专利名称：数字信息的娱乐设备和装载方法
相关申请参考本申请基于2000年3月2日所申请的现有日本专利申请号2000-058045和2001年2月27日所申请的申请号2001-052360并享有这些专利申请的优先权，这些专利申请的全部内容在此作为参考。
换言之，娱乐设备必须具有装载功能，有了这种装载功能，就可以根据需要从辅助记录介质比如CD-ROM中读取数字信息并将它记录到存储器中。
装载功能可以利用娱乐设备中所提供的CPU来实现。也就是说，在BIOS(基本输入输出系统)或娱乐程序中，描述了使CPU根据需要从辅助记录介质中读取数字信息并将它记录到娱乐设备的存储器中，从而使得CPU可以实现装载功能的一个过程。在这种情况下，考虑到要减小数据容量和安全性要求，记录在辅助记录介质中的数字信息一般都进行了压缩。因此，CPU还要执行从辅助记录介质中读取的数据的解压缩。
然而，CPU主要执行娱乐处理。因此，CPU不适宜于用来执行从辅助记录介质中读取数据和将数据解压缩。也就是说，可能有这样的缺点，即，如果使CPU执行额外的处理，那么将不能充分执行CPU原本应执行的处理。
再者，由于娱乐设备可能与其他记录介质或网络连接，因此，从包括数字信息的防复制和计算机防病毒等的安全角度出发，也必须对娱乐设备进行适当的考虑。对常规娱乐设备而言，未必总是很充分地考虑到这一点。
具体地说，本发明的目的在于提供一种用于实现这样一种娱乐设备的技术，这种娱乐设备可以执行从外部记录介质中读取程序代码而不会增加CPU的额外负载，并且它充分考虑到了安全性。
根据本发明的第一方面，提供了一种娱乐设备，它含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该设备包括一种装载机制，它含有一个辅助处理器，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，将所读取的信息解密以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
“数字信息”包括程序代码、执行程序代码所需的数据、各种参数以及执行图象和/或声音的再现所需的数据。
按照第一方面的娱乐设备，当利用装载机制装载数字信息时，可将数字信息解密。因此，可实现高安全性装载。
第一方面的娱乐设备其配置可以包括一个其上记录有解密密钥的安全模块，其中，辅助处理器可以从安全模块中得到解密密钥以便将所读取的信息解密。
第一方面的娱乐设备可以这样进行配置，使得，从某一记录介质中读取的信息被压缩和加密，并且辅助处理器还可以执行解密信息的解压缩。在这种娱乐设备中，由于通过压缩可以减小数字信息的大小，因此减少了装载所需的时间，从而可以实现高速装载。
还可以这样来配置，在辅助处理器与内部存储器之间提供一个队列，并且通过直接存储器存取传送方式经队列将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
还可以这样来配置，安全模块包括一种可更换的单片。当要求较高的安全性时比如在有人破密的情况下，可以通过更换单片来更新安全模块。
根据本发明的第二方面，提供了一种娱乐设备，它含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该设备包括一种装载机制，它含有一个辅助处理器，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息；和一个其上记录有解密密钥的安全模块，用于利用解密密钥将辅助处理器所读取的信息解密，其中，辅助处理器将解密信息解压缩以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
按照第二方面，可以这样来配置，在辅助处理器与内部存储器之间提供一个队列，并且通过直接存储器存取传送方式经队列将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
还可以这样来配置，安全模块包括一种可更换的单片。
根据本发明的第三方面，提供了一种配置在该娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有这样一个部件，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，将所读取的信息解密以得到解密数据，根据该解密数据得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
根据本发明的第四方面，提供了一种配置在娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有一个执行部件，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，和一个解密部件，用于将信息解密，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，使解密部件将所读取的信息解密以得到解密数据，根据该解密数据得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
根据本发明的第五方面，提供了一种配置在娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有这样一个装置，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，将所读取的信息解密以得到解密数据，将解密数据解压缩以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
根据本发明的第六方面，提供了一种配置在娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有一个执行部件，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，和一个解密部件，用于将信息解密，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，使解密部件将所读取的信息解密以得到解密数据，将解密数据解压缩以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
根据本发明的第七方面，提供了一种计算机的计算机程序，该计算机含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该计算机程序使计算机可执行以下步骤从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息；将所读取的信息解密以得到数字信息；并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
根据本发明的第八方面，提供了一种适用于计算机的装载方法，该计算机含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该方法包括以下步骤从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息；将所读取的信息解密以得到数字信息；并通过直接存储器存取传送方式将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
图1是一个根据本发明的一种实施方式的娱乐设备的配置图；和图2是一个说明根据本发明的一种实施方式的用于装载数字信息的过程的示意图。
这一娱乐设备是一种例如可用作游戏设备的计算机。这种娱乐设备包括一根主总线MB和一根副总线SB，这两根总线通过具有队列1的中心总线CB互相连接。于是，各种功能实现单元与主总线MB和副总线SB连接，从而构成该娱乐设备。
CPU 2、存储器3、图象处理器4和DMAC 5与主总线MB连接。磁盘驱动器6、I/O处理器7、声音处理器8、安全模块9、控制器11、存储器卡12和ROM 13与副总线SB连接。
CPU 2是一个半导体器件，它含有作为主处理器的微处理器。微处理器完全控制整个娱乐设备，使得它可以执行作为娱乐处理的一个例子的游戏处理以及基于执行游戏处理所需的各种数据的图象和声音的再现处理。在执行娱乐处理之前，在启动娱乐设备时，微处理器从与副总线SB连接的ROM 13中读取推进程序，以便执行推进程序，从而推进实现内核功能的OS。
存储器3为CPU 2提供了一个工作区，它由例如RAM构成。从辅助记录介质M(将在后面描述)中读取的数字信息例如用于游戏处理的程序代码和数据等可根据需要被记录到存储器3中并被写到其中。
在下面所给出的说明中，当需要区分用于游戏处理的程序代码和数据时，将前者称为“应用程序”。
图象处理器4与基于根据需要记录在存储器3中的数字信息的CPU 2协同产生图象数据，该图象数据是在显示单元(未示出)上显示所需图象所必须的。图象数据包括例如用于表示游戏特征之类的多边形数据和具有其彩色信息的纹理数据。这种图象处理器4也可以实现成某种半导体器件。该图象处理器4尤其包括一个几何处理单元、一个解码器、一个再现处理单元和一个用于在显示单元上显示所产生的图象数据的机制。几何处理单元完成游戏处理过程中从根据需要记录在存储器3中的数字信息中读取的数据的坐标变换。解码器将几何处理的内容解码。再现处理单元根据几何处理所得到的数据(制图数据)以帧为单位产生图象数据。
队列1临时保存主总线MB与副总线SB之间所交换的数字信息。在这一实施方式中，例如，队列1以队列方式临时保存存储器3与I/O处理器7之间或者存储器3与控制器11或存储器卡12之间或者这些器件与其他器件之间所交换的信息。
磁盘驱动器6用来放置由例如CD-ROM或DVD-ROM构成的辅助记录介质M，并读取记录在这一辅助记录介质M上的含有应用程序和数据的数字信息。这里所述的应用程序是指程序代码，它用来控制游戏的进程并根据这种控制再现图象和声音。这里所述的数据是指再现上述图象和声音时所用的数据。在本实施方式中，假定，应用程序和数据被压缩；然后，它们部分地被加密并被记录在辅助记录介质中。注意，也可以对全部的压缩程序代码和数据进行加密。
I/O处理器7是一个作为CPU 2的辅助处理器的半导体器件。I/O处理器7可以控制磁盘驱动器6，以从辅助记录介质M中读取上述数字信息，并协同安全模块9将所读取的数字信息解密和/或将解密后的数字信息解压缩。I/O处理器7还可以将信息写入队列1中。I/O程序中的用于实现这些功能的程序(控制程序)被记录在例如ROM 13中，并且在引导娱乐设备时被执行。
安全模块9是一个由可更换的单片构成的半导体器件，它具有一个可以确保娱乐设备的安全的专用处理器和一个存储器。该安全模块9存储有解密密钥，在I/O处理器7执行数字信息的解密处理时将使用该密钥。在执行上述解码处理时，安全模块9将所需的解密密钥发送给I/O处理器7。注意，安全模块9甚至可以单独地将加密数字信息解密。
声音处理器8与预定的扬声器(未示出)连接。声音处理器8从声音存储器(未示出)中读取与I/O处理器7或第一DMAC 10(将在后面描述)发出的声音命令相应的数据(声音存储器中存储有这种数据)，从而产生声音数据，以便输出给扬声器。相应地，扬声器在声音处理器8的控制之下输出预定的声音，例如游戏的声音效果、图象所伴随的BGM等。
控制器11和存储器卡12通过输入端(未示出)与副总线SB连接，并可通过执行设备驱动程序来完成它们的操作。
控制器11可作为一个输入单元，用于将玩游戏的人的意愿输入到娱乐设备中，从而，例如玩游戏的人可以输入光标上下左右方向移动的要求或执行某种处理的要求。
存储器卡12是这样一种卡，在其给定尺寸的卡式介质中装有快闪ROM。如果游戏是一种在进程中会产生累积数据的游戏，那么，存储器卡12用来记录玩游戏的人在进程中终止游戏或结束游戏时的游戏数据。注意，快闪ROM还可以装在控制器11而不是装在存储器卡12中，或者与控制器11和存储器卡12装在一起。《装载方法》下面，将给出上述所构成的娱乐设备中的数字信息的装载方法。
如上所述，这一实施方式的娱乐设备这样被设计，即CPU 2执行基于根据需要从辅助记录介质M读取的并记录在存储器3中的数字信息的预定娱乐处理。因此，在执行娱乐处理之前，在该娱乐设备中必须装载来自辅助记录介质M的数字信息。
根据这一实施方式，这种装载将利用图2中所示的过程在I/O处理器7和DMAC 5的控制下来执行。这里，假定，数字信息事先已被压缩，而且其中的一个部分已被加密并被记录在辅助记录介质M中。
当辅助记录介质M放入磁盘驱动器6中时，I/O处理器7控制磁盘驱动器6读取记录在这一辅助记录介质M上的数字信息(步骤S101)。当I/O处理器7读取了数字信息后，I/O处理器7接入安全模块9以搜索与加密密钥相应的解密密钥，从而得到解密密钥(步骤S102)。然后，I/O处理器7利用这一解密密钥将所加密的部分解密并将解密信息的压缩部分解压缩。
然后，I/O处理器7以一定大小的队列形式将解压缩的数字信息记录到队列1中(步骤S103)。
记录在队列1中的数字信息根据需要在DMAC 5的控制下被记录到存储器3中(步骤S104)。
当所需的数字信息记录在存储器3中时，CPU 2读取该数字信息并将构成一个可以执行预定娱乐处理的环境(步骤S105)。
上述解密和解压缩由I/O处理器7来完成。不过，解密可以由安全模块9来完成而解压缩可以由I/O处理器7来完成。在这样种情况下，I/O处理器7通过上述过程将从辅助记录介质读取的数字信息发送给安全模块9，由安全模块9来执行解密，以得到经解密的信息。
再者，本发明使得在数字信息只经压缩或只经加密再记录到辅助记录介质M中的情况下也可以进行装载。也就是说，如果数字信息只经压缩再记录到辅助记录介质中，那么可以省去安全模块9中的解密处理，从而使得可以进行装载。而如果数字信息只经解密再记录到辅助记录介质中，那么数字信息解密后被记录在队列1中，从而使得可以进行装载。通过解释第一部分的数据结构是否是由I/O处理器7所定义的数据结构，可以区分出只经压缩的数字信息和只经解密的数字信息。
因此，本实施方式的娱乐设备包括含有I/O处理器7的装载功能，该I/O处理器从辅助记录介质M读取加密信息，将所读取的加密信息解密以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到存储器3中，从而，使得可以高速地完成其安全性有保证的装载。
此外，I/O处理器7可以与由可更换的单片构成的安全模块9协同完成上述解密。为此，只有安全模块9可以被更换，以便更换加密密钥和与之相应的解密密钥。因此，即使娱乐设备与其他记录介质或网络连接，也可以防止数字信息的复制和计算机病毒的感染，从而使得可以安全地实现娱乐设备，这是现有技术所没有充分考虑到的。
再者，在I/O处理器7与存储器3之间，根据需要提供了队列1，这样，通过队列1可以将数字信息记录到存储器3中。解码和解压缩处理以及数字信息在存储器3中的记录可以异步地进行。数字信息在存储器3中的记录可以由DMAC来执行，从而在装载时可以抑制加在CPU 2上的负载的增加。
上述实施方式说明了利用具有图1中所示的结构的娱乐设备所实现的装载机制的例子。然而，除了上述实施方式外，还可以利用装有OS的通用计算机读取和执行计算机程序(除设备驱动程序之外的应用程序)来实现本发明。此外，还可以由处理器、一个或多个具有提供该处理器的给定功能的程序的半导体器件和上述计算机协同实现上述装载机制。
从以上说明中可以看到，本发明可以提供这样一种娱乐设备，它可以执行从外部记录介质中读取数字信息而不会增加主处理器的额外负载，并且它充分考虑到了安全性。
在不违背本发明的总体思想和范围的前提下，可以对此作出各种实施方式和变化。上述实施方式旨在举例说明本发明，而并不限制本发明的范围。本发明的范围由附属要求书而不是该实施方式来阐明。在本发明的权利要求的等效意义内和在这些权利要求内所作出的各种修改都可被认为属于本发明的范围。
权利要求
1.一种娱乐设备，它含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该设备包括一种装载机制，它含有一个辅助处理器，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，将所读取的信息解密以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
2.如权利要求1所述的娱乐设备，还包括一个其上记录有解密密钥的安全模块，其中，辅助处理器可以从安全模块中得到解密密钥以便将所读取的信息解密。
3.如权利要求1所述的娱乐设备，其中，从某一记录介质中读取的信息被压缩和加密，并且辅助处理器还可以执行解密信息的解压缩。
4.如权利要求1所述的娱乐设备，其中，在辅助处理器与内部存储器之间提供一个队列，并且通过直接存储器存取传送方式经队列将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
5.如权利要求2所述的娱乐设备，其中，安全模块包括一种可更换的单片。
6.一种娱乐设备，它含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该设备包括一种装载机制，它含有一个辅助处理器，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息；和一个其上记录有解密密钥的安全模块，用于利用解密密钥将辅助处理器所读取的信息解密，其中，辅助处理器将解密信息解压缩以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
7.如权利要求6所述的娱乐设备，其中，在辅助处理器与内部存储器之间提供一个队列，并且通过直接存储器存取传送方式经队列将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
8.如权利要求6所述的娱乐设备，其中，安全模块包括一种可更换的单片。
9.一种配置在娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有这样一个部件，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，将所读取的信息解密以得到解密数据，根据该解密数据得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
10.一种配置在娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有一个执行部件，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，和一个解密部件，用于将信息解密，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，使解密部件将读取的信息解密以得到解密数据，根据该解密数据得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
11.一种配置在娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有这样一个装置，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，将所读取的信息解密以得到解密数据，将解密数据解压缩以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
12.一种配置在娱乐设备中的半导体器件，该娱乐设备含有一个执行部件，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，和一个解密部件，用于将信息解密，该半导体器件包括这样一种装置，用于从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息，使解密部件将所读取的信息解密以得到解密数据，将解密数据解压缩以得到数字信息，并将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
13.一种计算机的计算机程序，该计算机含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该计算机程序使计算机可执行以下步骤从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息；将所读取的信息解密以得到数字信息；和将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
14.一种适用于计算机的装载方法，该计算机含有一个主处理器，用于执行基于装载在内部存储器中的数字信息的预定娱乐处理，该方法包括以下步骤从某一记录介质读取其中至少有一部分被加密的信息；将所读取的信息解密以得到数字信息；和通过直接存储器存取传送方式将所得到的数字信息装载到内部存储器中。
全文摘要
娱乐设备包括一根主总线和一根副总线,这两根总线通过具有队列的中心总线互相连接。CPU、存储器、图象处理器和DMAC与主总线连接。磁盘驱动器、I/O处理器、声音处理器和安全模块与副总线连接。被压缩并部分地被加密的程序代码被记录在辅助记录介质中。I/O处理器从安全模块中得到解密密钥。I/O处理器根据该解密密钥将从辅助记录介质中读取的数字信息解密,并将该数字信息解压缩。利用DMA传送方式经队列将解压缩后的数字信息写入到存储器中。
文档编号A63F13/10GK1364250SQ01800412
公开日2002年8月14日 申请日期2001年3月1日 优先权日2000年3月2日
发明者畠山明之, 堀川勉 申请人:索尼计算机娱乐公司