JP2000235503A - オペレーティングシステム及び計算機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンディアンの異なる複数のオペレーティング
システムを同一計算機上で並行して実行する。 【解決手段】リトルエンディアンのオペレーティングシ
ステム実行中にビッグエンディアンが処理すべき割り込
みが入るとハードウェア依存部がビッグエンディアン宛
であることを判別し、ＣＰＵのエンディアンを切り替え
た後、ビッグエンディアンの割り込みハンドラにジャン
プする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】エンディアンの異なるオペレ
ーティングシステムを同一の計算機上で同時に実行す
る。

【０００２】

【従来の技術】計算機によってメモリ内にある情報の配
列方法が異なっていることがある。この配列方法をエン
ディアンと呼ぶ。現在、エンディアンの種類には２つあ
る。１つはビッグエンディアンであり、このエンディア
ンでは、１６進数で01234567の３２ビットデータがある
とき、メモリには上位のバイトから順に小さいアドレス
に記憶される。すなわち、０１が４ｎ番地、２３が４ｎ
＋１番地、４５が４ｎ＋２番地、６７が４ｎ＋３番地の
ようにである。一方、リトルエンディアンでは、これと
は逆に、下位のバイトから小さいアドレスに記憶され
る。前の例では、６７が４ｎ番地、４５が４ｎ＋１番
地、２３が４ｎ＋２番地、０１が４ｎ＋３番地のように
である。

【０００３】特開平8−278918 号公報，特開平8−31473
3 号公報，特開平8−234781 号公報に、エンディアンに
関する技術が開示されている。

【０００４】特開平8−278918 号公報，特開平8−31473
3 号公報では、タスク毎にビッグエンディアンで実行さ
れるものとリトルエンディアンで実行するものに分けて
おり、タスクを切り替える時にエンディアンを切り替え
る技術が開示されている。

【０００５】特開平8−234781 号公報には、単一の計算
機上でビッグエンディアンのオペレーティングシステム
（以下ＯＳ）とリトルエンディアンのＯＳの両方のＯＳ
を実行する技術について開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】事務処理用ＯＳは、人
間とのインタフェースが非常に優れている。そのため、
工場の機械を制御するコンピュータにも使用したい、と
いう要求が高くなっている。

【０００７】しかし、事務処理用ＯＳは、人間を主な相
手としているので、高速な応答性の必要がない。リアル
タイム用のＯＳのように割り込み抑止区間を細かく区切
る方式は、ＯＳの設計が難しいだけでなく、処理のスル
ープットが低下する。そこで、事務処理用ＯＳには、長
い時間、割り込み抑止のまま処理を実行する部分が存在
することが多い。このままでは、リアルタイム制御には
使用できない。

【０００８】そこで、事務処理用ＯＳとリアルタイム用
ＯＳを同一の計算機上で動作させ、優れたインタフェー
スとリアルタイム応答性を両立させる技術が開発されて
いる。

【０００９】しかし、現在、主流となっているパーソナ
ルコンピュータ用事務処理ＯＳはリトルエンディアンで
動作し、一方、リアルタイム処理用のオペレーティング
システムはビッグエンディアンで記述されているものが
多い。現在、上記の２つのＯＳを同一の計算機上で動作
させる技術では、エンディアンの異なるＯＳを同一計算
機上で動作させることはできていない。

【００１０】特開平8−234781 号公報には、単一の計算
機上でビッグエンディアンＯＳとリトルエンディアンＯ
Ｓの両方のＯＳを実行する技術について開示されている
が、同時に実行するものではなく、立ち上げ時にどちら
かのエンディアンが選択されるものである。

【００１１】特開平8−278918 号公報は、両エンディア
ンのタスクを実行できるが、オペレーティングシステム
は実行できない。ここで、タスクとオペレーティングシ
ステムでは、プログラムとして大きく異なることに注意
しなければならない。大きな違いの１つは、タスクのプ
ログラムには外部機器からの割り込み処理が含まれてい
ないことである。ＯＳの重要な仕事の１つが割り込み処
理である。特開平8−278918号に記載の技術では、オペ
レーティングシステムが１つであることから、割り込み
処理プログラムは、このオペレーティングシステムのエ
ンディアンで実行されることとなる。

【００１２】もう１つの違いは、タスクにはスケジュー
ラが含まれていないことである。スケジューラとはタス
クの実行順序を決定する手段であり、タスク自体には含
まれていない。２つのＯＳを同一計算機上で実行するに
は、この２つのスケジューラを協調させることが必要と
なるが、特開平8−278918 号公報の技術ではこのことが
考慮されていない。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では異なったエン
ディアンで実行する複数のオペレーティングシステム
と、それぞれのオペレーティングシステム上で動作する
複数のタスクと、上記タスクの実行順序を管理するスケ
ジューリングプログラムとを記憶する記憶装置と、演算
を実行するプロセッサとを有する計算機システムであっ
て、プロセッサは、スケジューリングプログラムによっ
て決定されたオペレーティングシステムを実行するため
に、エンディアンを切り替える切替え部を有するよう構
成して上記目的を達成できるようにしている。

【００１４】つまり、メモリに上位バイトから順に小さ
いアドレスに記憶するビッグエンディアンで実行される
オペレーティングシステムとメモリに下位バイトから順
に小さいアドレスに記憶するリトルエンディアンで実行
されるオペレーティングシステムとを同一のプロセッサ
で実行できるようにするために、スケジューリングプロ
グラムで決定されたオペレーティングシステムがビック
エンディアンの時は、メモリに上位バイトから順に小さ
いアドレスで書き込みまたは読み出しができるように
し、決定されたオペレーティングシステムがリトルエン
ディアンの時は、下位バイトから順に小さいアドレスで
書き込みまたは読み出しができるようにプロセッサにバ
イト単位で入換えを行う変換回路を備えるようにしてい
る。

【００１５】また本発明では、異なったエンディアンで
実行可能な命令を格納した記憶装置と、異なったエンデ
ィアンで記憶装置にアクセスし、記憶装置から読み出し
た命令を実行する複数のプロセッサとを有する計算機シ
ステムであって、記憶装置は、複数のプロセッサが共通
にアクセスすると共にエンディアンによって次に実行す
べき命令が異なるようにした命令を有するよう構成して
いる。

【００１６】つまり、ビッグエンディアンで実行するプ
ロセッサとリトルエンディアンで実行するプロセッサと
があり、これらのプロセッサが実行するプログラムが共
有メモリに格納されている場合には、それぞれのプログ
ラムが異なる。

【００１７】つまり共有メモリにはビッグエンディアン
で実行されるプログラムとリトルエンディアンで実行さ
れるプログラムとが格納される。この場合、ビッグエン
ディアンを実行するプロセッサはビッグエンディアンで
実行されるプログラムを、リトルエンディアンを実行す
るプロセッサはリトルエンディアンで実行されるプログ
ラムをアクセスしなければならない。そこで、このメモ
リにはビッグエンディアンを実行するプロセッサとリト
ルエンディアンを実行するプロセッサとが共通にアクセ
スできる命令を格納する。そしてこの命令は、ビッグエ
ンディアンのプロセッサに対してビッグエンディアンの
プログラムへジャンプさせ、リトルエンディアンのプロ
セッサに対してはリトルエンディアンのプログラムへジ
ャンプさせるようにする。これにより、共有メモリを使
っても異なるエンディアンのプロセッサを実行すること
ができる。

【００１８】また、上記のように共有メモリを使う場
合、プロセッサからアクセスされるアドレスを変換する
ようにしてもよい。つまり、リトルエンディアンのプロ
セッサからはリトルエンディアンで実行されるプログラ
ムに、ビッグエンディアンのプロセッサからはビッグエ
ンディアンで実行されるプログラムにアクセスできるよ
うにアドレス変換するようにする。

【００１９】更に、別にレジスタを設けておき、このレ
ジスタに格納された値にしたがって、共有メモリへのア
クセスを決定するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の説明を図１〜図４
１を用いて説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例を示す。ＣＰＵ２
１はエンディアンを動的に切り替え可能となっている。
この詳細については、図３で説明する。ＣＰＵ２１より
上に記述されているものは、このＣＰＵ２１上で動作す
るソフトウェアである。３１がリトルエンディアンで記
述されている事務処理用ＯＳ(ＴＳ−ＯＳ)のプログラム
である。３２はビッグエンディアンで記述されているリ
アルタイムＯＳ（ＲＴ−ＯＳ）のプログラムである。そ
れぞれのＯＳ上で５３１〜５３２と５３３〜５３４のタ
スクが実行される。それぞれのタスクはそれぞれ実行さ
れるＯＳと同じエンディアンで記述されている。３１や
３２のＯＳはハードウェアの構造に依存しないプログラ
ムとなっており、ハードウェアに依存した部分は、３３
のハードウェア依存部に入っている。このハードウェア
依存部は、ＴＳ−ＯＳ３１とＲＴ−ＯＳ３２を切り替え
るＯＳ切替プログラム５２１を持っている。ＯＳ切替え
プログラム５２１は、ＴＳ−ＯＳのスケジューラ６２と
ＲＴ−ＯＳのスケジューラ１７からの情報を元にＯＳを
切り替える。また、２３３の割り込みラインから割り込
みが入ると、ＯＳ切替えプログラム５２１内にある割り
込みハンドラが全ての割り込みを最初に処理する。この
割り込みハンドラで、割り込みがどちらのＯＳで処理す
べき割り込みか判別し、ＯＳを切り替える。ＯＳ切替え
時に、５２１１のエンディアン切替えプログラムがＣＰ
Ｕ２１のエンディアンを切り替える。

【００２２】図４５は、図１の計算機の状態遷移の概要
を表している。５６１がＴＳ−ＯＳタスク実行中状態、
５６２がＴＳ−ＯＳ割り込みハンドラ実行中状態であ
る。これら２つの状態にあるとき、ＴＳ−ＯＳ実行中で
あるという。一方、５６３はＲＴ−ＯＳタスク実行中状
態であり、５６４がＲＴ−ＯＳ割り込みハンドラ実行中
状態である。これら２つの状態にあるとき、ＲＴ−ＯＳ
実行中であるという。ＴＳ−ＯＳタスク実行中状態５６
１のとき、ＴＳ−ＯＳで処理すべき割り込みが受け付け
られると（５７１）、ＴＳ−ＯＳ割り込みハンドラ実行
中状態５６２に遷移する。ハンドラの実行が終了すると
（５７２）、ＴＳ−ＯＳタスク実行中状態５６１に戻
る。ＴＳ−ＯＳタスク実行中にＲＴ−ＯＳのタスクが実
行可能となると（５７３）、ＲＴ−ＯＳタスク実行中状
態５６３に遷移する。ＲＴ−ＯＳのタスクで実行可能な
ものがある限り、ＲＴ−ＯＳのタスクが実行される。実
行可能なＲＴ−ＯＳのタスクがなくなってはじめて（５
７４）、ＴＳ−ＯＳタスク実行中状態(５６１)に遷移す
る。ＴＳ−ＯＳタスク実行中状態５６１，ＴＳ−ＯＳ割
り込みハンドラ実行中状態５６２，ＲＴ−ＯＳタスク実
行中状態５６３のときに、ＲＴ−ＯＳで処理すべき割り
込みが受け付けられると（５７５，５７９，５７８）、
ＲＴ−ＯＳ割り込みハンドラ実行中状態５６４に遷移す
る。ハンドラの実行が終了し、実行可能なＲＴ−ＯＳの
タスクがなければ、割り込みが受け付けられたときの状
態に戻る（５７６，５８０）。実行可能なＲＴ−ＯＳタ
スクがあれば（５７７）、ＲＴ−ＯＳタスク実行中状態
５６３に遷移するＲＴ−ＯＳのリアルタイム応答性を保
証するため、ＲＴ−ＯＳ実行中には、ＴＳ−ＯＳの割り
込みはマスクされている。このため、ＲＴ−ＯＳタスク
実行中状態５６３やＲＴ−ＯＳ割り込みハンドラ実行中
状態５６４からＴＳ−ＯＳの割り込みにより、ＴＳ−Ｏ
Ｓ割り込みハンドラ実行中の状態に遷移することはな
い。

【００２３】図２は計算機の構成を示したものである。
ＣＰＵ２１はメモリ２２に格納されているプログラムを
実行する。メモリ２２には、プログラムが使用するデー
タも格納されている。ＣＰＵ２１のメモリ２２へのアク
セスは、バス２３を通して行われる。ＣＰＵ２１は、バ
ス２３を通して、ディスクコントローラ２４にアクセス
して、ディスク２５のデータの読み書きを行うことがで
きる。ディスクコントローラ２４は、ディスクの読み書
きが終了したことを知らせるため、バス２３を通して、
ＣＰＵ２１に割り込みを入れることができる。入出力部
２６は、リアルタイム制御が必要な外部機器へ制御信号
を出力したり、外部機器からの信号を入力するために使
用される。２６１が入力線であり、２６２が出力線で
る。入力線２６１がオンになったときに、入出力部２６
はバス２３を通して、ＣＰＵ２１に割り込みを入れる。

【００２４】図３は図２のＣＰＵ２１の構成を示したも
のである。アドレスバス２３１，データバス２３２，割
り込みライン２３３は、図２のバス２３の一部である。
このＣＰＵ２１は、３つのレベルの割り込みを持ってい
る。割り込みライン２３３も、レベル毎に３本の線より
構成されている。プログラムカウンタ２１７は、次に実
行する命令が図２のメモリ２２中に格納されているアド
レスを覚えている。このアドレスをアドレスバス２３１
に出力することにより、データバス２３２を通してメモ
リから命令を受け取る。４１１はバイトスワップ回路で
ある。バイトスワップ回路４１１に関しては、図４６で
詳細に説明する。バイトスワップレジスタ４１２をセッ
トすると、バイトスワップ回路４１１が反転状態とな
る。これにより、ＣＰＵ２１からのデータがデータバス
２３２に反転して出力されるリトルエンディアンモード
となる。バイトスワップレジスタ４１２がリセットされ
ると、バイトスワップ回路４１１が直結状態となり、Ｃ
ＰＵ２１がビッグエンディアンモードとなる。命令は、
演算器２１１により実行される。２１２は汎用レジスタ
であり、命令実行の際にオペランドとして使用されるこ
とがある。割り込みコントローラ２１６が割り込みライ
ン２３３から来る割り込み要求の制御を行う。ステータ
スレジスタ２１３は、ＣＰＵ２１の状態を表すレジスタ
であり、演算器２１１により読み書き可能である。ステ
ータスレジスタ２１３の中には、割り込み要求を抑止す
る働きをするビットがある。割り込みが抑止されている
ときには、割込み要求が来ても、その割り込みに対応す
る処理が行われない。割り込みの抑止が解除された時点
で割り込み処理が行われる。割り込み要求レジスタ２１
５は、割り込みが入ったときに、その割り込みの種類が
割り込みコントローラ216によって書き込まれるレジス
タである。ベクタレジスタ２１４は、メモリ内の割り込
みベクタテーブルのアドレスが入るレジスタである。割
り込みが入ったときに、割り込みコントローラ２１６
が、ベクタレジスタ２１４のアドレスの割り込みベクト
ルテーブルを検索し、そこに書かれた割り込み処理プロ
グラムのアドレスをプログラムカウンタ２１７にセット
する。タイマ２１８は、設定した時間毎に、割り込みコ
ントローラ２１６宛に割り込みを要求する。

【００２５】図４６は、図３のバイトスワップ回路４１
１の構成を示したものである。232が図３のデータバス
に相当する。データバス２３２は、バッファ５９１と５
９２によって入力データバス２３２１と出力データバス
２３２４に分けられる。データバスの入力と出力は、５
９３の書き込み制御線により切り替えられる。データバ
スのライン数は３２本である。２３２１（３１−２４）
は２３２１の３１ビット目から２４ビット目までのライ
ンを示している。他も同様である。６０１〜６０４と６
１１〜６１４はセレクタである。図３のバイトスワップ
レジスタ412から来ているバイトスワップライン４１２
１がオンになると、右側の入力ラインの値が出力ライン
に出力され、オフのときには左側の入力線が出力され
る。これにより、バイトスワップレジスタ４１２がセッ
トされているときには、入力データバス２３２１のバイ
ト順が反転して、２３２２の演算機入力ラインに出力さ
れ、２３２３の演算機出力線も反転して、出力データバ
ス２３２４に出力される。バイトスワップレジスタ４１
２がセットされていないときには、そのままのバイト順
でデータが受け渡される。

【００２６】図４は、図３の割り込み要求レジスタ２１
５の詳細である。２１５１〜2153は、それぞれレベル１
〜レベル３の割り込みが入ったときにオンになるビット
である。

【００２７】本実施例においては、ディスクコントロー
ラからの割り込みレベルを１、入出力部からの割り込み
レベルを２、タイマからの割り込みレベルを３としてい
る。図５は、図３のステータスレジスタ２１３の詳細で
ある。割り込み要求を抑止する働きをする割り込み抑止
ビット２１３１〜２１３２がある。割り込み抑止ビット
は、二進数で４つの割り込み要求レベルを表している。
割り込み抑止ビットが表すレベル以下の割り込み要求は
抑止される。また、割り込みが入ったときには、その割
り込みのレベルに割り込み抑止ビットが設定され、後か
ら入ってくる割り込みが設定されたレベル以下の場合に
は、その割り込みが抑止される。

【００２８】図６は図２の入出力部２６の詳細構成であ
る。この部分は、リアルタイム制御が必要な外部機器を
制御するために使用される。２６１が入力線であり、外
部機器の状態を取り込む。２６２が出力線でり、外部機
器に制御信号を出力する。入力線２６１は、オア回路２
６４に接続されている。ここでは、オア回路２６４の出
力は、バスの割り込みライン２３３のレベル２の割り込
みラインに接続されている。入力線２６１のいずれかが
オンになると、ＣＰＵに割り込みが要求される。入力線
２６１は、ラッチ２６３にも入力されており、入力線２
６１の状態が保存される。このラッチの内容は、アドレ
スバス２３１でアドレスを指定することにより、データ
バスより読み出し可能である。デコーダ２６５は、アド
レスバス２３１のアドレスをデコードして、読み書きす
るラッチを選択する。ラッチ266は出力線２６２の出力
を保持する。アドレスバス２３１にアドレスを設定する
ことにより、データバスの内容をラッチする。

【００２９】図７は図２のディスクコントローラ２４の
詳細構成を示したものである。セクタレジスタ２４２
は、読み書きするディスク上のセクタを指定するレジス
タである。データバッファ２４３には、ディスクに書き
込んだり、ディスクから読み出したデータが入る。セク
タレジスタ２４２，データバッファ２４３は、アドレス
をアドレスバス２３１に与えることにより、データバス
２３２からアクセス可能である。アドレスはデコーダ２
４１により、デコードされる。アクセス終了通知線２４
４，セクタ指定線２４５，データ線２４６は、図２のデ
ィスク２５につながっている。アクセス終了通知線２４
４は、ディスクのアクセスが終了した時点でオンとな
る。この線はバス２３の割り込みライン２３３に接続さ
れており、オンになったときに割り込み要求がＣＰＵ２
１に送られる。この割り込みのレベルは１である。セク
タ指定線２４５は、アクセスするセクタをディスクに知
らせる線であり、データ線は、ディスクに対して読み書
きするデータを流す線である。図８は図２のメモリ２２
の内容の詳細である。メモリ２２は、３つの部分よりな
る。ＴＳ−ＯＳ３１は、リアルタイム性が考慮されてい
ない事務処理用のＯＳのプログラム及びデータである。
ＲＴ−ＯＳ３２は、リアルタイム処理を行うＯＳのプロ
グラム及びデータである。ハードウェア依存部３３は、
ＯＳからハードウェアに依存したプログラム及びデータ
を抽出したものである。近年のＯＳの多くは、ハードウ
ェア間の移植性を向上させるため、このようにハードウ
ェア依存部を独立させた構成になっている。本実施例で
は、この部分を改造することにより、２つのＯＳを切り
替えつつ並行に実行可能にしている。ＴＳ−ＯＳ３１の
うち、３１１はＴＳ−ＯＳのプログラムである。３１２
は、ディスク２５から読み込んだデータが入るバッファ
３１３１〜３１３２が接続されるバッファキューであ
る。ＲＴ−ＯＳ３２のうちのランキュー３２１は、実行
可能状態にあるタスクのタスクテーブル３２６１〜３２
６２がつながるキューである。タスクテーブルは、図１
０でその詳細を説明する。スリープキュー３２２は、イ
ベント待ちでブロックしているタスクのタスクテーブル
３２６３〜３２６４がつながるキューである。リスケジ
ューリングフラグ３２３は、ＲＴ−ＯＳのリスケジュー
リングが必要であることを表すフラグである。ＲＴ−Ｏ
Ｓプログラム３２５は、ＲＴ−ＯＳのプログラムであ
る。このプログラムの詳細は後述するが、このプログラ
ムの中には、ＲＴ−ＯＳのタスクの実行順序を決定する
スケジューラ６２が含まれる。カーネルスタック３２７
１〜３２７４はタスクテーブル３２６１〜３２６４のタ
スクが使用するスタック領域である。ハードウェア依存
部３３のうち、ＯＳ状態３３１は、ＴＳ−ＯＳ３１とＲ
Ｔ−ＯＳ３２のどちらのＯＳを実行していたかを記憶す
る領域である。割り込みテーブル３３２は、割り込みが
入った時にＴＳ−ＯＳ３１とＲＴ−ＯＳ３２、それぞ
れ、どのような処理を行うかを記したテーブルである。
割り込みテーブル３３２に関しては、図９で詳しく説明
する。SIRQL335は、ＴＳ−ＯＳ３１への割り込み抑止を
ソフトウェア的に行うための変数である。ＴＳ−ＯＳ３
１は、リアルタイム処理を考慮していないため、割り込
みを長時間禁止したまま処理を行うことがありえる。こ
のような状況でも、ＲＴ−ＯＳ３２が割り込みに応答で
きるようにしなければならない。このことは、ＴＳ−Ｏ
Ｓ３１の割り込み禁止をハードウェア的にではなく、ソ
フトウェア的に行うことにより実現する。SIRQL335の値
以下のレベルの割り込みは、ハードウェアからは入る
が、ソフトウェア的に保留される。保留された割り込み
の情報は、保留キュー３３４に保存される。保留キュー
には、保留割り込みテーブル3411〜３４１２がつなが
る。３３６から３３９は、タイマ割り込みを２つのＯＳ
に割り振るために使用する変数である。ＴＳ周期３３６
はＴＳ−ＯＳ３１が必要とするタイマ割り込みの周期で
ある。ＲＴ周期は、ＲＴ−ＯＳが要求するタイマ割り込
み周期である。図３の２１８のようにハードウェアのタ
イマは１つであるが、これをソフトウェアにより、両Ｏ
Ｓにそれぞれ自分の固有のタイマがあるように見せる。
ＴＳ−ＯＳ退避領域３４４とＲＴ−ＯＳ退避領域３４２
は、ＯＳを切り替えたときに今まで実行していたＯＳの
レジスタの状態を退避するための領域である。ＴＳ−Ｏ
Ｓ退避領域３４４にはＴＳ−ＯＳのレジスタが退避さ
れ、ＲＴ−ＯＳ退避領域３４２にはＲＴ−ＯＳのレジス
タが退避される。Ｌベクタテーブル３４３１とＢベクタ
テーブル３４３２は、割り込みが入った時にジャンプす
る先を設定したテーブルである。プロセッサがリトルエ
ンディアンで実行されているときと、ビッグエンディア
ンで実行されているときでは、割り込みハンドラのアド
レスが異なることと、ベクタテーブル自身を記述するエ
ンディアンも異なることから、それぞれのエンディアン
で別々のベクタテーブルを使用する。リトルエンディア
ンのときにはＬベクタテーブル３４３１を使用し、ビッ
グエンディアンのときにはＢベクタテーブル３４３２を
使用する。これらのベクタテーブルの内容に関しては図
５２と図５３で説明する。図３のベクタレジスタ２１４
は、このテーブルのアドレスが入るように設定する。共
有データ３４５は、ＴＳ−ＯＳ31とＲＴ−ＯＳ３２の両
方からアクセスされるデータである。ハードウェア依存
部プログラム３４０の詳細は後で述べる。

【００３０】図５２は、図８のＬベクタテーブル３４３
１の内容の一例を示したものである。このベクタテーブ
ルは、ＣＰＵ２１がリトルエンディアンで動作している
ときに使用されることになるテーブルである。３４３１
１の列は割り込みレベル、３４３１２の列は各割り込み
レベルに対応する割り込みハンドラのアドレスが記述さ
れている。割り込みハンドラのアドレスは、３４３１３
〜３４３１４のように通常、Ｌハンドラ関数のアドレス
を設定する。ただし、３４３１５のタイマ割り込みのレ
ベルに関しては、両ＯＳ間でタイマを共有する必要上、
Ｌタイマハンドラという特別なハンドラを使用する。Ｌ
ハンドラのアルゴリズムは図４０、Ｌタイマハンドラの
アルゴリズムは図４９で説明する。

【００３１】図９は図８の割り込みテーブル３３２の詳
細である。３３２１の列は割込みレベル、３３２２の列
はＲＴ−ＯＳ３３の割り込みに対するハンドラプログラ
ムのアドレス、３３２３の列はＴＳ−ＯＳ３２のハンド
ラプログラムのアドレスである。３３２４の行は割り込
みレベル１の割り込みが入った時、ＲＴ−ＯＳには知ら
せる必要がないが、ＴＳ−ＯＳではDISK_END関数を実行
することを示している。このように割り込みを片方のＯ
Ｓに通知することも可能であるし、３３２６行のように
両方のＯＳのハンドラを実行することも可能である。

【００３２】図１０は図８のタスクテーブル３２６１の
詳細である。Nextポインタ32611 は、タスクテーブルを
図８のランキュー３２１やスリープキュー３２２に接続
するためのリンク用ポインタである。優先度領域３２６
１２はタスクを実行する優先度が入る領域である。ＲＴ
−ＯＳが実行するタスクを選択するとき、優先度の最も
高いタスクを選ぶ。ブロックチャネル領域３２６１３
は、タスクがあるイベントの発生を待ってブロックする
とき、そのイベントの種類が入る領域である。スタック
３２６１４はタスクが使用するスタックのアドレスを記
憶する。

【００３３】図１１は図８の保留割り込みテーブル３４
１１の詳細である。Nextポインタ３４１１１は保留割り
込みテーブルを保留キュー３３４に接続するためのリン
クポインタである。IRQL34112は、保留されている割り
込みのレベルを記憶する。図１２はハードウェア依存部
プログラム３４０の１つであるRaiseIRQL 関数１２であ
る。この関数は、ＴＳ−ＯＳ３１が割り込みを抑止する
ために呼ぶ関数である。この関数は、図２１のバッファ
リードのアルゴリズムの中などでバッファキューの排他
制御などに使用される。この関数は、ＲＴ−ＯＳの割り
込みまで禁止してしまわないよう、実際にはハードウェ
アのステータスレジスタ２１３の割り込み抑止ビットを
書き換えず、メモリ２２中のSIRQL335を書き変えるのみ
である（１２１）。

【００３４】図１３はハードウェア依存部プログラム３
４０のプログラムの１つであるLowerIRQL 関数１３であ
る。この関数は、ＴＳ−ＯＳ３１が割り込みを抑止を解
除するために呼ぶ関数である。この関数は、図２１のバ
ッファリードのアルゴリズムにあるように図１２のRais
eIRQL 関数１２と対で使用されることが多い。引数とし
て割り込みレベルを指定し、このレベルより大きい割り
込みが許可される。この関数も、ハードウェアのステー
タスレジスタ２１３の割り込み抑止ビットを書き換え
ず、メモリ２２中のSIRQL335を書き変える（１３１）。
保留ＩＮＴ処理１４で保留されている割り込みをＴＳ−
ＯＳに通知する。

【００３５】図１４は図１３の保留ＩＮＴ処理１４のフ
ローチャートである。この関数は、ハードウェア依存部
プログラム３４０の一部である。１４１で保留キューに
SIRQL335より割り込みレベルＩＲＱＬが高い割り込み保
留テーブルがあるか判定する。テーブルがない場合には
終了する（１４４）。ある場合には、その中でＩＲＱＬ
が最大のテーブルを選択する（１４２）。その割り込み
レベルについて、割り込みテーブル３３２で指定されて
いるＴＳ−ＯＳ用のハンドラ関数を実行する（１４
３）。以上を繰り返す。

【００３６】図４０はＴＳ−ＯＳ実行中、すなわち、プ
ロセッサがリトルエンディアンになっているときに、タ
イマ割り込み以外の割り込みが入ったときに最初に実行
されるＬハンドラである。この関数のアドレスは、図５
２のＬベクタテーブル3431に登録されている。この関数
もハードウェア依存部プログラム３４０のプログラムの
１つである。１０２でＣＰＵ２１にある汎用レジスタ２
１２などの内容をメモリ内のスタックに退避する。これ
は、割り込み前のプログラムが使用していたレジスタの
内容を割り込みハンドラが破壊するのを防ぐためであ
る。１０３で割り込みテーブル３３２を調べて、入った
割り込みのレベルのハンドラがＲＴ−ＯＳについて登録
されているか調べる。登録されている場合には、ＲＴハ
ンドラ１５を呼ぶことになるが、ＲＴハンドラはＲＴ−
ＯＳのプログラムなので、呼ぶ前に、５１によってＯＳ
をＲＴ−ＯＳに切り替える。ＲＴ−ＯＳ切り替えのアル
ゴリズムは、図５０で説明する。そして、ＲＴハンドラ
からリターンした後には、５２でＯＳをＴＳ−ＯＳに戻
す。ＴＳ−ＯＳ切り替え５１のアルゴリズムは、図５１
で説明する。１０５でＴＳ−ＯＳ用にハンドラが登録さ
れているか調べる。登録されており、割り込みレベルが
SIRQL335以下（１０７）の場合は割り込みが保留される
（１９）。割り込みレベルがＳＩＲＱＬより大きかった
場合には、１１３でSIRQL335を割り込みのレベルに設定
してソフトウェア的な割り込み抑止をした後、１１４で
ステータスレジスタ２１３を割り込み前の値に戻して、
ハードウェアの割り込み抑止を解除する。１４では、保
留ＩＮＴ関数１４を呼び出して保留中の割り込みの処理
をする。これは、ここまでの処理の間により高いレベル
の割り込みが入り、しかも、その割り込みがＴＳ−ＯＳ
宛だったときに、その処理が保留されている可能性があ
るためである。次に１１０で、割り込みテーブル３３２
に登録されているＴＳ−ＯＳ用ハンドラの関数を呼び出
す。最後に102で退避したレジスタを回復する（１１
１）。

【００３７】図４７はＲＴ−ＯＳ実行中、すなわち、プ
ロセッサがビッグエンディアンになっているときに、タ
イマ割り込み以外の割り込みが入ったときに最初に実行
されるＢハンドラである。この関数のアドレスは、図５
３のＢベクタテーブル3432に登録されている。この関数
もハードウェア依存部プログラム３４０のプログラムの
１つである。７３１でＣＰＵ２１にある汎用レジスタ２
１２などの内容をメモリ内のスタックに退避する。これ
は、割り込み前のプログラムが使用していたレジスタの
内容を割り込みハンドラが破壊するのを防ぐためであ
る。７３２で割り込みテーブル３３２を調べて、入った
割り込みのレベルのハンドラがＲＴ−ＯＳについて登録
されているか調べる。登録されている場合には、ＲＴハ
ンドラ１５を呼ぶことになる。１０５でＴＳ−ＯＳ用に
ハンドラが登録されているか調べる。登録されている場
合は割り込みが保留される（１９）。これは、ＲＴ−Ｏ
Ｓの実行をＴＳ−ＯＳの実行によって阻害しないためで
ある。最後に７３１で退避したレジスタを回復する（７
３６）。

【００３８】図５０は、ＯＳをＲＴ−ＯＳに切り替える
ＲＴ−ＯＳ切替え７０のアルゴリズムである。このプロ
グラムは、図１や図８のＯＳ切替え５２１の中にある。
701で今まで実行していたＴＳ−ＯＳのレジスタの内容
を図８のＴＳ−ＯＳ退避領域３４４に退避する。これ
は、後でＴＳ−ＯＳに戻ったときに処理を続行できるよ
うにするためである。７０２で図３のベクタレジスタ２
１４をビッグエンディアン用のベクタテーブルであるＢ
ベクタテーブル３４３２のアドレスに設定する。７０３
で実行中のＯＳの種類を記憶する図８のＯＳ状態３３１
にＲＴ−ＯＳであることを設定する。５１で図４１のプ
ロセッサをビッグエンディアンに設定する関数を実行す
る。７０５で図８のＲＴ−ＯＳ退避領域３４２からレジ
スタを回復する。

【００３９】図５１は、ＯＳをＴＳ−ＯＳに切り替える
ＴＳ−ＯＳ切替え７１のアルゴリズムである。このプロ
グラムも、図１や図８のＯＳ切替え５２１の中にある。
この関数は、図５０のＲＴ−ＯＳ切替えと対称的な動作
をする。７１１でレジスタの内容をＲＴ−ＯＳ退避領域
３４２に退避する。７１２でベクタレジスタ２１４をＬ
ベクタテーブル３４３１のアドレスに設定する。７１３
でＯＳ状態３３１にＴＳ−ＯＳを設定する。５２で図４
２のプロセッサをリトルエンディアンに設定する関数を
実行する。７１５で図８のＲＴ−ＯＳ退避領域３４４か
らレジスタを回復する。

【００４０】図４１は、図５０の５１のＣＰＵをビッグ
エンディアンに設定するルーチンのアルゴリズムであ
る。この関数は、図１のエンディアン切替え５２１１の
中にある。５１１で図３のバイトスワップレジスタ４１
２をリセットしている。これにより、図３のバイトスワ
ップ回路が直結の状態になりＣＰＵ２１とデータバス２
３２の間でデータの反転は行われなくなる。

【００４１】図４２は、図５１の５２のＣＰＵ２１をリ
トルエンディアンに設定するルーチンである。この関数
は、図１のエンディアン切替え５２１１の中にある。図
４１のルーチンでリセットしたバイトスワップレジスタ
をセットしている。

【００４２】図１５は図４０と図４７の中のＲＴハンド
ラ１５のフローチャートである。このプログラムはＲＴ
−ＯＳプログラム３２５の１つであり、ＲＴ−ＯＳ宛の
割り込みの処理を行う。１５１でレジスタの内容をメモ
リ内のスタックに退避する。１５２で、割り込みテーブ
ル３３２に登録されているＲＴ−ＯＳ用ハンドラの関数
を呼び出す。１５３でステータスレジスタ２１３の割り
込み抑止ビットを０にして、すべての割り込みを許可す
る。割り込み抑止ビットは、割り込みが入った時点で、
その割り込みのレベルに設定されている。１５４でリス
ケジューリングフラグ３２３を調べてリスケジューリン
グが必要か調べる。これは、１５２で実行した関数内な
どで、新たにタスクが実行可能になっている可能性があ
るからである。リスケジューリングの必要がある場合に
は、図１６のスケジューラ１７を実行する。最後に、退
避したレジスタを回復する。

【００４３】図１６は、図１５のスケジューラ関数１７
のフローチャートである。このプログラムは、図１のス
ケジューラ１７に相当する。１７１で図８のランキュー
321にタスクテーブルが接続されているか調べている。
これは、実行可能なＲＴ−ＯＳタスクが存在するか調べ
ている。ない場合には、処理をＴＳ−ＯＳに戻すために
ＴＳ−ＯＳ切替えを実行する（１７２）。これは、図４
５の５７４の遷移に相当し、図１のスケジューラ１７か
らＯＳ切替え４２１への通知に相当する。ランキューに
タスクテーブルがある場合には、タスクテーブル中の優
先度（図１０の優先度３２６１１）が最も高いタスクテ
ーブルを選択する。１７４で現在実行中のタスクのレジ
スタを実行中のタスクのスタックに退避し、１７５で選
択したタスクのスタックからレジスタを回復する。これ
により、新たに選択されたタスクの処理が開始される。

【００４４】図１７は、図９で割り込みレベルの２が入
ったときにＲＴ−ＯＳで呼ばれるよう設定されている関
数の一例である。この関数は、図１５の１５２で呼ばれ
ることになる。レベル２の割り込みは、図２の入出力部
２６からの割り込みになっている。そこで、この割り込
みの処理は、制御機器から入力を待っているタスクを実
行可能にすることになる。１８１で、ブロックチャネル
３２６１３が‘123’であるタスクテーブル３２６３〜
３２６４をスリープキュー３２２から探す。

【００４５】１８２で、そのタスクテーブルをランキュ
ー３２１に入れる。新しいタスクが実行可能となったの
でリスケジューリングが必要となる。よって、１８３で
リスケジューリングフラグ３２３をオンにする。

【００４６】図１８は、図４０の保留関数１９のフロー
チャートである。この関数は、ＲＴ−ＯＳ実行中か、Ｔ
Ｓ−ＯＳが割り込み抑止をしている間に入ったＴＳ−Ｏ
Ｓ宛の割り込みを保留する。この関数は、ハードウェア
依存部プログラム３４０の１つである。１９１で新規に
保留割り込みテーブル３４１１〜３４１２のエントリを
割り当てる。１９２で保留割り込みテーブルのIRQL3411
2 に割り込みのレベルを入れる。１９３で保留割り込み
テーブルを保留キュー３３４に入れる。

【００４７】図１９は、ＲＴ−ＯＳのタスクが、イベン
トの発生を待つときや、終了するときに呼ぶブロック関
数４０である。この関数は、ＲＴ−ＯＳプログラム３２
５の１つである。４０１で、現在実行中のタスクのタス
クテーブルを図８のスリープキュー３２２に入れる。１
７で、図１６のスケジューラを実行し、次に実行するタ
スクを選択する。実行するタスクがないときには、ＴＳ
−ＯＳに処理を戻す。図２０は、図９で割り込みレベル
の１が入ったときにＴＳ−ＯＳで呼ばれるよう設定され
ている関数の一例である。この関数は、図４０の１１０
または図１４の１４３で呼ばれることになり、ＴＳ−Ｏ
Ｓプログラム３１１の１つである。この割り込みは、デ
ィスク２５の読み出しが終了したことをＣＰＵ２１に知
らせる割り込みである。４１１で新規にバッファ３１３
１を獲得し、４１２でディスクコントローラ２４のデー
タバッファ２４３からデータをコピーする。そして、バ
ッファ３１３１をバッファキュー３１２に接続する。

【００４８】図２１はＴＳ−ＯＳプログラム３１１の
内、割り込みを抑止しなければならないプログラムの例
である。バッファ３１３１からデータの読み出しを行
う。バッファ３１３１は、割り込みハンドラである図２
０のプログラム４１からもアクセスされるので、割り込
みを抑止してアクセスする必要がある。そこで、RaiseI
RQL 関数１２で割り込みを抑止した後、４２１でバッフ
ァ３１３１をバッファキュー３１２から外す。LowerIRQ
L 関数１３で割り込みを許可して、４２２でバッファの
データをリードする。ただし、図１２にある通り、Rais
eIRQL 関数１２は、ソフトウェア的にＴＳ−ＯＳ宛の割
り込みを抑止しているだけなので、ＲＴ−ＯＳ宛の割り
込みは受け付けられる。

【００４９】図２２は、ＲＴ−ＯＳがタイマ割り込みの
周期を設定するときに呼ぶ関数のアルゴリズムである。
この関数は、ハードウェア依存部プログラム３４０の１
つである。ハードウェアのタイマ２１８が１つしかない
計算機においても、２つのＯＳに独立に周期タイマを提
供できるようになっている。４３１でリアルタイム周期
３３７に新しい周期を設定する。４３２でＴＳ周期３３
６とリアルタイム周期３３７を比較し、リアルタイム周
期が長い場合には、残時間３３８にリアルタイム周期３
３７を設定し、４３４でＴＳ周期３３６をハードウェア
のタイマ218に設定する。リアルタイム周期３３７がＴ
Ｓ周期３３６以下だった場合は、逆に、４３５でＴＳ周
期３３６を残時間３３８に設定し、４３６でリアルタイ
ム周期３３７をタイマ２１８に設定する。最後に４３７
で半端時間４３７をクリアする。

【００５０】図２３は、ＴＳ−ＯＳがタイマ割り込み周
期を設定するときに呼ぶ関数である。４４１でＴＳ周期
に新しい周期を設定している以外は、図２２と同じであ
る。図４８は、ＴＳ−ＯＳ実行中、すなわち、プロセッ
サがリトルエンディアンになっているときに、タイマ割
り込みが入ったときに実行されるＬタイマハンドラ関数
である。この関数のアドレスは、図５２のＬベクタテー
ブルの中の34315 に入っている。６３１でスタックへの
レジスタの退避を行う、図２４のタイマハンドラ４５を
呼び出す必要があるが、タイマハンドラ４５は、ＲＴ−
ＯＳとＴＳ−ＯＳで共通に使用される関数であるが、こ
こではビッグエンディアンで記述されていると仮定す
る。そこで５１でプロセッサをビッグエンディアンに設
定した後に実行する。実行終了後は、エンディアンを５
２でリトルエンディアンに戻す。最後に退避したレジス
タを回復する。

【００５１】図４９は、図４８と同様なハンドラである
がＲＴ−ＯＳ実行中にタイマ割り込みが発生したときに
実行される関数である。ＲＴ−ＯＳはビッグエンディア
ンで実行されるので図４８のように途中でエンディアン
を切り替える必要がない。

【００５２】図２４は、タイマ割り込みが入った時の割
り込みハンドラである。この関数は、ハードウェア依存
部プログラム３４０の１つである。４５１でＴＳ周期３
３６とリアルタイム周期３３７を比較し、リアルタイム
周期３３７の方が長い場合には、ＴＳ周期小関数４６を
実行し、そうでない場合には、ＲＴ周期小関数４８を実
行する。

【００５３】図２５は、図２４のＴＳ周期小関数のアル
ゴリズムである。４６１で半端時間３３９が０か調べ
る。半端時間３３９はリアルタイム周期が終了した時点
でＴＳ周期終了までの時間である。半端時間３３９が０
以外のときは、４６２で半端時間３３９をタイマ２１８
に設定する。リアルタイム周期は終了しているので、４
６３でリアルタイムタイマハンドラ関数を呼ぶ。４６４
で残時間３３８に（リアルタイム周期３３７−ＴＳ周期
３３６）を設定する。残時間３３８は、次にタイマ割り
込みが発生したときにリアルタイム周期終了までの時間
である。４６５で半端時間３３９を０とする。４６１で
半端時間が０の場合は、４６６で残時間３３８を調べ
る。残時間３３８が０の場合は、リアルタイム周期が終
了しているので４６７でリアルタイムタイマハンドラ関
数を実行し、４６８で残時間をリアルタイム周期とす
る。このとき、ＴＳ周期も終了している４７３でＴＳタ
イマハンドラ関数を呼ぶ。４６６で残時間３３８がある
ときには、４６９で残時間338からＴＳ周期を減じる。
４７０で、減じた結果をＴＳ周期と比較し、短い場合に
は、４７１で半端時間３３９に（ＴＳ周期３３６−残時
間３３８）を設定し、残時間３３８をハードウェアのタ
イマ２１８に設定する。この場合もＴＳ周期は終了して
いるので、４７３でＴＳタイマハンドラ関数を呼ぶ。た
だし、ＴＳタイマハンドラはＴＳ−ＯＳの一部なので７
１でＴＳ−ＯＳにＯＳを切り替えた後に呼び、呼んだ後
に７０でＯＳを元のＲＴ−ＯＳに戻す。

【００５４】図２６は、図２４のＲＴ周期小関数のアル
ゴリズムである。アルゴリズムは、ＲＴ−ＯＳとＴＳ−
ＯＳの関係が逆転しているだけで、図２５と同様であ
る。

【００５５】図２７は、本発明の別の実施例を示したも
のである。図１の構成では、１つのＣＰＵ上でリトルエ
ンディアンＯＳとビッグエンディアンＯＳを切り替えつ
つ実行していた。一方、図２７では、ＣＰＵを２つ用い
ている。２１−２のＣＰＵはリトルエンディアンの事務
処理用ＯＳ（ＴＳ−ＯＳ）３１を実行するためのもので
ある。このＣＰＵのエンディアンはリトルエンディアン
に固定されている。

【００５６】２１−１のＣＰＵは、ビッグエンディアン
のＲＴ−ＯＳ３２を実行する。このＣＰＵのエンディア
ンはビッグエンディアンに固定されている。５３１〜５
３２のタスクは、ＴＳ−ＯＳ３１のタスクであり、５３
３〜５３４はＲＴ−ＯＳ３２のタスクである。ＣＰＵ２
１−１と２１−２は共有メモリ８０を共有している。図
では、ＯＳ３１〜３２やタスク５３１〜５３４が共有メ
モリ８０の外に記述されているが、これらのプログラム
やデータが共有メモリの中に存在しても差し支えない。

【００５７】図２８は、マルチプロセッサ計算機の構成
の例である。２１−１と２１−２の２つのＣＰＵがバス
２３に接続されている点が異なっている。２１−１のＣ
ＰＵがＲＴ−ＯＳを専用に実行し、２１−２のＣＰＵが
ＴＳ−ＯＳを専用に実行する。メモリは８０−１のＲＯ
Ｍと８０−２のＲＡＭに分かれている。両メモリとも両
ＣＰＵと共有されている。ＣＰＵ２１−１はビッグエン
ディアンモードで実行され、ＣＰＵ２１−２はリトルエ
ンディアンモードで実行される。レジスタ５５は両ＣＰ
Ｕからアクセス可能である。このレジスタは、３２ビッ
トであり、ビッグエンディアンのＣＰＵから見て0x0000
0001の値を持っている。リトルエンディアンのＣＰＵ
は、レジスタの内容を反転して読むので0x01000000の値
を読み込む。両ＣＰＵは、リセット後、ＲＯＭ８０−１
内のプログラムを実行する。

【００５８】図２９は、図２８のＲＯＭ８０−１の内容
である。図２８のＣＰＵ２１−１とＣＰＵ２１−２は、
リセット後にこのＲＯＭ８０−１のアドレス０から実行
を開始する。図ではＲＯＭの内容はビッグエンディアン
のＣＰＵが呼んだ場合の値となっている。０番地の0400
000Cは命令としては、現在実行中の命令のアドレス＋０
ｘ０Ｃの番地にジャンプしなさいという命令である。し
たがって、ビッグエンディアンのＣＰＵ２１−１は、０
番地の命令を実行した次は、１０番地の命令を実行す
る。一方、リトルエンディアンのＣＰＵ２１−２は、同
じ０番地の命令を読み込んでも0c000004という命令を読
み込む。この命令はレジスタ０の内容をレジスタ１２に
ロードする命令である。したがって、このＣＰＵは、次
に４番地の命令を実行する。このようにすることによ
り、ビッグエンディアンのＣＰＵとリトルエンディアン
のＣＰＵで実行の経路を分けることが可能となる。４〜
Ｃ番地にはリトルエンディアンで意味を持つ命令が入っ
ており、この部分で分岐命令を実行してリトルエンディ
アンのＯＳへ分岐する。１０番地以降には、ビッグエン
ディアンのＯＳのプログラムが入っている。

【００５９】図３０は、図２８のＲＯＭ２２−１別の実
施例である。図２８ではＣＰＵ２１−２とＣＰＵ２１−
２で同じＲＯＭの部分がアクセスされるようになってい
たが、図３０では別々の部分がアクセスされる。２３は
バスである。２３２はデータバスである。２３１はアド
レスバスである。アドレスバス２３１は最上位のアドレ
スライン以外、ＲＯＭのアドレスラインに直結されてい
る。２３４のラインは、ＲＯＭへの読み出しのリクエス
トがＣＰＵ２１−２から来ているのかCPU21−1から来て
いるのかを示すＣＰＵ判別ラインである。ＣＰＵ２１−
２から来ているとき１となる。アドレスバスの最上位の
ライン２３１−１は、ＣＰＵ判別ライン２３４と排他論
理輪回路２３５を通ってＲＯＭ８０−１のアドレスライ
ンに接続されている。

【００６０】図３１は、図３０のＲＯＭを用いたときの
２つのＣＰＵから見たメモリマップを示している。５４
１がＣＰＵ２１−１のメモリマップである。ＣＰＵ２１
−１からＲＯＭを見るとＲＯＭ−０の領域５４１１がマ
ップの先頭に来ている。一方、ＣＰＵ２１−２から見る
とＲＯＭ−１の領域５４２１が先頭に来る。ＲＯＭ−０
の領域とＲＯＭ−１の領域には、同じプログラムがＲＯ
Ｍ−０にはビッグエンディアンのフォーマットで、ＲＯ
Ｍ−１の領域にはリトルエンディアンのフォーマットで
入っている。

【００６１】図４３は、図３１のＲＯＭ−０およびＲＯ
Ｍ−１領域に入っているＣＰＵ２１−１およびＣＰＵ２
１−２のリセット後実行されるプログラムである。５６
１で図２８のレジスタ５５を読んで、その値が１である
か判断している。ビッグエンディアンのＣＰＵ２１−１
は、このレジスタ５５を読むと１を読み取るので563で
ＲＴ−ＯＳにジャンプする。一方、リトルエンディアン
のＣＰＵ２１−２は、レジスタ５５の値が0x01000000に
読めるので、５６２でＴＳ−ＯＳにジャンプする。

【００６２】図４４は、図４３でレジスタ５５を使用し
た代わりにＲＯＭ８０−１上に記憶されたフラグを用い
た例である。図４３とまったく同様の方法でビッグエン
ディアンとリトルエンディアンのＣＰＵで動作を分離す
ることが可能である。

【００６３】図３２は、ステータスレジスタの構成例で
ある。図３２のマルチプロセッサ計算機の２つのＣＰＵ
（２１−１と２１−２）は、図３のＣＰＵと同様の構成
であるが、２１３のステータスレジスタの構成が、図５
の構成と異なっている。図５のステータスレジスタで
は、割り込み抑止ビット（２１３１〜２１３２）が２進
数の値を表しており、この値以下のレベルの割り込みが
抑止されていたが、図３２のステータスレジスタは、割
り込みレベルそれぞれに対応した割り込み抑止ビット
（２１３４〜２１３６）が存在する。各ビットがセット
されているときに、それに対応したレベルの割り込みが
抑止される。

【００６４】図３３は、ＲＴ−ＯＳを実行する図３１の
ＣＰＵ２１−１のステータスレジスタ２１３−１の状態
である。このＣＰＵは、２１３４−１のビットのみがセ
ットされており、レベル１の割り込みのみがマスクされ
ている。

【００６５】図３４は、ＴＳ−ＯＳを実行する図３１の
ＣＰＵ２１−２のステータスレジスタ２１３−２の状態
である。このＣＰＵは、２１３５−２のビットのみがセ
ットされており、レベル２の割り込みのみがマスクされ
ている。

【００６６】図３５は、図３１のメモリ２２の内容であ
る。ベクタテーブルがＣＰＵ毎に２つ(３４３−１と３
４３−２)設けられている。ベクタテーブルは、割り込
みが入ったときに実行するプログラムのアドレスが入っ
ているテーブルである。ＲＴ−ＯＳを実行する図３１の
ＣＰＵ２１−１が、ベクタテーブル３４３−１を使用
し、ＴＳ−ＯＳを実行する図３１のＣＰＵ２１−２がベ
クタテーブル３４３−２を使用する。それぞれのＣＰＵ
の図３のベクタレジスタ２１４が、それぞれのベクタテ
ーブルのアドレスを指すことになる。ベクタテーブルに
は割り込みレベル毎に飛び先のアドレスが入っている。
３４３−１のベクタテーブルはレベル１の割り込みの飛
び先が０になっており、この割り込みは無効であること
を示している。レベル２とレベル３の飛び先は、いずれ
もＲＴ−ＯＳ３２のプログラム３２５の中の関数になっ
ている。３４３−２のベクタテーブルはレベル２の割り
込みの飛び先が０になっており、この割り込みは無効で
あることを示している。レベル１とレベル３の飛び先
は、いずれもＴＳ−ＯＳ３１のプログラム３１１の中の
関数になっている。図８にあったＯＳ状態３３１，割込
みテーブル３３２，SIRQL335，保留キュー３３４，ＴＳ
−ＯＳ退避領域３４４，ＲＴ−ＯＳ退避領域３４２，タ
イマ関係の領域３３６〜３３９などは、単一のプロセッ
サで２つのＯＳを実行するために必要な機構のため、図
３５では必要なくなっている。また、マルチプロセッサ
構成では、割込みを禁止したのみでは、共有データ３４
７の排他制御ができないので、排他制御用のロック３４
７が図３５に加わっている。図３６は、図３１のマルチ
プロセッサ構成のときの図１２のRaiseIRQL 関数１２で
ある。本構成では、SIRQL335を書き換える代わりに、自
分のＣＰＵのステータスレジスタ（２１３−１または２
１３−２）をセットしている。

【００６７】図３７は、図３１のマルチプロセッサ構成
のときの図１３のLowerIRQL 関数１３である。本構成で
は、自分のＣＰＵのステータスレジスタ（２１３−１ま
たは２１３−２）をクリアするのみである。

【００６８】図３８は、図３１のマルチプロセッサ構成
のときの図１５のPIO_ON関数１５である。図２の構成で
は、入ってきた割り込みを２つのＯＳに割り振る必要が
あったが、マルチプロセッサ構成では、各ＣＰＵが別々
のＯＳを実行しており、ステータスレジスタの設定に従
って、必要な割り込みの処理を行う。このため、割り込
みの処理は、通常のＯＳの割り込み処理と同じである。
１０２でレジスタの内容を退避した後、割り込み本体の
処理を行う。ここでは、図１７で行っていた処理内容１
８１〜１８３の処理を行っている。１１１で退避してお
いたレジスタの内容を回復し、１６２でリターンする。

【００６９】図３１のマルチプロセッサ構成のときのブ
ロック関数４０は図１９と同じである。ただし、スケジ
ューラ１７は、図３９のようになる。図１６と比較する
と、図１６ではランキューが空のときには、１７２でＴ
Ｓ−ＯＳに処理を戻していたが、図３９では、ループし
て待つ。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、エンディアンの異なる
オペレーティングシステムを切り替えつつ同一プロセッ
サ上で並行して実行可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ソフトウェア構成を示した図である。

【図２】計算機の構成を示した図である。

【図３】ＣＰＵの構成を示した図である。

【図４】割込み要求レジスタの構成を示した図である。

【図５】ステータスレジスタの構成を示した図である。

【図６】入出力部の構成を示した図である。

【図７】ディスクコントローラの構成を示した図であ
る。

【図８】メモリの内容を説明するための図である。

【図９】割り込みテーブルの構成を示した図である。

【図１０】タスクテーブルの構成を示した図である。

【図１１】保留割り込みテーブルの構成を示した図であ
る。

【図１２】割り込み抑止関数のアルゴリズムを示した図
である。

【図１３】割り込み許可関数のアルゴリズムを示した図
である。

【図１４】保留割り込みの許可関数のアルゴリズムを示
した図である。

【図１５】ＲＴ−ＯＳの割り込みハンドラを示した図で
ある。

【図１６】スケジューラのアルゴリズムを示した図であ
る。

【図１７】入出力機器からの割り込みハンドラを示した
図である。

【図１８】割り込みを保留する関数を示した図である。

【図１９】ブロック関数を示した図である。

【図２０】ディスクアクセス終了割り込みハンドラを示
した図である。

【図２１】ＴＳ−ＯＳの割り込みを抑止するプログラム
を示した図である。

【図２２】ＲＴ−ＯＳのタイマ周期設定関数を示した図
である。

【図２３】ＴＳ−ＯＳのタイマ周期設定関数を示した図
である。

【図２４】タイマ割り込みハンドラを示した図である。

【図２５】タイマ割り込みでＴＳ周期がリアルタイム周
期より短い場合の処理を示した図である。

【図２６】タイマ割り込みでリアルタイム周期がＴＳ周
期より短い場合の処理を示した図である。

【図２７】ソフトウェア構成を示した図である。

【図２８】マルチプロセッサ計算機の構成を示した図で
ある。

【図２９】ＲＯＭの内容を説明するための図である。

【図３０】ＲＯＭの構成を示した図である。

【図３１】ＲＯＭのメモリマップを示した図である。

【図３２】ステータスレジスタの構成を示した図であ
る。

【図３３】ＴＳ−ＯＳ用ＣＰＵのステータスレジスタの
状態を示した図である。

【図３４】ＲＴ−ＯＳ用ＣＰＵのステータスレジスタの
状態を示した図である。

【図３５】メモリの内容を示した図である。

【図３６】割り込み抑止関数のアルゴリズムを示した図
である。

【図３７】割り込み許可関数のアルゴリズムを示した図
である。

【図３８】ＲＴ−ＯＳの割り込みハンドラを示した図で
ある。

【図３９】ブロック関数を示した図である。

【図４０】Ｌハンドラのフローチャートを示した図であ
る。

【図４１】ビッグエンディアンモード設定のアルゴリズ
ムを示した図である。

【図４２】リトルエンディアンモード設定のアルゴリズ
ムを示した図である。

【図４３】リセット処理のアルゴリズムを示した図であ
る。

【図４４】リセット処理の別のアルゴリズムを示した図
である。

【図４５】計算機の状態遷移を示した図である。

【図４６】バイトスワップ回路の構成を示した図であ
る。

【図４７】Ｂハンドラのアルゴリズムを示した図であ
る。

【図４８】Ｌタイマハンドラのアルゴリズムを示した図
である。

【図４９】Ｂタイマハンドラのアルゴリズムを示した図
である。

【図５０】ＲＴ−ＯＳ切替えのアルゴリズムを示した図
である。

【図５１】ＴＳ−ＯＳ切替えのアルゴリズムを示した図
である。

【図５２】Ｌベクタテーブルの内容を示した図である。

【図５３】Ｂベクタテーブルの内容を示した図である。

【符号の説明】

１７，６２…スケジューラ、２１…ＣＰＵ、２２…メモ
リ、２３…バス、２４…ディスクコントローラ、２５…
ディスク、２６…入出力部、３１…ＴＳ−ＯＳ、３２…
ＲＴ−ＯＳ、３３…ハードウェア依存部、５５…ＣＰＵ
判別レジスタ、６３…Ｌタイマハンドラ、６４…Ｂタイ
マハンドラ、７０…ＲＴ−ＯＳ切替え、７１…ＴＳ−Ｏ
Ｓ切替え、７３…Ｂハンドラ、８０…共有メモリ、２１
１…演算器、２１２…汎用レジスタ、２１３…ステータ
スレジスタ、２１４…ベクタレジスタ、２１５…割り込
み要求レジスタ、２１６…割り込みコントローラ、２１
７…プログラムカウンタ、２１８…タイマ、２３１…ア
ドレスバス、２３２…データバス、２３３…割り込みラ
イン、２４１…デコーダ、２４２…セクタレジスタ、２
４３…データバッファ、２４４…アクセス終了通知線、
２４５…セクタ指定線、２４６…データ線、２６１…入
力線、２６２…出力線、２６３…ラッチ、２６４…オア
回路、２６５…デコーダ、２６６…ラッチ、３１１…Ｔ
Ｓ−ＯＳプログラム、３１２…バッファキュー、３２１
…ランキュー、３２２…スリープキュー、３２３…リス
ケジューリングフラグ、３２４…第２ハンドラアドレ
ス、３２５…ＲＴ−ＯＳプログラム、３３１…ＯＳ状
態、３３２…割り込みテーブル、３３４…保留キュー、
３３５…ＳＩＲＱＬ（ソフトウェアＩＲＱＬ）、３３６
…ＴＳ周期、３３７…リアルタイム周期、３３８…残時
間、３３９…半端時間、３４０…ハードウェア依存部プ
ログラム、３４２…ＲＴ−ＯＳ退避領域、３４４…ＴＳ
−ＯＳ退避領域、３４５…共有データ、３４６…ＯＳ状
態カウンタ、347…ロック、４１１…バイトスワップ回
路、４１２…バイトスワップレジスタ、５２１…ＯＳ切
替えプログラム、５３１〜５３４…タスク、５６１…Ｔ
Ｓ−ＯＳタスク実行中状態、５６２…ＴＳ−ＯＳ割り込
みハンドラ実行中状態、５６３…ＲＴ−ＯＳタスク実行
中状態、５６４…ＲＴ−ＯＳ割り込みハンドラ実行中状
態、５９１〜５９２…バッファ、２１３１〜２１３６…
割り込み抑止ビット、3121〜３１２２…バッファ、３２
６１〜３２６４…タスクテーブル、３２７１〜3274…カ
ーネルスタック、３４１１〜３４１２…保留割り込みテ
ーブル、３４３１…Ｌベクタテーブル、３４３２…Ｂベ
クタテーブル、４１２１…バイトスワップライン、５２
１１…エンディアン切り替えプログラム。

フロントページの続き (72)発明者 森岡 道雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 中村 智明 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Ｆターム(参考） 5B060 AA20 AC11 DA09 KA01 KA02 MM01 5B098 AA10 BB05 EE06 GA02 GA04 GA08 GC01 GD03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なったエンディアンで実行する複数のオ
   ペレーティングシステムと、上記それぞれのオペレーテ
   ィングシステム上で動作する複数のタスクと、上記タス
   クの実行順序を管理するスケジューリングプログラムと
   を記憶する記憶装置と、 演算を実行するプロセッサとを有する計算機システムで
   あって、 上記プロセッサは、上記スケジューリングプログラムに
   よって決定されたオペレーティングシステムを実行する
   ために、エンディアンを切り替える切替え部を有する計
   算機システム。
2. 【請求項２】異なった複数のオペレーティングシステム
   と、上記それぞれのオペレーティングシステム上で動作
   する複数のタスクと、上記タスクの実行順序を管理する
   スケジューリングプログラムとを記憶する記憶装置と、 演算を実行するプロセッサとを有する計算機システムで
   あって、 上記プロセッサは、上記スケジューリングプログラムに
   よって決定されたオペレーティングシステムを実行する
   ために、一度に入力または出力する情報の配列を切り替
   える切替え部を有する計算機システム。
3. 【請求項３】請求項２において、 上記記憶装置は、割り込みの種類と上記割り込みの処理
   を実行するオペレーティングシステムとを対応付けした
   テーブルを記憶し、 上記プロセッサは、割り込みを検出する割り込み検出部
   と、上記割り込み検出部によって検出された結果と上記
   記憶装置に記憶されたテーブルに基づいて、一度に入力
   または出力するデータの並びを切り替える切替え部を有
   する計算機システム。
4. 【請求項４】異なったエンディアンで実行可能な命令を
   格納した記憶装置と、 異なったエンディアンで上記記憶装置にアクセスし、上
   記記憶装置から読み出した命令を実行する複数のプロセ
   ッサとを有する計算機システムであって、 上記記憶装置は、上記複数のプロセッサが共通にアクセ
   スすると共にエンディアンによって次に実行すべき命令
   が異なるようにした命令を有する計算機システム。
5. 【請求項５】異なったエンディアンで実行可能な命令を
   格納した記憶装置と、 異なったエンディアンで上記記憶装置にアクセスし、上
   記記憶装置から読み出した命令を実行する複数のプロセ
   ッサとを有する計算機システムであって、 上記記憶装置は、アクセスするプロセッサのエンディア
   ンによってプロセッサからのアドレスを変換するアドレ
   ス変換器を有する計算機システム。
6. 【請求項６】異なったエンディアンで実行される複数の
   オペレーティングシステムと、異なったエンディアンで
   実行可能な命令とを格納した記憶装置と、 異なったエンディアンで上記記憶装置にアクセスし、上
   記記憶装置から読み出した命令を実行する複数のプロセ
   ッサと、 上記複数のプロセッサが共通にアクセスするレジスタと
   を有し、 それぞれの上記プロセッサは、上記レジスタに格納され
   た値を読み出して実行すべきオペレーティングシステム
   を決定する計算機システム。
7. 【請求項７】一度に読み出し又は書き込みが可能な情報
   の配列によって構成される複数の命令を記憶する記憶装
   置と、 上記記憶装置に記憶された情報の配列で読み出して実行
   する第１のプロセッサと、 上記記憶装置に記憶された情報の配列とは異なった配列
   で読み出して実行する第２のプロセッサとを有し、 上記記憶装置は、上記第１のプロセッサによって実行さ
   れる第１の命令と、上記第２のプロセッサによって実行
   される第２の命令と、上記第１のプロセッサと上記第２
   のプロセッサとが共通にアクセスでき、次に実行すべき
   命令が上記第１の命令か上記第２の命令かを決定する第
   ３の命令とを記憶する計算機システム。
8. 【請求項８】第１のオペレーティングシステムでタスク
   を実行している時に割り込みを検出し、上記割り込みの
   処理すべきオペレーティングシステムを決定し、上記決
   定されたオペレーティングシステムのエンディアンと、
   現在実行しているオペレーティングシステムのエンディ
   アンが相違する場合、上記オペレーティングシステムで
   タスクを実行しているプロセッサのエンディアンを切り
   替え、上記プロセッサのエンディアンの切り替えを行っ
   た後に、上記決定されたオペレーティングシステムを実
   行する計算機システムのエンディアン切替え方法。