの場合が１２８ポイントであり、両者でＦＦＴポイント数が異なる。そのため、全ての回路を共用することは、難しいものの、バタフライ演算部といった一部の回路のみを共用することは可能である。
【００７５】
また、図５の時間／周波数同期部３０１−１，３０１−２と図６の時間／周波数同期部４０１−１，４０１−２において、相関演算機能の一部の回路（図示しない）や、フィルタ演算回路（図示しない）等は、共用の対象となりうる。
【００７６】
これら共用可能回路を選択的に使用するために、演算処理回路リソース２７０を従来型の専用ハードウェアを用いて実現する場合は、演算処理回路リソース２７０には、状態遷移管理部又は制御部が備えられるのが一般的である。制御部は、シーケンサー等で構成される。そして、シーケンサーは、専用ハードウェアで実現されている演算回路の状態を管理することを主たる目的とし、選択制御を行うための簡易的なプログラムを必要する。そのため、シーケンサーは、フィルタ演算機能等のいわゆるデジタル信号処理を直接的に行うことはない。
【００７７】
一方、図５及び図６に示す演算処理回路リソース２７０を実現する別の手法は、例えば、ソフトウェア無線技術によるアプローチを採用することも好適である。この場合、例えば、演算処理回路リソース２７０を、粗粒度再構成型回路を用いて構成する手法が考えられる。
【００７８】
図７は、粗粒度再構成型回路を用いた演算処理回路リソース２７０の構成例である。図７において、演算処理回路リソース２７０は、データメモリ５０１、プログラムメモリ５０２、構成情報（コンフィギュレーション）メモリ５０３、ロジック部５０４を有する。図７に示す演算処理回路リソース２７０が、従来型専用ハードウェアと異なる点は、フィルタ演算機能等のいわゆるデジタル信号処理の機能が、プログラムによってロジック部５０４で直接的に処理されることである。
【００７９】
ロジック部５０４は、制御部５０５，５０６、及び、アレー部５０８を有する。また、アレー部５０８は、複数のＦＵ（Function Unit）５０７−１〜１６を有し、同時並列的に四則演算を実行する。各ＦＵ５０７−１〜１６は、主として汎用的な四則演算を行うことが可能であり、フィルタ機能等のいわゆるデジタル信号処理機能を実行するのに好適である。
【００８０】
また、ＦＵ５０７−１〜１６は、四則演算を行う他に、データメモリ５０１への読み出し／書き込みも行う。また、個々のＦＵ５０７−１〜１６には、データメモリ５０１以外に、他のＦＵからの出力が選択されて入力されることも可能であり、ＦＵ５０７−１〜１６は、入力信号源を切替えて使用されることができる。
【００８１】
各ＦＵ間の接続は、必ずしも隣接されるものに限定されるものではなく、図７は各ＦＵ間の接続の一例を模式的に示したに過ぎない。なお、各ＦＵには、一時的にデータを保存するレジスタファイルが含まれるのが一般的である。そして、個々のＦＵが処理可能な機能は、必ずしも同じである必要はない。異なる機能を有するＦＵから構成されるヘテロ型のアレー部は、一般的である。
【００８２】
一方で、制御部５０５，５０６は、アレー部５０８の演算に必要な定数等の事前準備、及び、演算後の有効データタイミングを規定する等の制御を実行する。例えば、制御部５０５，５０６は、信号処理における繰り返し処理を並列化してアレー部５０８に実行させ、その他の処理を制御部５０５，５０６で実行させるようにプログラミングすると好適である。
【００８３】
一般に、粗粒度再構成型回路は、様々な機能を切替えて実行でき、高速クロックで動作することで、所定時間内に処理を完了するように設計される。機能を切替える際には、処理途中のデータをデータメモリ５０１に保存しておく必要がある。
【００８４】
制御部５０５，５０６、アレー部５０８の機能の切替えが完了した時点で、各ＦＵは、再度データメモリ５０１から必要なデータを読み出し、別の機能を実行する。例えば、図５に示した機能を実行する場合、対象ＦＵは、時間同期機能を実行した後に、いったん実行後のデータをデータメモリ５０１に保存する。そして、対象ＦＵは、次に周波数同期機能に切替えられた後に、データメモリ５０１に保存したデータを用いて周波数同期機能を実行し、以降、同様に順次様々な機能を実行する。
【００８５】
なお、粗粒度再構成型回路は、並列処理可能な機能を効率的に実施することができるが、逐次的にしか処理できない機能を実施する場合、演算リソースの利用効率が低下する。よって、誤り訂正復号又はＭＡＣ処理等のように、逐次的に処理する機能については、別途専用ハードウェアで実施するように、従来型の回路と組合せて構成することも好適である。
【００８６】
プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３は、ロジック部５０４を動作させる順番又は内容が規定されたプログラムを保存する。特に、演算処理回路リソース２７０が、図７に示すように構成されている場合、プログラムメモリ５０２は、制御部５０５，５０６の動作を規定するプログラムを保存する。また、構成情報メモリ５０３は、各ＦＵ５０７−１〜１６の動作に関する順番、内容に加え、ＦＵ間の接続状態も規定するプログラムを保存する。プログラムメモリ５０２、構成情報メモリ５０３、及び、制御部５０５，５０６は、領域制御部２６０により制御される。
【００８７】
演算処理回路リソース２７０を複数通信方式に同時に対応させるためには、大きく分けて二通りの方法が想定される。一つ目の方法は、見掛け上の同時動作を満たすために、単一通信方式対応の場合よりも処理対象機能が増加する分だけ高速なクロックで演算処理回路リソース２７０を動作させ、個々の機能を早く処理して、通信方式を切替える。二つ目の方法は、演算処理回路リソース２７０をそれぞれの通信方式に対応する回路領域に分配し、分配した個々の回路領域でそれぞれの通信方式に対応した処理を並列的に実行する。
【００８８】
一つ目の方法は、シングルプロセッサ化に相当し、二つ目の方法は、いわゆるマルチプロセッサ化に相当する。そのため、一つ目の方法に比べ、二つ目の方法は、消費電力の観点から有利である。また、複数の通信方式への適用という観点から、処理時間等の時間管理の容易性を考慮すると、やはり二つ目の方法が望ましい。特に、ソフトウェア無線技術によるアプローチの場合、変調方式によって所要演算量が異なるため、汎用的な演算回路を時分割で切替えて用いる一つ目の方法では、処理時間が変調方式毎に異なるといった事態も想定されるからである。
【００８９】
二つ目の方法の一例として、例えば、マルチスレッド対応が可能な粗粒度再構成型回路を用いて、複数の通信方式を異なるスレッドに割り振り、並列的に処理する方法が考えられる。以下では、複数の通信方法が、テレビ放送及び無線ＬＡＮの場合を例に、二つ目の方法について説明する。
【００９０】
図８は、マルチスレッド対応が可能な粗粒度再構成型回路を用いた演算処理回路リソース２７０の構成例である。なお、図８において、図７と共通する構成部分には、図７と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
図８に示す演算処理回路リソース２７０は、テレビ放送波復調及び無線ＬＡＮ処理の同時処理を行う場合の構成例である。そして、図８において、領域６０１は、テレビ放送波復調の機能を実行する演算リソースであり、領域６０２は、無線ＬＡＮ処理の機能を実行する演算リソースである。なお、領域６０１，６０２は、リソース割当部２５０において、動作モードに応じて、演算処理回路リソース２７０が有する複数のＦＵ５０７−１〜１６が分配されることにより割り当てられる。リソース割当部２５０におけるリソース割り当て方法については、後述する。
【００９２】
図８に示すように、テレビ放送波復調及び無線ＬＡＮ処理のそれぞれが独立して動作する場合、制御部５０５と制御部５０６とが連携する必要は無い。一方、例えば、セルラー通信処理と無線ＬＡＮとのような異なる規格間でのハンドオーバー等がある場合には、制御部５０５と制御部５０６とが連携することにより、スムーズなハンドオーバーが実現できる。
【００９３】
領域６０１と領域６０２とは、互いに重ならないようにすると、制御部５０５と制御部０６との間で衝突が起こらず、好適である。なお、図８は、領域６０１と領域６０２とを模式的に示した例であって、両者の大きさが一致する必要はなく、また、柔軟に変更することも好適である。
【００９４】
ところで、前述した使用形態の大別において、（２）テレビ復調及び無線ＬＡＮ処理の同時動作の場合と、（３）無線ＬＡＮ処理のみの場合とでは、無線ＬＡＮ処理に割り当てることのできる演算リソースの領域の大きさが異なる。
【００９５】
使用形態（２）の場合には、図８に示すように、無線ＬＡＮ処理に対し粗粒度再構成型回路の半分の領域しか利用することができない。一方、使用形態（３）の場合には、無線ＬＡＮ処理だけに対し、粗粒度再構成型回路の全領域を利用することができる。
【００９６】
すなわち、単位時間当たりの理論的な演算処理量が使用形態（２）では、使用形態（３）の半分程度となる。このため、例えば、無線ＬＡＮにおける高速モード（ＭＩＭＯ）を処理するために、粗粒度再構成型回路の全領域が必要であると仮定すると、使用形態（２）では使用形態（３）よりも低速モードでの通信を強いられる。
【００９７】
ここで、使用形態（２）については、前述したように、無線ＬＡＮ処理に応じて、更に使用形態（２−１）、（２−２）に分けられる。使用形態（２−１）は、無線ＬＡＮ処理が主として受信モードであり、例えば、通信処理装置２００が、外部ネットワークにアクセスし、ストリーミング視聴する場合である。また、使用形態（２−２）は、無線ＬＡＮ処理が主として送信モードであり、例えば、通信処理装置２００が、可搬型テレビ受像機１３０へ映像蓄積データを転送する場合である。
【００９８】
ここで、使用形態（２−２）において、仮に転送プロトコルがＵＤＰ（User Datagram Protocol）であるとする。この場合、プロトコル上の受信データが無いため、通信処理装置２００の受信信号は、無線ＬＡＮのＭＡＣ（Media Access Control）層の確認応答（Ａｃｋ）信号のみとなる。
【００９９】
図９は、無線ＬＡＮ端末における、Ａｃｋ信号以外の通常の情報信号（以下、通常データ信号という）の受信処理を説明するための図である。
【０１００】
図９に示すように、無線ＬＡＮ端末は、通常データ信号を受信すると、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に規定されている通り、誤り検出を行う必要がある。そして、同規格では、誤りが検出されなければ、受信完了後から規定時間（ＳＩＦＳ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合１６μｓ）経過後に確認応答（Ａｃｋ）信号を返信することが定められている。このため、無線ＬＡＮでは、実時間処理が必要とされるのに加えて、許容処理時間が短いという制約がある。
【０１０１】
一方、テレビ放送波復調では、受信信号の取りこぼしがないように、実時間処理は必要とされるものの、処理遅延に関しては設計事項とされており、特段の制約が無い。
【０１０２】
このように、無線ＬＡＮとテレビ放送波復調とでは、処理遅延の点で特徴的な差異がある。そして、これまでの無線ＬＡＮ回路の設計では、実時間処理を満たすために必要な演算リソースに加え、短い許容処理時間で処理を完了させるために、相応の演算リソースが必要とされていた。
【０１０３】
図１０は、無線ＬＡＮ端末におけるＡｃｋ信号の受信処理を説明するための図である。
【０１０４】
ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格には、Ａｃｋ信号を復調する際の処理遅延については明記されていない。そのため、実質的には、図１０に示すように、次の信号を送信するタイミングＴ１までにＡｃｋ信号の復調処理を完了すれば、通信手順上の問題は発生しない。
【０１０５】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の場合、Ａｃｋ信号の受信が完了したタイミングＴ０から次の信号を送信するタイミングＴ１までの時間ΔＴは、以下のようになる。
ΔＴ＝ＤＩＦＳ（Distributed Coordination Function Space）
＋ＣＷ（Contention Window）サイズ最小値×スロット・タイム
＝３４μｓ＋１５×９μｓ＝１６９μｓ
【０１０６】
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、Ａｃｋ信号の復調に失敗した場合（Ａｃｋ信号が届かない場合も含む）、次の信号は新たなデータではなく、前回送信したデータを再送することが規定されている。そのため、無線ＬＡＮ端末では、送信準備のために、４μｓ程度早めに復調処理を完了している必要がある。すなわち、復調処理時間は、１６５μｓ（１６９μｓ−４μｓ）程度であれば問題ない。
【０１０７】
したがって、使用形態（２−２）では、送信主体のモードで無線ＬＡＮを運用する場合、復調処理時間を、通常モードの場合の処理時間１２μｓ（１６μｓ−４μｓ）から１６５μｓ（１６９μｓ−４μｓ）程度まで延長しても問題がない。このように、使用形態（２−２）では、復調処理時間を延長しても問題がないため、復調処理に要求される粗粒度再構成型回路の領域を削減することが可能となる。
【０１０８】
必要な演算リソースという観点から、送信処理と受信処理とを比較すると、送受信で変調方式が同じ場合、送信処理の方が受信処理よりも必要な演算リソースが少ない。必要な演算リソースの差は、一概に定まるものではないものの、一般的に、送信処理に必要な演算リソースは、受信処理に必要な演算リソースの１／２〜１／３程度と考えても支障はない。特に、ＭＩＭＯ方式のように、復調側に複雑な演算が要求される場合には、この差は大きいと考えられる。
【０１０９】
このような特徴を利用すると、送信主体の使用形態（２−２）では、粗粒度再構成型回路で必要とされる領域を、通常モード（２−１）の場合よりも削減することが可能である。なお、送信処理では実時間処理が要求される。そのため、送信処理の実時間処理に必要な演算リソースは、最低限確保しなくてはならない。
【０１１０】
使用形態（２−２）に示すＵＤＰプロトコルによる送信主体の場合、受信信号は、Ａｃｋ信号だけであり、処理遅延の制約が緩和されるため、無線ＬＡＮの送信処理に必要な領域だけを割り当てたとしても、特段の問題が生じないことがわかる。すなわち、前述した「無線ＬＡＮにおける高速モード（ＭＩＭＯ）を処理するために、粗粒度再構成型回路の全領域が必要である」という条件は、送信主体の使用形態（２−２）の場合には緩和される。
【０１１１】
そのため、粗粒度再構成型回路の半分の領域であっても、無線ＬＡＮにおける高速モード（ＭＩＭＯ）の適用が可能となる。すなわち、テレビ放送波の復調を行いながら、無線ＬＡＮにおける高速モードでの映像蓄積データの転送が可能となり、可搬型テレビ受像機１３０側では、高品質な映像を視聴することが可能となる。
【０１１２】
なお、処理時間の制約が緩和されたＡｃｋ信号の受信処理に必要な粗粒度再構成型回路の領域と、通常データ信号（Ａｃｋ信号以外）の受信処理に必要な領域とは、大きさが異なる。しかし、受信処理の機能そのものには変わりはなく、両方の場合ともに、受信処理は、図６に示すような機能ブロックによって行われる。すなわち、機能ブロックの処理に必要な四則演算等の数は一定であり、これらを小さい領域で時間を掛けて処理するか、又は、十分な領域を用いて短時間で処理するかの違いだけである。このことは、送信処理に関しても同様であり、粗粒度再構成型回路の全領域を使用して処理する場合も、半分の領域だけを使用して処理する場合も、使用する領域が異なるだけであり、機能的には同じである。
【０１１３】
そこで、本実施の形態に係る通信処理装置２００は、使用形態に応じた許容処理時間を判定し、許容処理時間を考慮して、動作モードが示す通信方式毎に、演算処理回路リソース２７０の演算リソースを割り当てる。この結果、通信処理装置２００は、最小限の演算リソースで高速なデータ転送を実現することが可能となる。
【０１１４】
具体的には、動作モード決定部２３０は、通信処理装置２００の使用形態（動作モード）を判定する。例えば、動作モード決定部２３０は、据置き型テレビ受像機１１０のインターフェースを介したユーザからの指定、又は、可搬型テレビ受像機１３０により指示されたアプリケーション情報に従って、使用形態を判定する。
【０１１５】
また、動作モード決定部２３０は、例えば、図３に示すように、使用形態と使用形態を示す動作モード番号とが対応付けられたテーブルを有し、判定した使用形態に対応する動作モード番号を許容処理時間判定部２４０に通知する。
【０１１６】
動作モード番号が使用形態（２−２）であることを示す「４」の場合、許容処理時間判定部２４０は、無線ＬＡＮの許容処理時間がＳＩＦＳよりも十分長いと判定し、その他の場合にはＳＩＦＳと同じであると判定する。許容処理時間判定部２４０は、判定した許容処理時間の情報をリソース割当部２５０に出力する。
【０１１７】
リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、動作モードが示す通信方式毎に、演算リソースを割り当てる。具体的には、リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、通信方式毎に、演算処理回路リソース２７０の複数の演算ユニット、すなわち、ＦＵ５０７−１〜１６を分配する。例えば、使用形態（２−２）の場合、リソース割当部２５０は、図８のように、テレビ復調用に領域６０１を割り当て、無線ＬＡＮ処理用に領域６０２を割り当てる。
【０１１８】
そして、リソース割当部２５０は、動作モードが示す通信方式の各々に対し配分された演算リソースの情報（以下、リソース配分情報という）を領域制御部２６０に通知する。なお、リソース配分情報には、図１１に示すように、通信方式と演算リソースとの対応関係が含まれている。
【０１１９】
領域制御部２６０は、リソース配分情報に基づいて、配分された演算リソースを制御する。例えば、領域制御部２６０は、領域６０１に対してはテレビ復調用の処理命令を適用し、領域６０２に対しては無線ＬＡＮ用の処理命令を適用する。それぞれの処理命令は、プログラムメモリ５０２に保存される制御部５０５，５０６用と、構成情報メモリ５０３に保存されるアレー部５０８用の２種類から構成される。そのため、領域制御部２６０は、プログラムメモリ５０２に対して、テレビ復調用の処理命令を制御部５０５に出力するよう指示する。また、領域制御部２６０は、プログラムメモリ５０２に対して、無線ＬＡＮ用の処理命令を制御部５０６に出力するよう指示する。また、領域制御部２６０は、構成情報メモリ５０３に対して、領域６０１においてテレビ復調用の処理命令を実行する際のプログラムを、制御部５０５に出力するよう指示する。また、領域制御部２６０は、構成情報メモリ５０３に対して、領域６０２において無線ＬＡＮ処理用の処理命令を実行する際のプログラムを、制御部５０６に出力するよう指示する。
【０１２０】
データメモリ５０１は、ＡＤＣ２１０によりデジタル信号に変換された信号を蓄積する。
【０１２１】
制御部５０５及び制御部５０６は、所望のタイミングで、データメモリ５０１からデジタル信号を読み出す。
【０１２２】
アレー部５０８の各ＦＵ５０７−１〜１６は、実質的なデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理の内容は、テレビ放送波復調の場合、図５に示した機能ブロック処理であり、無線ＬＡＮ処理の場合、図６に示した機能ブロック処理である。
【０１２３】
繰り返し処理の内容が変わる度に、処理途中のデータは、データメモリ５０１に一時的に蓄積され、構成情報メモリ５０３から新たな命令がアレー部５０８に書き込まれる。そして、個々のＦＵ５０７−１〜１６の動作内容、動作順序、他のＦＵとの接続構成が指定される。
【０１２４】
新たな命令のアレー部５０８への書き込みが完了した時点で、アレー部５０８は、再度データメモリ５０１から処理途中のデータを読み出し、命令に従った次の機能を実行する。使用形態（２−１）、（２−２）のように、テレビ放送波復調と無線ＬＡＮ処理とを同時に異なる領域で処理する場合には、それぞれの領域が独立して動作することとなる。
【０１２５】
全ての機能の処理が完了すると、データメモリ５０１に書き込まれた処理済のデータは、表示部１１１又は映像蓄積部１１２に出力される。
【０１２６】
ところで、使用形態（２−２）と使用形態（３）とでは、前述のように処理する機能自体は同じであるが、処理する演算リソースの領域が異なる。そのため、使用形態（２−２）と使用形態（３）とでは、処理機能は同じであっても処理時間が異なる。すなわち、デジタル信号処理が共に無線ＬＡＮ処理であったとしても、演算処理回路リソース２７０の後段に出力される有効データのタイミングが、使用形態毎に異なる。そこで、演算処理回路リソース２７０は、自身から有効データのタイミングを示す制御信号を出力させることも好適である。
【０１２７】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置２００において、演算処理回路リソース２７０は、プログラム可能な複数の演算ユニット（ＦＵ）を有する。そして、動作モード決定部２３０は、通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する。許容処理時間判定部２４０は、決定された動作モードに応じて、許容処理時間を判定する。リソース割当部２５０は、許容処理時間に応じて、複数のＦＵを分配して、動作モードが示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。領域制御部２６０は、割り当てられた演算リソースを制御する。演算処理回路リソース２７０は、演算処理が完了したタイミングで、演算処理後のデータを出力する。
【０１２８】
これにより、通信処理装置２００は、粗粒度再構成回路にマルチスレッド化技術を適用した構成を用いて、同時に複数の通信方式に対応する場合に、一方の通信方式の処理に対して過剰な演算リソースが使用されるのを回避することができる。この結果、他方の通信方式の処理に投入することができる演算リソースの制限を緩和することができ、小さい回路規模で、高速な通信を実現することができるようになる。例えば、受信処理に必要な処理量に対する送信処理に必要な処理量の割合だけの回路規模の削減が期待され、通信処理装置２００は、従来の約１／２の規模で、演算処理回路リソース２７０を実現することができる。また、通信処理装置２００は、複数の通信方式の同時処理が可能なため、ユーザの利用シーンの制限を緩和することができる。
【０１２９】
なお、演算処理回路リソース２７０は、使用される命令を、プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３に、全ての使用形態に対応させて保存しておくことも可能である。しかし、これらのメモリは、制御部５０５，５０６及びアレー部５０８からの高速かつ頻度の高いアクセスに耐えうるものである必要がある。そのため、全ての命令をプログラムメモリ５０２又は構成情報メモリ５０３に保存しておくことは、消費電力又は回路面積の観点から不利である。
【０１３０】
そこで、図１２に示すように、低速かつ頻度の少ないアクセスが前提で、大容量の記憶が可能なメモリ２８０を、演算処理回路リソース２７０の外部に構成することも好適である。メモリ２８０は、全ての使用形態のそれぞれに対応する命令（プログラム及び構成情報）を、使用形態毎に個別に保存している。
【０１３１】
使用形態（２−２）、（３）は、共にＭＩＭＯに対応可能であることが前提であり、機能的には同一処理となるが、粗粒度再構成型回路の使用領域が異なる。そのため、使用形態（２−２）と使用形態（３）とでは、無線ＬＡＮ用の命令（プログラム及び構成情報）の内容が異なる。具体的には、処理機能がソースコードで記述されている場合、ソースコード自体は同一だが、コンパイル条件の一つである使用可能領域が異なるため、コンパイル後の実行用バイナリー命令（プログラム及び構成情報）が異なることとなる。
【０１３２】
これに対して、使用形態（２−１）の場合は、通常の無線ＬＡＮモードで動作し、かつ、使用可能領域が使用形態（３）よりも小さいため、受信処理を規定時間内に収めるために、ＭＩＭＯモードには対応することができない。よって、実行用バイナリーだけでなく、機能的にも、使用形態（２−１）は、使用形態（２−２）、（３）とは異なる。
【０１３３】
このように、各使用形態によって、命令のバイナリーコードが異なる。そこで、メモリ２８０は、これらのバイナリーコードの全てを保存し、領域制御部２６０は、使用形態に対応する命令のバイナリーコードをプログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３に書き込むようにする。これにより、本実施の形態は、アクセス速度及び頻度が高いプログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３の消費電力及び回路面積の増加を、抑制することができる。なお、使用形態に対応する命令のバイナリーコードの書き込みは、通信処理装置２００の使用形態が変わる時にのみ実施されるものであり、大容量記憶可能なメモリ２８０のアクセス頻度は少ない。そのため、メモリ２８０のアクセス速度は、低速なもので構わない。
【０１３４】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図１３の本実施の形態に係る通信処理装置において、図４と共通する構成部分には、図４と同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示す通信処理装置７００は、図４に示す通信処理装置２００に対して、リソース割当部２５０に代えて、リソース割当部７１０を有する。また、図１３に示す通信処理装置７００は、ＡＤＣ２１０と演算処理回路リソース２７０との間に、ＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ７２０を追加した構成を採る。
【０１３５】
前述したように、使用形態（２−２）では、無線ＬＡＮ処理において、受信信号はＡｃｋ信号のみであることを前提としている。通常データ信号に比べ、Ａｃｋ信号は、概してフレーム長が短い。よって、演算リソースの領域を限定することにより、処理時間が遅くなるだけでなく、実時間処理も達成されない場合であっても、次の信号を送信するタイミングまでに、長い時間を掛けて復調処理することも可能である。
【０１３６】
ところが、例えば、無線ＬＡＮがブロックＡｃｋ方式を採用し、Ａｃｋ信号のフレーム長が長くなり、実時間処理が間に合わなくなると、受信信号の取りこぼしが発生してしまう。ここで、ブロックＡｃｋ方式とは、複数の受信フレームに対する通信成功／失敗状況をまとめて返信する方式である。したがって、ブロックＡｃｋ方式では、演算処理回路リソース２７０における復調処理が完了する前に次の無線ＬＡＮ信号が入力され、データメモリ５０１に次の無線ＬＡＮ信号を保存しきれない場合が発生する。
【０１３７】
そこで、本実施の形態に係る通信処理装置７００は、フレーム長が長い無線ＬＡＮ信号を一時的に保存するためのＦＩＦＯメモリ７２０を、データメモリ５０１の前段に設けた構成を採るようにした。
【０１３８】
ＦＩＦＯメモリ７２０は、無線ＬＡＮ処理において実時間処理が間に合わない場合に、ブロックＡｃｋ信号のようなフレーム長が長い信号を一次的に保存する。
【０１３９】
無線ＬＡＮ処理の制御を行う制御部５０６は、シンボル毎に処理すべき機能が完了するタイミングに合せて、ＦＩＦＯメモリ７２０に蓄積されているデータをデータメモリ５０１に書き込む。そして、制御部５０６は、次のシンボルに対する処理が遅延無く実施できるように領域６０２を制御する。もちろん、ブロックＡｃｋ信号のフレーム長と、演算リソースの領域を限定した場合の処理速度との関係によっては、通信処理装置７００がＦＩＦＯメモリ７２０を有しても、通信処理装置７００は信号を取りこぼしてしまう可能はある。しかしながら、ブロックＡｃｋ信号で返信する対象のフレーム数は、調整可能であり、無線ＬＡＮの運用モードが規定するパラメータの一つである。ここで、無線ＬＡＮの運用モードとは、例えば、ストリーム数、フレームフォーマット、フレームレート等、様々なパラメータにより特定される無線ＬＡＮの運用形態である。そのため、本実施の形態では、処理速度と事前の設計に基づくＦＩＦＯメモリ７２０の容量とを勘案して、ブロックＡｃｋ信号の対象フレーム数の最大値を超えないような当該フレーム数を見積もるようにしてもよい。そして、この場合、無線ＬＡＮの運用モードは、見積もったフレーム数をブロックＡｃｋ信号で返信する対象のフレーム数に設定すればよい。
【０１４０】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置７００は、フレーム長が長い信号を一時的に保存するためのＦＩＦＯメモリ７２０を有する。これにより、通信処理装置７００は、ブロックＡｃｋ信号のようなフレーム長が長いＡｃｋ信号を受信する場合においても、限定した演算リソースで通信処理を行うことができ、小型化に好適である。
【０１４１】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図１４の本実施の形態に係る通信処理装置８００において、図４と共通する構成部分には、図４と同一の符号を付して説明を省略する。図１４に示す通信処理装置８００は、図４に示す通信処理装置２００に対して、動作モード決定部２３０、許容処理時間判定部２４０、リソース割当部２５０、及び、演算処理回路リソース２７０に代えて、動作モード決定部８１０、許容処理時間判定部８２０、リソース割当部８３０、及び、演算処理回路リソース８４０を有する。
【０１４２】
図１５は、本実施の形態に係る演算処理回路リソース８４０の構成を示すブロック図である。なお、図１５の本実施の形態に係る演算処理回路リソース８４０において、図８と共通する構成部分には、図８と同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示す演算処理回路リソース８４０は、図８の演算処理回路リソース２７０に対して、ＦＵ５０７−１〜８に代えて、バックアップ用のレジスタファイル（ＲＦ：Register File）１〜８を備えるＦＵ８４１−１〜８を有する。
【０１４３】
実施の形態１及び２では、使用形態（２−２）として、転送プロトコルが例えばＵＤＰであり、受信信号がＡｃｋ信号だけの場合を前提とした。本実施の形態は、転送プロトコルがＵＤＰではなく、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の場合においても、適応できる。本実施の形態では、ＴＣＰに適用し、小さい回路規模で、許容処理時間を満たしつつ、複数の通信方式に対応することができる通信処理装置について説明する。
【０１４４】
ＴＣＰのように、上位層においてもＡｃｋ信号が必要な場合、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格が規定するＡｃｋ信号に加え、上位（ＴＣＰ）層のＡｃｋ信号がカプセル化された信号（上位Ａｃｋ信号）も、無線ＬＡＮにおける受信信号となる。この上位Ａｃｋ信号は、無線ＬＡＮ処理においては、Ａｃｋ信号以外の通常の情報信号（通常データ信号）として受信される。したがって、通信処理装置８００は、規定時間内に、通常データ信号としての上位Ａｃｋ信号に対するＡｃｋ信号を返信できるように、短い処理時間で処理を完了しなくてはならない。
【０１４５】
本実施の形態は、短い処理時間に最大限対応できるように、一時的に、テレビ放送波復調用の領域６０１を減らす、又は、領域６０１におけるテレビ放送波復調を中断することにより、無線ＬＡＮ処理用の演算リソースの領域を拡張する。以下では、領域６０１においてテレビ放送波復調処理を中断する場合を例に説明する。
【０１４６】
テレビ放送波復調用の領域６０１は、非同期で独立に動作している無線ＬＡＮ処理用の領域の拡張部として使用される。そのため、テレビ放送波復調時の演算処理途中のデータを一時的に退避させる必要がある。ＦＵ８４１−１〜８のそれぞれは、一時退避用の記憶部として、ＦＵ８４１−１〜８に通常備わるレジスタファイルに加え、一時退避用のレジスタファイル（ＲＦ１〜８）を備える。
【０１４７】
動作モード決定部８１０は、通信規格よりも上位層の通信プロトコル、又は、アプリケーションに基づいて、通信処理装置８００の使用形態を判定する。そして、動作モード決定部８１０は、判定した使用形態の情報を許容処理時間判定部８２０に通知する。
【０１４８】
許容処理時間判定部８２０は、許容処理時間判定部２４０と同様に、使用形態に応じて、許容処理時間を判定する。特に、許容処理時間判定部８２０は、通信プロトコルがＴＣＰの場合、許容処理時間がＳＩＦＳであると判定する。そして、許容処理時間判定部８２０は、判定した許容処理時間の情報をリソース割当部８３０に出力する。
【０１４９】
リソース割当部８３０は、許容処理時間に応じて、ＦＵ８４１−１〜８，ＦＵ５０７−９〜１６を分配して、動作モードが示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。ただし、リソース割当部８３０は、特に、許容処理時間が短い場合、短い処理時間で処理を完了させるために、各通信方式に分配する演算ユニットを一時的に変更して、各通信方式を処理する演算リソースの領域を拡張又は縮小させる。例えば、通信プロトコルがＴＣＰの動作モードの場合、リソース割当部８３０は、無線ＬＡＮ処理用の領域６０２を拡張する必要があると判定し、無線ＬＡＮ処理用に拡張領域を割り当てる。
【０１５０】
このように、リソース割当部８３０は、許容処理時間に応じて、制御部５０５，５０６の制御対象となるＦＵとの対応付けを変更する。リソース割当部８３０は、割り当てた演算リソースの情報（リソース配分情報）を領域制御部２６０に通知する。なお、リソース配分情報には、例えば図１６に示すように、通信方式と演算リソースとの対応関係の組合せ（セット）が複数含まれ（図１６のセット１，２）、更に、当該組合せを適用する適用時間（ΔＴ１，ΔＴ２）が含まれている。
【０１５１】
領域制御部２６０は、リソース配分情報に基づいて、配分された演算リソースを制御する。したがって、領域制御部２６０は、リソース割当部８３０から図１６に示すようなリソース配分情報が通知される場合、領域制御部２６０は、始めに、領域６０１に対してはテレビ復調用の処理命令を適用する。また、領域制御部２６０は、領域６０２に対しては無線ＬＡＮ用の処理命令を適用する。そして、適用時間ΔＴ１が経過すると、領域制御部２６０は、領域６０１及び領域６０２に対して無線ＬＡＮ用の処理命令を適用する。
【０１５２】
これにより、適用時間ΔＴ１経過後、制御部５０６は、制御部５０５に対して、領域拡張を要請する。領域６０１を無線ＬＡＮ処理用に用いるために、制御部５０５は、直ちに、処理の途中であるデータ及び通常用レジスタファイルの内容を一時退避用のレジスタファイル（ＲＦ１〜８）に複製させる。一時退避用のレジスタファイル（ＲＦ１〜８）への複製が完了したタイミングで、制御部５０６は、無線ＬＡＮ処理用の領域を拡張し、アレー部５０８の全てのＦＵ８４１−１〜８，５０７−９〜１６を活用して、無線ＬＡＮ処理の処理を行う。
【０１５３】
ここで、ＦＵ８４１−１〜８がレジスタファイルを備えず、処理途中のデータをデータメモリ５０１に書き込むことも可能である。しかし、多数のＦＵはデータメモリ５０１に同時にアクセスすることができないという制限から、一時退避のために時間を要してしまう。よって、対象となる全てのＦＵが同時に一時退避処理を行える本構成は、処理時間の面で好適である。
【０１５４】
なお、プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３は、使用形態（３）に対応する命令も予め記憶しておく必要がある。そのため、プログラムメモリ５０２及び構成情報メモリ５０３は、実施の形態１及び２よりも大きな容量が必要である。
【０１５５】
ここで、粗粒度再構成型回路を用いるソフトウェア無線技術によるアプローチでは、粗粒度再構成型回路は、処理対象のシステムを処理するのに必要とされる最小サイクル数で常に動作しているわけではない。当該アプローチでは、多少の余裕サイクルが残されており、粗粒度再構成型回路が動作しない休止時間が存在するものと想定される。これは、将来のソフトウェア変更による性能向上の余地を残しておくという理由、又は、対応すべき規格毎に最小サイクル数が異なるため、一定程度のマージンを有しておくことが望ましいという理由からである。
【０１５６】
例えば、この余裕サイクルが、全演算リソースを活用した場合の１０％程度であると仮定する。テレビ放送波の１シンボル長が仮に１ｍｓとすると、１シンボルあたり１００μｓの余裕サイクルがある。そのため、１ｍｓの間に、テレビ放送波復調を１００μｓ中断しても、システム的に処理が破綻することがない。よって、無線ＬＡＮ復調が、テレビ放送波復調の余裕サイクル（１００μｓ）以内に完了すれば、本実施の形態を適用し、テレビ放送波復調を一時的に中断した場合においても、テレビ放送波復調において問題は生じない。
【０１５７】
無線ＬＡＮ復調が完了し、領域６０１において再度テレビ放送波復調を再開させる場合、制御部５０６は、制御部５０５に無線ＬＡＮ復調が完了した旨を通知する。そして、制御部５０５は、一時退避したデータをレジスタファイルから読み出し、読み出しが完了したタイミングで、中断する直前の処理を再開させる。具体的には、制御部５０５は、中断したタイミングでの命令を、別途、記憶しておき、中断したタイミングの命令から実行させる。
【０１５８】
無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間は、無線ＬＡＮのフレーム長、変調方式等、及び、設計時に把握可能な変調方式毎に必要な粗粒度再構成型回路の処理サイクル数によって一意に定まる。なお、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間は、無線ＬＡＮ信号の先頭に付加されている情報（ＳＩＧＮＡＬシンボル）を復調することにより求められる。よって、通信処理装置８００は、ＳＩＧＮＡＬシンボルを復調した結果、無線ＬＡＮ復調にテレビ放送波復調の余裕サイクル以上の処理時間が必要であると判定した場合、無線ＬＡＮ信号の復調を中止することも好適である。
【０１５９】
また、通信処理装置８００は、ＳＩＧＮＡＬシンボルを復調するまでは、限定した領域６０２のみで無線ＬＡＮ復調を行うようにしてもよい。そして、通信処理装置８００は、テレビ放送波復調の余裕サイクル内で処理が完了するフレーム長及び変調方式であると判定した場合にのみ、制御部５０５にテレビ放送波復調を中断させるリソース割り当てを行うことも好適である。
【０１６０】
なお、テレビ放送波復調の余裕サイクルは、設計時に予め把握することができる。そこで、余裕サイクル以上の処理時間を必要とするフレーム長及び変調方式の組合せで送信されないように、アクセスポイント１２０又は可搬型テレビ受像機１３０の無線ＬＡＮの運用モードが設定しておくことも好適である。
【０１６１】
ここで、Ａｃｋ信号は、通常データ信号の送信完了後、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に規定された一定時間（ＳＩＦＳ）経過後に到着する。そのため、事前にＡｃｋ信号が到着する時間の予測が可能である。そこで、ＭＡＣ処理部（図示しない）とも連携し、予測された時間に到着した信号はＡｃｋ信号であるとみなし、その間、演算処理回路リソース８４０は、領域６０２だけで無線ＬＡＮ復調するように限定することも好適である。
【０１６２】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置８００において、動作モード決定部８１０は、通信規格よりも上位層の通信プロトコル、又は、アプリケーションに基づいて、使用形態（動作モード）を判定する。リソース割当部８３０は、許容処理時間に応じて、使用形態が示す各通信方式に対して、複数の演算ユニットの分配を変更して、制御部５０５，５０６が制御する演算リソースの領域を拡張又は縮小する。これにより、通信処理装置８００は、許容処理時間が短い場合においても、複数の通信方式に対応することができる。
【０１６３】
（実施の形態４）
実施の形態３では、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間が、テレビ放送波復調の余裕サイクル未満の場合に、無線ＬＡＮ復調用の演算リソースを拡大することができる通信処理装置について説明した。本実施の形態では、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間が、テレビ放送波復調の余裕サイクル以上の場合においても、テレビ放送波復調への影響を抑えつつ、無線ＬＡＮ復調を行うことができる通信処理装置について説明する。
【０１６４】
図１７は、本発明の実施の形態４に係る通信処理装置に係る構成を示すブロック図である。なお、図１７の本実施の形態に係る通信処理装置９００において、図１４と共通する構成部分には、図１４と同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示す通信処理装置９００は、図１４の通信処理装置８００に対して、リソース割当部８３０に代えて、リソース割当部９１０を有する。また、図１７に示す通信処理装置９００は、ＡＤＣ２１０と演算処理回路リソース２７０との間にＦＩＦＯメモリ９２０を更に追加した構成を採る。
【０１６５】
実施の形態３に係る通信処理装置８００は、無線ＬＡＮ復調のために、テレビ放送波復調の余裕サイクル以上の期間にわたってテレビ放送波復調を中断すると、テレビ放送波信号の取りこぼしが発生してしまう。これを防ぐために、本実施の形態に係る通信処理装置９００は、ＦＩＦＯメモリ９２０を備える。
【０１６６】
例えば、通信処理装置９００が、テレビ放送波信号の５シンボル分を蓄積することができるＦＩＦＯメモリ９２０を有する場合を考える。前述したように、テレビ放送波復調の余裕サイクルが１ｍｓ当たり１００μｓの場合、通信処理装置９００は、無線ＬＡＮ復調のために、テレビ放送波復調の中断を、連続的に１ｍｓの間に１００μｓまで許容することができる。又は、通信処理装置９００は、断続的に５ｍｓの間に５００μｓまで許容することができる。無線ＬＡＮ復調のために、通信処理装置９００が、断続的にテレビ放送波復調を中断した場合、ＦＩＦＯメモリ９２０にテレビ放送波信号が少しずつ蓄積される。そして、最終的には、やはり、ＦＩＦＯメモリ９２０がテレビ放送波信号を取りこぼしてしまう可能性もある。
【０１６７】
そこで、リソース割当部９１０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量を観測し、その観測結果を演算処理回路リソース２７０の制御部５０６に通知する。そして、制御部５０６は、処理対象の無線ＬＡＮ信号の復調処理時間とＦＩＦＯメモリ９２０の残余量とを比較する。そして、制御部５０６は、ＦＩＦＯメモリ９２０に十分な残余量が無いと判断した場合には、制御部５０５への中断処理の依頼は行わず、無線ＬＡＮ信号の復調を中断する。
【０１６８】
無線ＬＡＮ復調が完了し、再度領域６０１においてテレビ放送波復調が再開される以降の通信処理装置９００の動作については、実施の形態３で述べた通信処理装置７００の動作と同様である。テレビ放送波復調の再開後は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたテレビ放送波信号が無くなるまで、通信処理装置９００は、休止時間無く粗粒度再構成型回路にて連続的にテレビ放送波復調処理を行う。
【０１６９】
なお、ＦＩＦＯメモリ９２０の容量が大きすぎると、テレビ放送波復調データが表示部１１１にしばらく出力されない状態となり、表示部１１１において映像が止まってしまう場合がある。つまり、ＦＩＦＯメモリ９２０の容量が大きすぎると、テレビ放送波復調データが表示部１１１に出力されるタイミングにジッタ（jitter）が生じる可能性がある。そこで、このタイミングジッタに耐えることができるように、表示部１１１が、バッファメモリ等を有するように構成すると好適である。
【０１７０】
ここで、表示部１１１が、タイミングジッタを吸収するためのバッファメモリを有する場合のデータ蓄積状態を考察する。ＦＩＦＯメモリ９２０にデータが蓄積されるに従って、演算処理回路リソース２７０からのテレビ放送波復調データの出力が滞ることとなる。このため、表示部１１１のバッファメモリに蓄積していた映像データが順次読み出され、表示部１１１のバッファメモリのデータ蓄積量が徐々に減少していく。すなわち、ＦＩＦＯメモリ９２０にデータが蓄積されるに従って、表示部１１１のバッファメモリのデータが読み出されるため、ＦＩＦＯメモリ９２０とバッファメモリとの蓄積状態は、補完関係となる。そのため、ＦＩＦＯメモリ９２０とバッファメモリとの共用化が可能となる。
【０１７１】
そこで、図１８に示すように、通信処理装置９００は、ＦＩＦＯメモリ９２０に代えて、リングバッファ９３０を有するようにしてもよい。
【０１７２】
リングバッファ９３０は、２入力２出力が可能なマルチポートリングバッファであり、テレビ放送波復調前の信号データ、及び、テレビ放送波復調後の映像データの入出力が個別に可能な構成を採る。
【０１７３】
図１９は、リングバッファ９３０の動作を説明するための図である。図１９に示されるように、例えば、テレビ放送波復調後の映像データは、データ１，データ２，データ３，…，データ２２の順にリングバッファ９３０に書き込まれる。そして、データ２３を書き込む前のタイミングでデータ１が読み出され、データ２４を書き込む前のタイミングでデータ２が読み出され、順次、データを書き込む前のタイミングでリングバッファ９３０からデータが読み出される。この時、映像データの出力がデータ２５で止まった後は、映像が切れないように、データ４、データ５、…の順に、映像データが読み出されていく。映像データが読み出されたアドレスには、信号データａ，信号データｂ，信号データｃ、…の順に復調前のテレビ放送波信号が書き込まれる。その後、復調前のテレビ放送波信号の蓄積が不要となると、例えば、読み出しが完了したデータ１１が書き込まれていたアドレスに、新たな映像データ２６が書き込まれるように、リングバッファ９３０が制御される。また、書き込まれた信号データａ、信号データｂ、信号データｃは、必要なタイミングで読み出されていく。
【０１７４】
このように、通信処理装置９００は、リングバッファ９３０を用いることにより、テレビ放送波信号を蓄積するメモリと、表示部１１１用の映像データを保持メモリとの共有化を図ることができる。そのため、通信処理装置９００は、メモリ領域を節約することができ、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１７５】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置９００は、テレビ放送波信号を一時的に保存するためのＦＩＦＯメモリ９２０又はリングバッファ９３０を有する。これにより、通信処理装置９００は、無線ＬＡＮ復調に必要とされる処理時間が、テレビ放送波復調の余裕サイクル以上の場合においても、テレビ放送波復調への影響を抑えつつ、無線ＬＡＮ復調を行うことができる。
【０１７６】
なお、本実施の形態において、通信処理装置９００は、ＦＩＦＯメモリ７２０を有するようにしてもよい。この場合には、通信処理装置９００は、ブロックＡｃｋ信号のようなフレーム長が長いＡｃｋ信号を受信する場合においても、限定した演算リソースで通信処理を行うことができ、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１７７】
（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５に係る通信処理装置の構成のブロックを示す図である。なお、図２０の本実施の形態に係る通信処理装置１０００において、図１７と共通する構成部分には、図１７と同一の符号を付して説明を省略する。図２０に示す通信処理装置１０００は、図１７に示す通信処理装置９００に対して、リソース割当部９１０に代えて、リソース割当部１０１０を有し、ＭＡＣ処理部１０２０を更に追加した構成を採る。本実施の形態に係る通信処理装置１０００は、ＦＩＦＯメモリ９２０にその容量を超えてテレビ放送波信号が入力され、ＦＩＦＯメモリ９２０が、テレビ放送波信号を取りこぼしてしまうのを回避する。
【０１７８】
リソース割当部１０１０は、リソース割当部９１０と同様に、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量を観測し、その観測結果を演算処理回路リソース２７０の制御部５０６に通知する。更に、リソース割当部１０１０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量と所定の閾値とを比較し、比較結果を、ＭＡＣ処理部１０２０に通知する。
【０１７９】
ＭＡＣ処理部１０２０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量が所定の閾値以上の場合、テレビ放送波信号の取りこぼしが発生する可能性が高いと判定する。この場合、ＭＡＣ処理部１０２０は、今後の処理時間が短縮できるように、フレーム長の縮小又は変調方式の簡素化を依頼するための制御信号を生成する。ここで、変調方式の簡素化とは、例えば、ＭＩＭＯからＳＩＳＯ（Single Input Single Output）に変更する場合をいう。また、変調方式の簡素化とは、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）から１６ＱＡＭに変更する場合をいう。そして、ＭＡＣ処理部１０２０は、情報データを送信するフレームとは別のフレームで、この制御信号を送信するための制御を行う。これにより、この制御信号を受信したアクセスポイント１２０、又は可搬型テレビ受像機１３０は、フレーム長の縮小又は変調方式の簡素化を行って、次のデータを送信するように制御される。このような、フレーム長又は変調方式の指定に関しては、標準規格で規定されていないものの、アプリケーションレベルの制御として実施することが可能である。
【０１８０】
一方、ＭＡＣ処理部１０２０は、フレーム長の縮小又は変調方式の簡素化により、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量が所定の閾値未満の場合、更なる高速伝送が可能であると判定する。この場合、ＭＡＣ処理部１０２０は、前述と逆の制御、すなわち、フレーム長の拡張又は変調方式の複雑化を依頼するための制御信号を生成する。そして、ＭＡＣ処理部１０２０は、情報データを送信するフレームとは別のフレームで、この制御信号を送信するための制御を行う。これにより、この制御信号を受信したアクセスポイント１２０、又は可搬型テレビ受像機１３０は、フレーム長の拡張又は変調方式の複雑化を行って、次のデータを送信するように制御される。ここで、変調方式の複雑化とは、例えば、ＳＩＳＯからＭＩＭＯに変更する、又は、１６ＱＡＭから６４ＱＡＭに変更する場合をいう。
【０１８１】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置９００において、ＭＡＣ処理部１０２０は、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されているデータ量に応じて、送信側で定められるフレーム長又は変調方式の変更依頼を送信側に通知する。これにより、通信処理装置９００は、演算リソースを最大限有効活用した高速伝送を実現することができる。
【０１８２】
（実施の形態６）
図２１は、本発明の実施の形態６に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図２１の本実施の形態に係る通信処理装置１１００において、図２０と共通する構成部分には、図２０と同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示す通信処理装置１１００は、図２０に示す通信処理装置１０００に対して、リソース割当部１０１０に代えて、リソース割当部１１１０を有し、最長フレーム長判定部１１２０を更に追加した構成を採る。本実施の形態に係る通信処理装置１１００は、無線ＬＡＮ信号がマルチユーザＭＩＭＯで送信され、無線ＬＡＮのフレーム長がユーザ毎に異なる場合においても、複数の通信方式に対応することができる。
【０１８３】
マルチユーザＭＩＭＯの場合、自局宛の所望の信号に他局宛の信号が空間多重されて送信される。そして、他局宛信号のフレーム長と自局宛信号のフレーム長とが一致しない場合も想定される。この場合、最も長いフレーム長に合せ、通信処理装置１１００は、十分な処理時間をかけて復調処理を行ってもよい。Ａｃｋ信号を返信するタイミングは、フレーム長が最も長い信号の復調処理が終了した後となるためである。
【０１８４】
そこで、最長フレーム長判定部１１２０は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、最も長いフレーム長を検出し、最長フレーム長と自局宛信号のフレーム長との差分から許容処理時間を導出する。最長フレーム長判定部１１２０は、導出した許容処理時間をリソース割当部１１１０に出力する。
【０１８５】
リソース割当部１１１０は、許容処理時間判定部８２０において使用形態から判定された許容処理時間と、最長フレーム長判定部１１２０により導出された許容処理時間とを比較する。そして、リソース割当部１１１０は、これらのうち、時間が長い許容処理時間に応じて、動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当てる。
【０１８６】
また、リソース割当部１１１０は、リソース割当部９１０と同様に、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量を観測し、その観測結果を演算処理回路リソース２７０の制御部５０６に通知する。
【０１８７】
また、ＭＡＣ処理部１０２０が、送信側にフレーム長又は変調方式を指定することができる場合には、リソース割当部１１１０は、実施の形態の５と同様に、ＦＩＦＯメモリ９２０に蓄積されたデータ量と所定の閾値とを比較する。そして、リソース割当部１１１０は、比較結果を、ＭＡＣ処理部１０２０に通知する。そして、ＭＡＣ処理部１０２０は、復調可能なフレーム長及び変調方式を示す制御信号を生成し、生成した制御信号の送信制御を行う。この時、他局宛フレーム長が事前に分からない場合には、他局宛フレーム長の最大値と自局宛フレーム長との差分を指定し、指定した差分以上の処理時間が確保できるよう、ＭＡＣ処理部１０２０は、送信側に要求する。ただし、実時間処理ができない場合には、通信処理装置１１００は、ＦＩＦＯメモリ７２０を備え、ＭＡＣ処理部１０２０は、このＦＩＦＯメモリ７２０の最大容量を勘案した処理時間を要求する必要がある。
【０１８８】
ところで、マルチユーザＭＩＭＯにおけるシステムの総スループットの観点からは、他局宛ユーザへの総干渉量が少なくなるため、できる限り、多値化又は空間多重化した変調方式により短時間で信号を伝送するのが望ましい。ただし、ソフトウェア無線技術によるアプローチの場合は、高度な変調方式を処理するための演算リソースを十分確保できない場合もある。そのため、通信処理装置１１００が処理可能な変調方式のうち、最も高度な変調方式を選択してもらえるよう、ＭＡＣ処理部１０２０が、許容処理時間を送信側に伝えることの意義は大きい。
【０１８９】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置１１００において、最長フレーム長判定部１１２０は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、最長フレーム長を検出する。そして、最長フレーム長判定部１１２０は、最長フレーム長と自局宛信号のフレーム長との差分から許容処理時間を導出する。そして、リソース割当部１１１０は、許容処理時間判定部２４０において使用形態から判定された許容処理時間と、最長フレーム長判定部１１２０により導出された許容処理時間とを比較する。そして、リソース割当部１１１０は、これらのうち、時間が長い許容処理時間に応じて、動作モードが示す通信方式毎に、演算リソースを割り当てる。これにより、通信処理装置１１００は、無線ＬＡＮ信号がマルチユーザＭＩＭＯで送信され、無線ＬＡＮのフレーム長がユーザ毎に異なる場合においても、限定した演算リソースで複数の通信方式に対応することができる。この結果、通信処理装置１１００は、回路規模の増大を抑制することができる。
【０１９０】
（実施の形態７）
図２２は、本発明の実施の形態７に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る通信処理装置の構成は、上記各実施の形態と同様であるため、図４等を援用して説明する。
【０１９１】
図２２の本実施の形態に係る演算処理回路リソース２７０Ａにおいて、図８と共通する構成部分には、図８と同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示す演算処理回路リソース２７０Ａは、図８に示す演算処理回路リソース２７０に対して、制御部５０５，５０６に代えて、制御部５１１〜５１３を有する。
【０１９２】
図２２に示す演算処理回路リソース２７０Ａは、３つの通信方式に対する同時処理を可能とする構成である。図８では、演算処理回路リソース２７０内のＦＵ５０７−１〜１６が２つの領域６０１，６０２に分配されたのに対し、図２２では３つの領域６１１，６１２，６１３に分配される。そして、各制御部５１１〜５１３は、それぞれの領域を制御する。具体的には、制御部５１１は、領域６１１内のＦＵ５０７−１〜４を制御し、制御部５１２は、領域６１２内のＦＵ５０７−５〜８を制御し、制御部５１３は、領域６１３内のＦＵ５０７−９〜１６を制御する。
【０１９３】
例えば、テレビ放送波信号が、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）の場合、領域６１１，６１２は、ワンセグメント復調処理を行うことが想定される。また、領域６１３は、無線ＬＡＮ処理を行う使用形態等が想定される。このとき、領域６１１と領域６１２とは、異なるチャネルのワンセグメント復調処理を行うことができ、制御部５１１、制御部５１２、及び、制御部５１３は、必要に応じて互いに連携する。
【０１９４】
図２３は、この場合に、リソース割当部２５０から領域制御部２６０に通知されるリソース配分情報であって、このリソース配分情報に含まれる通信方式と演算リソースとの対応関係の一例を示す図である。
【０１９５】
なお、実施の形態３と同様に、本実施の形態に係る通信処理装置は、各通信方式に分配するＦＵを一時的に変更し、各通信方式を処理する演算リソースの領域を、拡張又は縮小させるリソース割当部８３０を有するようにしてもよい。図２４は、リソース割当部８３０から領域制御部２６０に通知されるリソース配分情報に含まれる、通信方式と演算リソースとの対応関係の組合せ（セット）の一例を示す図である。この場合、制御部５１１は、一時的に制御部５１２，５１３に対して、処理の中断要請を行い、領域６１１に加え、領域６１２，６１３の演算リソースを使用して、ワンセグメント復調処理を行う。
【０１９６】
（実施の形態８）
図２５及び図２６は、本発明の実施の形態８に係る演算処理回路リソースの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る通信処理装置の構成は、上記各実施の形態と同様であるため、図４等を援用して説明する。
【０１９７】
図２５及び図２６の本実施の形態に係る演算処理回路リソース２７０Ｂにおいて、図８と共通する構成部分には、図８と同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示す演算処理回路リソース２７０Ｂは、図８に示す演算処理回路リソース２７０に対して、制御部５０５，５０６に代えて、制御部５２１を有する。
【０１９８】
図２５及び図２６に示す演算処理回路リソース２７０Ｂは、１つの通信方式のみに対応する構成であり、アレー部５０８を制御する制御部は、制御部５２１のみで構成される。
【０１９９】
本実施の形態に係る通信処理装置は、図２５に示すように、領域６２１のみを使用する場合と、図２６に示すように、領域６２１より大きい領域６３１を使用する場合と、所定の通信方式に対して柔軟に使用領域を変更して割り当てる。
【０２００】
例えば、動作モード決定部２３０が、使用形態（２−２）であり、ＵＤＰプロトコルを用いた無線ＬＡＮ送信が行われていて、自局がＵＤＰモードにおいて受信側であると判定した場合、受信信号は、Ａｃｋ信号に限られる。このような場合、演算処理回路リソース２７０Ｂが、ＭＩＭＯ方式で送信されたＡｃｋ信号を、領域６３１を使用せずに、限定した領域６２１のみで長い処理時間を費やして処理した場合においても、通信プロトコル上は問題がない。そこで、動作モード決定部２３０が、自局がＵＤＰモードにおいて受信側であると判定した場合、許容処理時間判定部２４０は、通常データ信号の受信処理よりも長い処理時間を許容処理時間と判定する。そして、リソース割当部２５０は、必要な領域として領域６２１を割り当て、この領域で処理するのに適した命令（プログラム及び構成情報）を実行させるように、領域制御部２６０を介して、演算処理回路リソース２７０を制御する。なお、演算処理回路リソース２７０Ｂが処理する機能自体は、Ａｃｋ信号を受信する場合と通常データ信号を受信する場合とで同様であり、例えば、図６に示すような機能ブロックにより実施されることに変わりはない。しかし、処理を実施する領域が異なるため、命令のバイナリーコードは、Ａｃｋ信号を受信する場合と通常データ信号を処理する場合とで異なることとなる。演算処理回路リソース２７０Ｂが、領域６２１だけで処理する場合、領域６２１外のＦＵ５０７−９〜１６は動作する必要が無い。そのため、通信処理装置がこの領域の電源を切断しておくと、リーク電流が流れないため、省電力化を図ることができる。
【０２０１】
ここで、Ａｃｋ信号は、通常データ信号の送信完了後、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に規定された一定時間（ＳＩＦＳ）経過後に到着するため、事前に予測が可能である。そこで、ＭＡＣ処理部１０２０とも連携し、予測された時間に到着した信号は、Ａｃｋ信号であるとみなす。なお、その間、演算処理回路リソース２７０は、使用形態等に関わりなく、領域６２１だけで無線ＬＡＮ復調するように限定することも好適である。
【０２０２】
図２７は、この場合の通信処理装置１２００の構成を示すブロック図である。ＭＡＣ処理部１０２０は、Ａｃｋ受信タイミングの情報をリソース割当部２５０に通知する。そして、リソース割当部２５０は、Ａｃｋ受信タイミングでは、領域６２１のみで処理し、その他のＡｃｋ受信タイミングでは、領域６３１で処理するように、演算リソースを割り当てることも可能である。
【０２０３】
また、ここで、粗粒度再構成型回路を用いた演算処理回路リソース２７０Ｂは、その規模を始めから限定化し、領域６２１のみで構成しておくことも、回路規模を小さくでき好適である（図２８参照）。例えば、ＳＩＦＳ経過後にＡｃｋ信号を返信しなくてはならない通常データ信号を受信する場合、処理可能な通信モードは、ＳＩＳＯモードに限られる。ＳＩＳＯモードは、ＭＩＭＯモードに比べ、復調処理演算が少ない。そのため、ＳＩＳＯモードは、限られた演算リソースでの処理が可能である。また、許容処理時間が比較的長い場合、通信処理装置は、長い処理時間を費やして、限定された領域６２１のみでＭＩＭＯ復調処理を行うとことが考えられる。許容処理時間が長い場合の例としては、Ａｃｋ受信、又は、前述したマルチユーザＭＩＭＯの場合等に限定されるものではない。本実施の形態では、例えば、広告配信等、一方的にデータを送信している送信局からのデータを受信する場合のように、ベストエフォート的な送信がされており、無線ＬＡＮにおけるＡｃｋ信号を返信する必要が無い場合が想定される。
【０２０４】
（実施の形態９）
実施の形態１〜８では、演算処理回路リソースのクロック周波数及び電源電圧は一定であり、演算処理回路リソースの演算リソースの領域のみを制御する場合について説明した。
【０２０５】
本実施の形態は、ＤＶＦＳ技術又は電源遮断技術と、上記各実施の形態で説明した演算処理回路リソースの演算リソースの領域制御とを組合せる場合について説明する。具体的には、本実施の形態に係る通信処理装置は、許容消費エナジーと、使用形態（同時使用可能な通信方式数や最高伝送レート等）とのトレードオフを考慮してリソース制御を行う。
【０２０６】
図２９は、本発明の実施の形態９に係る通信処理装置の構成を示すブロック図である。なお、図２９の本実施の形態に係る通信処理装置１３００において、図４と共通する構成部分には、図４と同一の符号を付して説明を省略する。図２９に示す通信処理装置１３００は、図４に示す通信処理装置２００に対して、リソース割当部２５０に代えて、リソース割当部１３２０を有する。さらに、図２９に示す通信処理装置１３００は、許容消費エナジー決定部１３１０、クロック周波数制御部１３３０、及び、電圧制御部１３４０を更に追加した構成を採る。
【０２０７】
許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量又はユーザによるエナジー消費モードのパラメータを入力とし、演算処理回路リソース２７０の許容消費エナジーを決定する。エナジー消費モードには、例えば、エナジー節約重視型、又は、性能重視型等がある。例えば、エナジー消費モードがエナジー節約重視型を示す場合、許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量に関わらず、常に最小のエナジー消費量を許容消費エナジーに決定する。また、エナジー消費モードが性能重視型を示す場合、許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量に応じて、許容消費エナジーを決定する。例えば、電池残量が５０％以上の場合には、許容消費エナジー決定部１３１０は、性能を重視し、最高伝送速度、又は複数の通信規格を同時に処理することができるエナジー消費量を許容消費エナジーに決定する。また、電池残量が５０％を下回ると、許容消費エナジー決定部１３１０は、最小のエナジー消費量を許容消費エナジーに決定する。
【０２０８】
そして、許容消費エナジー決定部１３１０は、決定した許容消費エナジーの情報を、リソース割当部１３２０に通知する。もちろん、エナジー消費モードは、上記のような単純な２つのモードだけでなく、許容消費エナジー決定部１３１０は、多数のモードに対して許容消費エナジーを決定することも可能である。
【０２０９】
リソース割当部１３２０は、決定された許容消費エナジーを用いて、使用形態（動作モード）が示す所望の通信規格を処理すべく、演算処理回路リソース２７０の使用領域、クロック周波数、及び、動作電圧を決定する。
【０２１０】
例えば、通信処理装置１３００が、演算処理回路リソース２７０の全領域を使用して、同時演算処理可能数を最大限利用する場合を考える。この場合、クロック周波数及び電圧を低下させても、少ない演算リソースだけで処理する場合と同じ機能を、同じ処理時間で完了することができる。この結果、回路全体の消費エナジーが削減される。一般に、クロック周波数低下及び電圧低減による消費エナジーの低減効果は、稼動領域増大による消費エナジーの増大分よりも大きい。これは、消費エナジーと稼動面積との関係が線形的であるのに対して、消費エナジーとクロック周波数（及びそのクロック周波数での動作達成に必要な印加電圧）との関係が指数関数的であるからである。
【０２１１】
これに対し、演算処理回路リソース２７０内の限定した領域のみで、全領域を使用して演算処理を行う場合と同じ機能を、同じ処理時間で処理するためには、クロック周波数及び印加電圧を増大させる必要が生じる。この場合、クロック周波数増加及び電圧増加による消費エナジーの増大効果が、稼動領域を縮小することによる消費エナジーの低減分よりも大きい。ただし、使用していない領域において他の通信規格を同時処理することができるため、システム全体は高機能化される。
【０２１２】
また、リソース割当部１３２０が、演算処理回路リソース２７０の全領域を稼動領域に割り当てた上で、クロック周波数及び印加電圧を増大させるようにすれば、同じ処理時間において、より複雑な演算処理が可能となる。例えば、クロック周波数及び印加電圧を増大させない場合には、通信処理装置１３００は、ＳＩＳＯモードにしか対応できないと仮定する。この場合、リソース割当部１３２０は、クロック周波数及び印加電圧を増大させることで、通信処理装置１３００は、ＭＩＭＯ復調が可能となる。また、これにより、通信処理装置１３００は、より高性能なＭＩＭＯ復調方式（例えばＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection等）の採用も可能となり、復調性能を向上させることができる。
【０２１３】
ここで、許容消費エナジーと許容処理時間との対応関係は、シミュレーション又は測定等によって調査しておき、リソース割当部１３２０が、当該関係表を保持しておくようにすると、常に最適なリソース制御で運用でき、好適である。
【０２１４】
このようにして、リソース割当部１３２０は、容消費エナジー及び許容処理時間に応じて、使用形態が示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てる。更に、リソース割当部１３２０は、演算リソースのクロック周波数、及び、演算リソースへの印加電圧を決定する。そして、リソース割当部１３２０は、割り当てた演算リソースの情報（リソース配分情報）を領域制御部２６０に通知する。また、リソース割当部１３２０は、決定したクロック周波数の情報をクロック周波数制御部１３３０に通知する。また、リソース割当部１３２０は、決定した印加電圧の情報を電圧制御部１３４０に通知する。
【０２１５】
クロック周波数制御部１３３０は、決定されたクロック周波数で演算処理回路リソース２７０を動作させる。
【０２１６】
電圧制御部１３４０は、決定された印加電圧を演算処理回路リソース２７０に印可する。
【０２１７】
なお、演算処理回路リソース２７０は、例えば図２５又は図２６のように、稼動領域を拡張又は縮小させることができる構成となっているのに加え、クロック周波数及び電圧が可変な構成とする。この構成は、従来のＤＶＦＳ技術を応用することで対応可能である。
【０２１８】
また、図３０は、本実施の形態に係る通信処理装置の他の構成を示すブロック図である。なお、図３０の本実施の形態に係る通信処理装置１４００において、図２９と共通する構成部分には、図２９と同一の符号を付して説明を省略する。図３０に示す通信処理装置１４００は、図２９に示す通信処理装置１３００に対して、クロック周波数制御部１３３０、及び、電圧制御部１３４０を削除し、電源制御部１４１０を追加した構成を採る。
【０２１９】
通信処理装置１４００は、演算処理回路リソース２７０内の限定した領域だけを用いて演算処理を行う場合と同じクロック周波数及び電圧を用いて、演算処理回路リソース２７０内の全領域で演算処理を行う。つまり、通信処理装置１４００は、演算処理回路リソース２７０内の全領域で演算処理を行う場合にも、クロック周波数並びに電圧を低下させずに演算処理を行う。この場合、同時演算処理可能数の増大に伴い、処理時間が短縮される。
【０２２０】
電源制御部１４１０は、この処理時間の短縮によって生み出された演算処理をする必要の無い空き時間だけ、電源を遮断する。これにより、通信処理装置１４００は、消費エナジーを低減することができるようになる。
【０２２１】
なお、演算処理回路リソース２７０は、一定期間だけ部分的に電源を遮断させ、その後電源を再投入することが可能な構成とする。この構成は、電源遮断技術を応用することで対応可能である。
【０２２２】
以上のように、本実施の形態に係る通信処理装置１３００において、許容消費エナジー決定部１３１０は、電池残量又はユーザによるエナジー消費モードのパラメータを入力とし、演算処理回路リソース２７０の許容消費エナジーを決定する。そして、リソース割当部１３２０は、許容消費エナジー及び許容処理時間に応じて、使用形態が示す各通信方式毎に演算リソースを割り当てるとともに、演算リソースのクロック周波数、及び、演算リソースへの印加電圧を決定する。これにより、通信処理装置１３００は、使用形態、又は、許容処理時間に応じて、演算リソースの利用効率を最大化することができる。この結果、通信処理装置１３００は、稼働時間を増大し、高機能化又は高性能化に適応的に対応することができ、ユーザの利用シーンの自由度を向上させることができる。
【０２２３】
また、本実施の形態に係る通信処理装置１４００において、電源制御部１４１０は、処理時間の短縮によって生み出された演算処理をする必要の無い空き時間だけ、電源を遮断する。これにより、通信処理装置１４００は、消費エナジーを低減することができ、電池動作の稼働時間を増大させることができるため、ユーザの利用シーンの自由度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２４】
本発明に係る通信処理装置及び通信処理方法は、許容処理時間を考慮して演算処理回路リソースを割り当てる機能を有し、様々な通信方式に対応するソフトウェア無線等として有用である。また、本発明に係る通信処理装置及び通信処理方法は、映像コーデック処理等との同時動作の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０２２５】
１００ 通信システム
１１０ 据置き型テレビ受像機
１１１，１３１ 表示部
１１２ 映像蓄積部
１１３，１３２ ベースバンド処理部
１１４，１３３ 無線フロントエンド部
１１５，１１６，１３４，１３５ 共用アンテナ
１２０ アクセスポイント
１３０ 可搬型テレビ受像機
２００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００ 通信処理装置
２１０ ＡＤＣ
２２０ ＤＡＣ
２３０，８１０ 動作モード決定部
２４０，８２０ 許容処理時間判定部
２５０，７１０，８３０、９１０，１０１０，１１１０，１３２０ リソース割当部
２６０ 領域制御部
２７０，２７０Ａ，２７０Ｂ，８４０ 演算処理回路リソース
３０１−１，３０１−２，４０１−１，４０１−２ 時間／周波数同期部
３０２−１，３０２−２，４０２−１，４０２−２ ＦＦＴ部
３０３−１，３０３−２ フレーム同期部
３０４−１，３０４−２，４０３−１，４０３−２ チャネル推定部
３０５−１，３０５−２ 等化部
３０６−１，３０６−２，４０６−１，４０６−２ デマッピング部
３０７−１，３０７−２，４０７ デインターリーバ
３０８−１，３０８−２，４０８ 誤り訂正部
４０４ ＭＩＭＯ分離部
４０５−１，４０５−２ 位相追従部
４０９，１０２０ ＭＡＣ処理部
４１０ 符号化部
４１１ インターリーバ
４１２−１，４１２−２ マッピング部
４１３ ＭＩＭＯ合成部
４１４−１，４１４−２ ＩＦＦＴ部
５０１ データメモリ
５０２ プログラムメモリ
５０３ 構成情報メモリ
５０４ ロジック部
５０５，５０６，５１１〜５１３，５２１ 制御部
５０７−１〜１６，８４１−１〜８ ＦＵ
５０８ アレー部
６０１，６０２，６１１，６１２，６１３，６２１，６３１ 領域
７２０，９２０ ＦＩＦＯメモリ
９３０ リングバッファ
１１２０ 最長フレーム長判定部
１３１０ 許容消費エナジー決定部
１３３０ クロック周波数制御部
１３４０ 電圧制御部
１４１０ 電源制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラム可能な複数の演算ユニットを有する演算処理部と、
通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する決定部と、
前記動作モードに応じて、許容される第１の処理時間を判定する判定部と、
前記第１の処理時間に応じて、前記複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当てる割当部と、
前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御するリソース制御部と、
を具備する通信処理装置。
【請求項２】
前記決定部は、
アプリケーション、又は、前記通信方式が定義される通信規格よりも上位層の通信プロトコルに基づいて、前記動作モードを決定する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項３】
前記割当部は、
許容される消費エナジー及び前記第１の処理時間に応じて、前記動作モードが示す通信方式毎に前記演算リソースを割り当てるとともに、前記演算処理部の動作クロック周波数、及び、前記演算処理部への印加電圧を決定し、
前記リソース制御部は、
前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御し、前記動作クロック周波数、及び、前記印加電圧を用いて、前記演算処理部を制御する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項４】
前記通信方式に応じた処理に必要な数値演算の組合せから成る一連の機能は、前記第１の処理時間の長さによらず同一である、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項５】
前記演算処理部は、
前記複数の演算ユニットを制御する制御部と、
前記制御部の制御手順を規定したプログラムを記憶する第１の記憶部と、
前記複数の演算ユニットの構成情報を記憶する第２の記憶部と、を具備する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項６】
前記演算処理部は、
前記複数の演算ユニットが分配された複数の前記演算リソースのうち、第１の演算リソースを制御する第１の制御部と、第２の演算リソースを制御する第２の制御部と、を具備し、
前記第１の演算リソースと前記第２の演算リソースとは、排他的である、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項７】
前記リソース制御部は、
前記第１の処理時間に応じて、前記第１又は前記第２の演算リソースを拡張又は縮小する、
請求項６に記載の通信処理装置。
【請求項８】
全ての前記動作モードに対する、前記プログラム及び前記構成情報を記憶する第３の記憶部、を更に具備し、
前記リソース制御部は、
前記動作モードに応じて、前記第３の記憶部から前記プログラム及び前記構成情報を選択し、選択した前記プログラム及び前記構成情報を前記第１及び前記第２の記憶部に書き込む、
請求項５に記載の通信処理装置。
【請求項９】
前記演算処理部への入力を一時的に蓄積し、読み出す第４の記憶部、を更に具備する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項１０】
前記リソース制御部は、
前記第１の演算リソースを、前記第２の制御部により制御させ、
前記第１の演算リソースは、
前記第２の制御部により制御される直前の演算途中のデータを保持するレジスタを具備する、
請求項６に記載の通信処理装置。
【請求項１１】
前記リソース制御部は、
前記第２の制御部の制御による前記第１の演算リソースにおける演算処理が完了した時点で、再度、前記第１の演算リソースを前記第１の制御部により制御させる、
請求項１０に記載の通信処理装置。
【請求項１２】
前記リソース制御部は、
前記第１の演算リソースを制御する制御部を前記第１の制御部と前記第２の制御部とで切り替える際に、前記プログラム及び前記構成情報を、前記第３の記憶部から選択し、前記第１及び前記第２の記憶部に書き込む、
請求項１０に記載の通信処理装置。
【請求項１３】
複数の入力ポートを有し、前記演算処理部への入力を一時的に蓄積し、読み出す第５の記憶部、を更に具備する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項１４】
前記割当部は、
前記第５の記憶部に蓄積されているデータ量を監視し、前記データ量に応じて、前記通信方式毎に演算リソースを割り当てる、
請求項１３に記載の通信処理装置。
【請求項１５】
前記第５の記憶部は、前記演算処理部により処理された出力信号を記憶する、
請求項１３に記載の通信処理装置。
【請求項１６】
前記第５の記憶部は、リングバッファである、
請求項１３に記載の通信処理装置。
【請求項１７】
前記データ量に応じて、送信側で定められるフレーム長又は変調方式の変更依頼を前記送信側に通知する通知部、を更に具備する、
請求項１４に記載の通信処理装置。
【請求項１８】
前記動作モードが示す通信方式の少なくとも一つは、マルチユーザーＭＩＭＯ方式であって、
フレームの最長フレーム長を判定するフレーム長判定部、を更に具備し、
前記割当部は、
前記最長フレーム長と自局宛フレーム長との差分に応じて許容される第２の処理時間を判定し、前記第１の処理時間と前記第２の処理時間とに基づいて、演算リソースを割り当てる、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項１９】
通信方式の適用状態を示す動作モードを決定し、
前記動作モードに応じて、許容される処理時間を判定し、
前記処理時間に応じて、プログラム可能な複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当て、
前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御する、
通信処理方法。
【請求項１】
プログラム可能な複数の演算ユニットを有する演算処理部と、
通信方式の適用状態を示す動作モードを決定する決定部と、
前記動作モードに応じて、許容される第１の処理時間を判定する判定部と、
前記第１の処理時間に応じて、前記複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当てる割当部と、
前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御するリソース制御部と、
を具備する通信処理装置。
【請求項２】
前記決定部は、
アプリケーション、又は、前記通信方式が定義される通信規格よりも上位層の通信プロトコルに基づいて、前記動作モードを決定する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項３】
前記割当部は、
許容される消費エナジー及び前記第１の処理時間に応じて、前記動作モードが示す通信方式毎に前記演算リソースを割り当てるとともに、前記演算処理部の動作クロック周波数、及び、前記演算処理部への印加電圧を決定し、
前記リソース制御部は、
前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御し、前記動作クロック周波数、及び、前記印加電圧を用いて、前記演算処理部を制御する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項４】
前記通信方式に応じた処理に必要な数値演算の組合せから成る一連の機能は、前記第１の処理時間の長さによらず同一である、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項５】
前記演算処理部は、
前記複数の演算ユニットを制御する制御部と、
前記制御部の制御手順を規定したプログラムを記憶する第１の記憶部と、
前記複数の演算ユニットの構成情報を記憶する第２の記憶部と、を具備する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項６】
前記演算処理部は、
前記複数の演算ユニットが分配された複数の前記演算リソースのうち、第１の演算リソースを制御する第１の制御部と、第２の演算リソースを制御する第２の制御部と、を具備し、
前記第１の演算リソースと前記第２の演算リソースとは、排他的である、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項７】
前記リソース制御部は、
前記第１の処理時間に応じて、前記第１又は前記第２の演算リソースを拡張又は縮小する、
請求項６に記載の通信処理装置。
【請求項８】
全ての前記動作モードに対する、前記プログラム及び前記構成情報を記憶する第３の記憶部、を更に具備し、
前記リソース制御部は、
前記動作モードに応じて、前記第３の記憶部から前記プログラム及び前記構成情報を選択し、選択した前記プログラム及び前記構成情報を前記第１及び前記第２の記憶部に書き込む、
請求項５に記載の通信処理装置。
【請求項９】
前記演算処理部への入力を一時的に蓄積し、読み出す第４の記憶部、を更に具備する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項１０】
前記リソース制御部は、
前記第１の演算リソースを、前記第２の制御部により制御させ、
前記第１の演算リソースは、
前記第２の制御部により制御される直前の演算途中のデータを保持するレジスタを具備する、
請求項６に記載の通信処理装置。
【請求項１１】
前記リソース制御部は、
前記第２の制御部の制御による前記第１の演算リソースにおける演算処理が完了した時点で、再度、前記第１の演算リソースを前記第１の制御部により制御させる、
請求項１０に記載の通信処理装置。
【請求項１２】
前記リソース制御部は、
前記第１の演算リソースを制御する制御部を前記第１の制御部と前記第２の制御部とで切り替える際に、前記プログラム及び前記構成情報を、前記第３の記憶部から選択し、前記第１及び前記第２の記憶部に書き込む、
請求項１０に記載の通信処理装置。
【請求項１３】
複数の入力ポートを有し、前記演算処理部への入力を一時的に蓄積し、読み出す第５の記憶部、を更に具備する、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項１４】
前記割当部は、
前記第５の記憶部に蓄積されているデータ量を監視し、前記データ量に応じて、前記通信方式毎に演算リソースを割り当てる、
請求項１３に記載の通信処理装置。
【請求項１５】
前記第５の記憶部は、前記演算処理部により処理された出力信号を記憶する、
請求項１３に記載の通信処理装置。
【請求項１６】
前記第５の記憶部は、リングバッファである、
請求項１３に記載の通信処理装置。
【請求項１７】
前記データ量に応じて、送信側で定められるフレーム長又は変調方式の変更依頼を前記送信側に通知する通知部、を更に具備する、
請求項１４に記載の通信処理装置。
【請求項１８】
前記動作モードが示す通信方式の少なくとも一つは、マルチユーザーＭＩＭＯ方式であって、
フレームの最長フレーム長を判定するフレーム長判定部、を更に具備し、
前記割当部は、
前記最長フレーム長と自局宛フレーム長との差分に応じて許容される第２の処理時間を判定し、前記第１の処理時間と前記第２の処理時間とに基づいて、演算リソースを割り当てる、
請求項１に記載の通信処理装置。
【請求項１９】
通信方式の適用状態を示す動作モードを決定し、
前記動作モードに応じて、許容される処理時間を判定し、
前記処理時間に応じて、プログラム可能な複数の演算ユニットを分配して、前記動作モードが示す通信方式毎に演算リソースを割り当て、
前記通信方式に応じた処理命令を用いて、前記演算リソースを制御する、
通信処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１２−１０５００１（Ｐ２０１２−１０５００１Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５０９００（Ｐ２０１０−２５０９００）
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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