JP2000242529A - プログラム開発支援装置および開発支援システムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイコン上のプログラム開発を支援するソフ
トウエア開発支援システムであって、シミュレータでの
プログラム実行時間の算出精度を保ったままシミュレー
ション速度の向上を図ったソフトウエア開発支援システ
ムを提供することを目的とする。 【解決手段】 データ依存の検出およびそのペナルティ
サイクルの算出をプログラムのコンパイル時に行うこと
により、シミュレーション実行時にデータ依存の検出お
よびペナルティサイクルの算出を行う必要がなくなり、
シミュレータのサイクル算出精度を落とさずにシミュレ
ーション速度を高速にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイコン上で実行
されるプログラムの開発を支援する開発支援装置および
システムに係り、特にマイコンの動作を模擬するシミュ
レータを用いてプログラムの実行サイクル数を評価する
開発支援装置およびシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子技術の発展により、家電機器
などの組み込み機器においてもマイコンなどを組み込
み、プログラム開発を伴った機器開発が行われている。

【０００３】組み込み機器開発においては、リアルタイ
ム応用など高速処理実現と低コスト実現の両立が求めら
れ、より正確な性能評価およびそれに基づいた性能向上
が求められる。また、機器開発の初期段階では、機器の
性能見積りや成立性の検討のために、プログラムを含め
た評価を行うことが求められる。

【０００４】このプログラムの評価では、実機での実行
時間の測定や、使用するマイコンのシミュレータを用い
ての実行時間見積りが行われてきた。

【０００５】一般に、シミュレータは、模擬実行を高速
に行うために、マイコンの命令を単位として模擬を行う
命令レベルシミュレータが用いられてきた。しかし、命
令レベルシミュレータでは、マイコンのパイプライン動
作を模擬しないため、速度見積り精度を向上させるため
に、データ依存ペナルティなどの遅延要因の算出などが
模擬実行時に行われている。

【０００６】データ依存ペナルティとは、マイコンの命
令実行における制約であり、例えばメモリから読込んで
（ロードして）きたデータをすぐには演算に使えず、一
定サイクル間ＣＰＵの命令実行が滞ることである。

【０００７】このデータ依存ペナルティを検出するに
は、連続して実行される命令列を走査する必要がある。

【０００８】従来技術では、以上述べたようにシミュレ
ータの動作を実機に近付けようとしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、模擬実
行時に、毎回データ依存ペナルティなどの遅延要因を算
出するため、実行模擬の速度が遅くなるという課題を有
していた。

【００１０】本発明の目的は、前記課題に鑑み、データ
依存ペナルティなどの遅延要因の算出を模擬実行前に行
い、模擬実行が高速なシミュレータを備えるプログラム
開発支援装置および開発支援システムを提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明請求項１記載のプログラム開発支援装置は、マイ
コン上で実行されるプログラムの開発を支援するプログ
ラム開発支援装置であって、前記マイコンのＣＰＵ部を
模擬するＣＰＵシミュレーション手段と、前記マイコン
のメモリを模擬するメモリ管理手段と、前記プログラム
を実行した場合に発生するデータ依存による遅延サイク
ル数とそのアドレスを対応付けた対照表を管理するペナ
ルティ情報管理手段と、前記プログラムの実行サイクル
数を算出するサイクル数算出手段を備え、模擬実行時に
前記ペナルティ情報管理手段から遅延サイクル数を取得
し実行サイクル数を算出するよう構成したものである。

【００１２】このため、模擬実行時に、毎回データ依存
を算出することがなく、高速に模擬実行が可能となる。

【００１３】また、前記課題を解決するため本発明請求
項２記載のプログラム開発支援装置は、マイコン上で実
行されるプログラムの開発を支援するプログラム開発支
援装置であって、前記マイコンのＣＰＵ部を模擬するＣ
ＰＵシミュレーション手段と、前記マイコンのメモリを
模擬するメモリ管理手段と、ＣＰＵにおけるデータ依存
による遅延サイクル数を前記プログラムについて模擬実
行前に予め検出するデータ依存検出手段と、前記遅延サ
イクル数をその対応アドレスを対応付けた対照表を管理
するペナルティ情報管理手段と、前記プログラムの実行
サイクル数を算出するサイクル数算出手段を備え、模擬
実行時に前記ペナルティ情報管理手段から遅延サイクル
数を取得し実行サイクル数を算出するよう構成したもの
である。

【００１４】このため、模擬実行時に、繰り返し実行さ
れるプログラム部分については、最初の１度だけデータ
依存の算出を行い、それ以降では対照表を参照すること
により算出を行う必要がなく、高速に模擬実行が可能と
なる。

【００１５】また、前記課題を解決するため本発明請求
項３記載のデータ生成装置は、マイコン上で実行される
プログラムを入力する手段と、前記プログラムを実行し
た場合に発生するデータ依存による遅延サイクル数を検
出するデータ依存検出手段と、前記遅延サイクル数とデ
ータ依存が発生するアドレスを対応付けた対照表を生成
する対照表生成手段を備え、対照表を出力するよう構成
したものである。

【００１６】このため、このデータ依存とアドレスの対
照表を利用するプログラム開発支援装置のシミュレータ
が高速に模擬実行することが可能となる。

【００１７】また、前記課題を解決するため本発明請求
項４記載の開発支援システムは、マイコン上で実行され
るプログラムの開発を支援するプログラム開発支援シス
テムであって、マイコン上で実行されるプログラムを入
力する手段と、前記プログラムを実行した場合に発生す
るデータ依存による遅延サイクル数を検出するデータ依
存検出手段と、前記遅延サイクル数とデータ依存が発生
するアドレスを対応付けた対照表を生成する対照表生成
手段と、前記マイコンのＣＰＵ部を模擬するＣＰＵシミ
ュレーション手段と、前記マイコンのメモリを模擬する
メモリ管理手段と、前記対照表生成手段で生成された対
照表を入力し管理するペナルティ情報管理手段と、前記
プログラムの実行サイクル数を算出するサイクル数算出
手段を備え、模擬実行時に前記ペナルティ情報管理手段
から遅延サイクル数を取得し実行サイクル数を算出する
よう構成したものである。

【００１８】このため、模擬実行時に、毎回データ依存
を算出することがなく、高速に模擬実行が可能となる。

【００１９】また、前記課題を解決するため本発明請求
項５記載の機械可読記録媒体は、マイコンプログラムの
機械語コードとその格納アドレスと、前記プログラムを
実行した場合に発生するデータ依存による遅延サイクル
数とその発生アドレスとを含むよう構成したものであ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００２１】（第一の実施の形態）図１は、本発明の第
一の実施の形態における開発支援システムに適用される
システムの一例であり、高級言語によるソフトウエア開
発およびそのシミュレーション、デバッグに係る全体的
なシステムである。

【００２２】図１において、１０５は、開発の対象とな
るアプリケーションを高級言語で記述したソースプログ
ラムである。

【００２３】１０１は、コンパイラであり、ソースプロ
グラム１０５を入力し、対象とするマイコンに対応した
オブジェクトコード１０６と、デバッグ情報１０７を出
力する。

【００２４】１０２は、開発支援システムであり、デバ
ッガ１０３と、対象マイコンの動作をシミュレーション
するシミュレータ１０４とから構成される。

【００２５】開発支援システム１０２は、オブジェクト
コード１０６とデバッグ情報１０７を入力し、アプリケ
ーションのシミュレーションおよび高級言語レベルでの
デバッグを実現する。

【００２６】図２に、前記開発支援システム１０２の構
成の一例を示す。

【００２７】図２において、２０１はデバッガであり、
デバッグ操作処理部２０３、実行制御部２０４、オブジ
ェクトコード管理部２０５を備える。

【００２８】また、２０２はシミュレータであり、ＣＰ
ＵをシミュレーションするＣＰＵシミュレーション部２
０６、内蔵メモリや外付けメモリをシミュレーションす
るメモリ管理部２０７、シミュレーション実行の時刻を
管理計測する時刻管理部２０８、データ依存による遅延
サイクル（ペナルティサイクル）数とその発生アドレス
の対照表を管理するペナルティ情報管理部２０９を備え
る。

【００２９】２１１はオブジェクトコードであり、２１
２はデバッグ情報である。

【００３０】２０３は、デバッグ操作処理部であり、オ
ブジェクトコードのロードや実行開始、ブレークアドレ
ス設定などユーザからのデバッガコマンドの入力を受付
け、処理する手段である。

【００３１】例えば、オブジェクトコードのロードコマ
ンド処理時には、オブジェクトコード管理部２０５か
ら、オブジェクトコードを読込み、シミュレータ２０２
内のペナルティサイクル対照表２１０にオブジェクトコ
ードの内容を書き込む処理を行う。

【００３２】また、実行開始コマンド処理時には、前記
シミュレータ２０２内のＣＰＵシミュレーション部２０
６のプログラムカウンタ（ＰＣ）レジスタに開始アドレ
スを設定し、実行制御部２０４により、前記オブジェク
トコードの実行を開始する。

【００３３】実行制御部２０４は、前記シミュレータ２
０２を用いて対象オブジェクトコードの実行を実現す
る。

【００３４】シミュレーションの実行は、命令を単位と
して制御可能である。

【００３５】前記実行制御部２０４では、ユーザに指定
されたブレークポイントにオブジェクトコードの実行が
到達するまで、あるいは、既定の停止アドレス（例えば
ｅｘｉｔ関数のアドレス）に実行が到達するまで、オブ
ジェクトコードの実行が繰り返し行われる。

【００３６】２１０は、ペナルティサイクル対照表であ
り、デバッグ情報２１２に含まれる。オブジェクトコー
ド管理部２０５により、シミュレーション実行開始時
に、デバッグ情報２１２から抽出され、シミュレータ２
０２に入力される。

【００３７】図３に、前記実行制御部２０４の動作フロ
ーチャートを示す。

【００３８】図３において、ステップ３０１では、前記
シミュレータ２０２からＣＰＵ内のプログラムカウンタ
レジスタ（ＰＣ）の値を読み出し、実行アドレスが既定
の停止アドレス（例えばｅｘｉｔ関数）に到達したかを
判定する。到達していれば処理を終了し、到達していな
ければステップ３０２に進む。

【００３９】ステップ３０２では、前記デバッグ操作処
理部から利用者が指定したブレークアドレスの情報を読
み出し、実行アドレスが当該ブレークアドレスに到達し
たかを判定する。到達していれば処理を終了し、到達し
ていなければステップ３０３に進む。

【００４０】ステップ３０３では、前記シミュレーショ
ン部２０２を用いて１命令分のシミュレーションを行
う。

【００４１】図４に、ＣＰＵシミュレーション部２０６
の１命令分のシミュレーションを行う場合の動作フロー
チャートを示す。

【００４２】図４において、ステップ４０１では、前記
ＣＰＵシミュレーション部２０６のプログラムカウンタ
（ＰＣ）レジスタが指し示すアドレスと１命令の語長で
ある４バイトを前記メモリ管理部２０７に指定して、そ
のアドレス上のデータを読み込む。また、同時に命令の
読込みに必要なサイクル数を求める。

【００４３】ステップ４０２では、入力した機械語命令
である４バイト長のビットパターンを解析し、命令の種
類および命令実行に必要なデータの入力先および出力先
を求める。ビットパターンには、入力元あるいは出力先
のレジスタの指定番号や即値あるいはメモリ上のアドレ
スが埋込まれている。

【００４４】ステップ４０３では、命令実行に必要なデ
ータを入力する。データの入力元は、命令によって異な
り、レジスタの内容やメモリ上の内容あるいは即値であ
る。入力元がレジスタの内容である場合は、ＣＰＵシミ
ュレーション部２０６の中のレジスタ内容管理領域を参
照することによって、入力値を得る。また、入力元がメ
モリ上の内容の場合は、前記メモリ管理部２０７に入力
元アドレスおよびデータ長を指定することにより、入力
値を得る。また、同時にデータの読込みに必要なサイク
ル数を求める。また、即値の場合は、ステップ４０２で
解析した結果を参照する。

【００４５】ステップ４０４では、ＣＰＵシミュレーシ
ョン部のプログラムカウンタが指し示す現在の実行アド
レスを、ペナルティ情報管理部２０９へ入力し、データ
依存ペナルティサイクル数を求める。

【００４６】図５に、ペナルティサイクル対照表２１０
の一例を示す。

【００４７】５０１は、実行アドレスであり、５０２
は、そのアドレスにおけるペナルティサイクル数であ
る。この対照表に登録されていないアドレスは、ペナル
ティサイクル数が０であることを示す。

【００４８】ペナルティサイクル対照表２１０は、オブ
ジェクトコード管理部２０５で、デバッグ情報２１２か
ら抽出される。

【００４９】ペナルティ情報管理部２０９では、ペナル
ティサイクル対照表から入力されてアドレスに該当する
値を検索し、その値をペナルティサイクル数としてＣＰ
Ｕシミュレーション部２０６に出力する。

【００５０】ステップ４０５では、前記ステップ４０２
で解析した結果を用いて命令の種類を判別し、命令の種
類に応じてステップ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４
０６ｄ、４０６ｅ、４０６ｆ、４０６ｇ、４０６ｈ、４
０６ｉに進む。

【００５１】前記命令がａｄｄ命令の場合は、ステップ
４０６ａに進む。ステップ４０６ａでは、ａｄｄ命令の
演算シミュレーションを行う。つまりステップ４０３で
入力したデータを用いて加算を実行し、演算結果を得
る。

【００５２】同様に、前記命令がｉｎｃ命令の場合は、
ステップ４０６ｂに進む。ステップ４０６ｂでは、ｉｎ
ｃ命令の演算シミュレーションを行う。つまりステップ
４０３で入力したデータと値１の加算を実行し、演算結
果を得る。

【００５３】同様に、前記命令がｓｕｂ命令の場合は、
ステップ４０６ｃに進む。ステップ４０６ｃでは、ｓｕ
ｂ命令の演算シミュレーションを行う。つまりステップ
４０３で入力したデータを用いて減算を実行し、演算結
果を得る。

【００５４】同様に、前記命令がｃｍｐ命令の場合は、
ステップ４０６ｄに進む。ステップ４０６ｄでは、ｃｍ
ｐ命令の演算シミュレーションを行う。つまりステップ
４０３で入力したデータによる減算を実行し、演算結果
フラグを得る。

【００５５】同様に、前記命令がｍｕｌ命令の場合は、
ステップ４０６ｅに進む。ステップ４０６ｅでは、ｍｕ
ｌ命令の演算シミュレーションを行う。つまりステップ
４０３で入力したデータを用いて乗算を実行し、演算結
果を得る。

【００５６】同様に、前記命令がｃｌｒ命令の場合は、
ステップ４０６ｆに進む。ステップ４０６ｆでは、ｃｌ
ｒ命令の演算シミュレーションを行う。つまり演算結果
として０を得る。

【００５７】同様に、前記命令がｍｏｖ命令の場合は、
ステップ４０６ｇに進む。ステップ４０６ｇでは、ｍｏ
ｖ命令の演算シミュレーションを行う。つまりステップ
４０３で入力したデータを演算結果とする。

【００５８】同様に、前記命令がｊｍｐ命令の場合は、
ステップ４０６ｈに進む。ステップ４０６ｈでは、ｊｍ
ｐ命令の演算シミュレーションを行う。つまりステップ
４０２での解析結果からジャンプ先のアドレスを入力し
て、ＣＰＵシミュレーション部２０６のプログラムカウ
ンタレジスタに格納する。

【００５９】同様に、前記命令がｂｇｅ命令の場合は、
ステップ４０６ｉに進む。ステップ４０６ｉでは、ｂｇ
ｅ命令の演算シミュレーションを行う。つまりＣＰＵシ
ミュレーション部２０６からプロセッサ状態語レジスタ
ＰＳＷの値を読み出し、フラグを参照して、条件が成立
している場合（演算結果フラグが正あるいは０）に、ス
テップ４０２での解析結果からジャンプ先のアドレスを
入力して、ＣＰＵシミュレーション部２０６のプログラ
ムカウンタレジスタに格納する。

【００６０】ステップ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、
４０６ｄ、４０６ｅ、４０６ｆ、４０６ｇでは、次に処
理終了後ステップ４０７に進む。

【００６１】ステップ４０６ｈ、４０６ｉでは、次に処
理終了後ステップ４０８に進む。

【００６２】ステップ４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、
４０６ｄ、４０６ｅ、４０６ｆ、４０６ｇ、４０６ｈお
よび４０６ｉでは、それぞれ命令の実行にかかるサイク
ル数を求める。これは、命令の種類およびその実行時の
ＣＰＵの状態により決定され、求まる。

【００６３】ステップ４０７では、ＣＰＵシミュレーシ
ョン部２０６のプログラムカウンタレジスタの値を入力
し、値４を加算して格納する。これによりプログラム実
行が逐次的に行われる。

【００６４】ステップ４０８では、ステップ４０６ａ、
４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄ、４０６ｅ、４０６ｆ、
４０６ｇで得られた演算結果を、ステップ４０２での解
析で判別した出力先に格納する。演算結果の出力先は、
命令によって異なり、レジスタやメモリ上の領域であ
る。出力先がレジスタである場合は、ＣＰＵシミュレー
ション部２０６の中のレジスタ内容管理領域へ格納す
る。また、出力先がメモリ上の領域の場合は、前記メモ
リ管理部２０７に出力先アドレスと出力データおよび出
力データ長を指定することにより、出力を行う。

【００６５】ステップ４０９では、命令の読込みにかか
るサイクル数（時間）、命令の実行に必要となるデータ
の入力にかかるサイクル数、命令の実行にかかるサイク
ル数、演算結果の格納にかかるサイクル数およびステッ
プ４０４で取得したデータ依存ペナルティサイクル数な
どから１命令実行に必要なサイクル数を全て算出し、前
記時刻管理部２０８へ出力する。

【００６６】時刻管理部２０８は、１命令ごとのサイク
ル数を合計していくことにより、実行プログラムのサイ
クル数を求める。

【００６７】図７に、マイコンのＣＰＵの構成およびメ
モリとの関係を示す。

【００６８】図７において、７０１はＣＰＵであり、プ
ログラム実行時に主にデータを格納するデータレジスタ
（Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）７０３、７０４、７０５、
７０６と、主にアドレスを格納するアドレスレジスタ
（Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３）７０７、７０８、７０９、
７１０と、演算結果フラグを格納するプロセッサ状態語
レジスタ（ＰＳＷ）７１１と、プログラム実行アドレス
を指し示すプログラムカウンタレジスタ（ＰＣ）７１２
と、スタック領域のアドレスを指し示すスタックポイン
タレジスタ（ＳＰ）７１３と、各種演算を行う演算器７
１４から構成される。

【００６９】７０２は、メモリ領域のモデルである。７
０２に示すように、メモリ領域は、プログラム自体であ
る実行コードを格納する実行コード格納領域７１５と主
にグローバルなデータを格納するデータ領域７１６と主
にローカルなデータを格納するスタック領域７１７から
構成される。このメモリ領域には、すべてアドレスが割
振られ、ＣＰＵからはアドレスによりアクセスが行われ
る。

【００７０】この構成において、マイコンは、実行コー
ド格納領域７１５に格納されている命令を読込み、読込
んだ命令に従って各種レジスタあるいはメモリ７０２上
のデータを用いて演算を行う。

【００７１】図８に、ソースプログラムの一例を示す。

【００７２】図８に示すソースプログラムは、高級言語
の一つであるＣ言語によって記述されている。

【００７３】なお、図８において、各行の左端の『数
字：』は、説明のために付与した行番号である。

【００７４】図８のソースプログラムにおいて、１行目
は、グローバル変数でｉｎｔ（整数）型変数ｘとｙの宣
言を示す。

【００７５】３行目から１０行目までが、関数ｍａｉｎ
の定義部分である。

【００７６】関数ｍａｉｎでは、４行目に示すように、
ローカル変数でｉｎｔ（整数）型変数ｉを用いて、６行
目から９行目に示すように、変数ｉを０から９９まで増
加させて、７、８行目に示す演算を繰り返し行う処理が
記述されている。

【００７７】図９に、オブジェクトコードに対応するア
センブラ記述による説明図を示す。

【００７８】オブジェクトコードは、対象とするマイコ
ンの機械語命令で表現され、アドレスとそのアドレスに
格納する値が情報として記述される。

【００７９】図９では、説明のため機械語命令と対応す
るアセンブラ記述を示しているが本質的には前記２つは
同一の情報を表現する。

【００８０】また、全ての機械語命令は、４バイトの長
さのビットパターンである。

【００８１】なお、図９において、各行の左端の『数
字：』は、説明のために付与した行番号であり、左端２
番目の１６進数による表記は、その命令あるいはデータ
が格納されるアドレスを示す。例えば、３行目の命令
『ａｄｄ −４，ＳＰ』に対応するオブジェクトコード
は、アドレス０ｘ１００番地に格納され、３３行目に示
すデータｘに対応するデータは、アドレス０ｘ４００番
地に格納される。

【００８２】図９において、１行目から３０行目まで
は、実行コード部分である。

【００８３】１行目は、アセンブラ記述での擬似命令で
あり、１行目に続く部分が実行コードであることを示
す。

【００８４】また、３３行目から３５行目は、データ領
域部分であり、３３行目は、以下に続く部分がデータ領
域であることを示すアセンブラ擬似命令である。

【００８５】３４行目は、アドレス０ｘ４００番地に４
バイト分の領域を割当ることを示す。

【００８６】同様に、３５行目は、アドレス０ｘ４１０
番地に４バイト分の領域を割当ることを示す。

【００８７】後述するシンボル情報によって、アドレス
０ｘ１００番地が前記Ｃ言語プログラム上の関数ｍａｉ
ｎの先頭番地に対応付けられ、また、アドレス０ｘ４０
０番地が変数ｘに、同様にアドレス０ｘ４１０番地が変
数ｙに対応付けられる。

【００８８】下記に３行目から３０行目に記述されてい
る実行コードで用いられているアセンブラ記述とマイコ
ンの命令の対応を示す。

【００８９】（１）ａｄｄ 『加算データ』，『被加算
データ』 『加算データ』で示されるレジスタあるいはメモリの内
容あるいは即値を『被加算データ』で示されるレジスタ
の内容に加算して、結果を『被加算データ』で示される
レジスタに格納する。例えば、３行目の記述は、即値−
４をスタックポインタレジスタ（ＳＰ）の内容に加算し
て、加算結果をスタックポインタレジスタに格納する命
令である。また、１８行目の記述は、データレジスタＤ
０の内容をデータレジスタＤ１の内容に加算して、加算
結果をデータレジスタＤ１へ格納する命令である。

【００９０】（２）ｃｌｒ 『対象レジスタ』 『対象レジスタ』で示されるレジスタの内容を値０にす
る。例えば、４行目の記述は、データレジスタＤ０の内
容を０にする命令である。

【００９１】（３）ｉｎｃ 『対象レジスタ』 『対象レジスタ』で示されるレジスタの内容を１増加し
て格納する。例えば、２２行目の記述は、データレジス
タＤ０の内容を１増加して格納する命令である。

【００９２】（４）ｓｕｂ 『減算データ』，『被減算
データ』 『減算データ』で示されるレジスタあるいはメモリの内
容あるいは即値を『被減算データ』で示されるレジスタ
の内容から減算して、結果を『被減算データ』で示され
るレジスタに格納する。例えば、１４行目の記述は、デ
ータレジスタＤ１の内容をデータレジスタＤ０の内容か
ら減算して、減算結果をデータレジスタＤ０に格納する
命令である。

【００９３】（５）ｃｍｐ 『減算データ』，『被減算
データ』 『減算データ』で示されるレジスタあるいはメモリの内
容あるいは即値を『被減算データ』で示されるレジスタ
の内容から減算して、結果のフラグ（結果が正である、
結果が負である、結果０である）をプロセッサ状態語レ
ジスタＰＳＷに反映する。ｓｕｂ命令と異なり、減算結
果は、レジスタには格納されない。

【００９４】例えば、２６行目の記述は、データレジス
タＤ０から即値１００を減算して、その結果フラグをプ
ロセッサ状態語レジスタＰＳＷに反映する命令である。

【００９５】（６）ｍｏｖ 『転送元データ』，『転送
先データ』 『転送元データ』で示されるレジスタあるいはメモリの
内容あるいは即値を『転送先データ』で示されるレジス
タあるいはメモリへ転送する。例えば、５行目の記述
は、データレジスタＤ０の内容をアドレス０ｘ４１０番
地から始まる１ワード（４バイト）分のメモリ上の領域
に転送する命令である。また、例えば、１０行目の記述
は、スタックポインタレジスタＳＰの内容が指し示すメ
モリ上の１ワード分の領域の内容を、データレジスタＤ
０へ格納する命令である。

【００９６】（７）ｊｍｐ 『ジャンプ先』 『ジャンプ先』で示されるアドレスへ、プログラム実行
の制御を変更する。

【００９７】例えば、８行目の記述は、０ｘ１５０番地
（２５行目）にプログラム実行の制御を変更する命令で
ある。

【００９８】なお、このようなジャンプ命令以外は、プ
ログラム実行は逐次的に行われる。例えば、０ｘ１００
番地（３行目）の命令の次は０ｘ１０４番地（４行目）
の命令が実行される。

【００９９】（８）ｍｕｌ 『乗算データ』，『被乗算
データ』 『乗算データ』で示されるレジスタの内容を、『被乗算
データ』で示されるレジスタの内容に乗じて、乗算結果
を『被乗算データ』で示されるレジスタに格納する。例
えば、１２行目の記述は、データレジスタＤ１の内容を
データレジスタＤ０の内容に乗算して、その乗算結果を
データレジスタＤ０に格納する命令である。

【０１００】（９）ｂｇｅ 『ジャンプ先』 プロセッサ状態語レジスタのフラグが正あるいは０の場
合に、『ジャンプ先』で示されるアドレスへ、プログラ
ム実行の制御を変更する。例えば、２７行目の記述は、
フラグが正あるいは０の場合に、０ｘ１６０番地（３０
行目）にプログラム実行の制御を変更する命令である。

【０１０１】（１０）ｒｅｔ サブルーチン呼び出し元へプログラムの制御を変更す
る。

【０１０２】しかし、オブジェクトコードには、前記説
明したようなＣ言語での関数あるいは変数との対応付け
の情報はなく、実際には次に説明するシンボル情報で示
される。

【０１０３】図１０に、デバッグ情報の一例を示す。

【０１０４】なお、図１０において、各行の左端の『数
字：』は、説明のために付与した行番号である。

【０１０５】１行目から１５行目までは、シンボル情報
であり、高級言語上の変数名や関数名などシンボルとオ
ブジェクトコード上でのアドレスとの対応付けを行う情
報である。１７行目から１８行目までは、ペナルティ情
報であり、実行アドレスとそのアドレスで発生するペナ
ルティサイクル数を示す情報である。このペナルティ情
報が、オブジェクトコード管理部２０５で抽出され、ペ
ナルティサイクル対照表２１０として管理される。

【０１０６】図１０において、１行目から６行目では、
シンボル″ｍａｉｎ″が関数であり、その開始アドレス
が０ｘ１００番地であり、関数の引数および戻り値がｖ
ｏｉｄ型であり、加えて関数ｍａｉｎ内のローカル変数
ｉがスタックポインタ（ＳＰ）レジスタが指すアドレス
に割付られており、その型がｉｎｔ（整数）型であるこ
とを示している。

【０１０７】また、９行目から１１行目までには、シン
ボル″ｘ″がグローバル変数であり、その開始アドレス
が０ｘ４００番地であり、その型がｉｎｔ（整数）型で
あることを示している。

【０１０８】同様に、１３行目から１５行目では、シン
ボル″ｙ″がグローバル変数であり、その開始アドレス
が０ｘ４１０番地であり、その型がｉｎｔ（整数）型で
あることを示している。

【０１０９】１７行目、１８行目は、ペナルティ情報で
あり、１７行目は、アドレス０ｘ１１Ｃでは、１サイク
ルのペナルティによる遅延が発生することを示してい
る。同様に、１８行目は、アドレス０ｘ１２８で、１サ
イクルのペナルティサイクルが発生することを示してい
る。

【０１１０】図１２において、１２０１は、アドレス０
ｘ００００００００番地から０ｘ００００３ＦＦＦ番地
までのアドレス空間のデータ内容を保持管理する領域で
ある。同様に、１２０２はアドレス０ｘ４００００００
０番地から０ｘ４０００３ＦＦＦ番地までのアドレス空
間のデータ内容を、１２０３は０ｘ８０００００００番
地から０ｘ８０００３ＦＦＦ番地までのアドレス空間の
データ内容を保持管理する領域である。

【０１１１】ステップ１００３では、アクセスにかかる
サイクル数を算出する。シミュレーション対象のメモリ
のウエイト数およびメモリとプロセッサ間のバス幅など
の情報からサイクル数を算出する。

【０１１２】同様に、データリード動作の場合は、ステ
ップ１００４では、ステップ１００２と同様に、メモリ
管理部内のメモリデータ格納領域を参照し、指定アドレ
スのメモリデータを得る。

【０１１３】ステップ１００５では、ステップ１００３
と同様に、アクセスにかかるサイクル数を算出する。

【０１１４】同様に、データライト動作の場合は、ステ
ップ１００６では、メモリ管理部２０７内のメモリデー
タ格納領域のデータ内容を変更する。

【０１１５】ステップ１００７では、ステップ１００３
と同様に、アクセスにかかるサイクル数を算出する。

【０１１６】また、ダイレクトリード動作の場合は、ス
テップ１００８において、直接メモリデータ格納領域の
データを参照する。

【０１１７】同様に、ダイレクトライト動作の場合は、
ステップ１００９において、直接メモリデータ格納領域
のデータを変更する。

【０１１８】図６に、前記コンパイラ１０１の構成の一
例を示す。

【０１１９】図６において、６０１はソースプログラム
入力部で、ソースプログラムを入力する。

【０１２０】６０２はプログラム変換部でソースプログ
ラムを中間記述レベル表現に変換する。

【０１２１】６０３はプログラム最適化部で中間記述レ
ベル表現のプログラム中のオペレーションを移動して実
行順序を変更することや不要なオペレーションを削除す
ることによって最適化を行いつつ実行コードを生成す
る。

【０１２２】６０４はデータ依存検出部で、前記プログ
ラム最適化部でのデータ解析より得られたデータ連鎖情
報に基づいて、対象マイコンでのデータ依存によるペナ
ルティサイクル数を求め、該当アドレスとともにペナル
ティサイクル対照表６０９に登録する。

【０１２３】６０５は対照表出力部で、対照表の情報を
デバッグ情報１０７に追記して出力する。

【０１２４】６０６は実行コード出力部でプログラム最
適化部によって生成された実行コードをオブジェクトコ
ード１０６として出力する。

【０１２５】６０７はデバッグ情報生成部でデバッグに
必要な識別子や行番号と実行コードの関連付けなどのデ
バッグ情報を生成する。

【０１２６】６０８はデバッグ情報出力部でデバッグ情
報生成部６０７によって生成されたデバッグ情報をデバ
ッグ情報１０７として出力する。

【０１２７】図１１に、前記データ依存検出部の動作フ
ローチャートを示す。

【０１２８】ステップ１１０１では、前記プログラム最
適化部からデータの使用定義連鎖情報を取得し、全ての
使用定義連鎖情報についてステップ１１０２、１１０３
の処理を繰り返す。

【０１２９】ステップ１１０２では、使用定義連鎖情報
の定義側の命令がロード命令でかつ使用側が直後の命令
かどうかを判定する。条件が成り立てばステップ１１０
３に進み、成り立たなければステップ１１０１に戻る。

【０１３０】ステップ１１０３では、対象マイコンのロ
ードユースペナルティサイクル数を求め、ペナルティサ
イクル対照表６０９にアドレスとともに登録する。

【０１３１】図１２に、データ使用定義連鎖情報の一例
を示す。

【０１３２】１２０１は、データ使用定義連鎖情報番号
である。

【０１３３】１２０２は、該当する命令コードである。

【０１３４】１２０３は、ＵＤリストであり、該当命令
コードで使用する資源を定義している命令コードを指し
示すリストであり、リストの要素はデータ使用定義連鎖
情報番号である。

【０１３５】１２０４は、ＤＵリストであり、該当命令
コードで定義する資源を使用している命令コードを指し
示すリストであり、リストの要素はデータ使用定義連鎖
情報番号である。

【０１３６】例えば、データ使用定義連鎖情報番号１
は、「ｍｏｖ Ｄ０，Ｄ１」命令コードに関してであ
り、この命令コードで使用される資源Ｄ０を定義してい
る命令は、データ使用定義連鎖情報番号０で示される命
令コードであり、この命令コードで定義される資源Ｄ１
を使用する命令は、データ使用定義連鎖情報番号２で示
される命令コードであることを示している。データ使用
定義連鎖情報は、データの依存関係を調べるためにプロ
グラム最適化部で生成される。

【０１３７】以上のように本発明の第一の実施の形態に
よれば、データ依存の検出およびそのペナルティサイク
ルの算出をプログラムのコンパイル時に行うことによ
り、シミュレーション実行時にデータ依存の検出および
ペナルティサイクルの算出を行う必要がなくなり、シミ
ュレータのサイクル算出精度を落とさずにシミュレーシ
ョン速度を高速にすることができる。

【０１３８】（第二の実施の形態）図１３は、本発明の
第二の実施の形態における開発支援システム１０２の構
成の一例である。

【０１３９】図１３において、２０１、２０２、２０
３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８は、図２
と同様である。

【０１４０】１３１１は、データ依存検出部であり、Ｃ
ＰＵシミュレーション部２０６から現実行アドレス及び
現命令とその直後の命令で使用する資源（レジスタ）の
リスト情報を入力し、記憶する。ここで、データ依存検
出に複数個の後続する命令が必要な場合は、そのすべて
の命令について入力する。また、現実行するアドレスに
おいて、データ依存が発生していればそのデータ依存に
基づく遅延サイクル数（ペナルティサイクル数）をペナ
ルティ情報管理部１３０９に出力する。

【０１４１】１３０９は、ペナルティ情報管理部であ
り、ＣＰＵシミュレーション部２０６から現実行アドレ
スを入力し、ペナルティサイクル対照表を検索し、ペナ
ルティサイクルを時刻管理部２０８に出力する。

【０１４２】１３１０は、ペナルティサイクル対照表で
ある。

【０１４３】図１４に、データ依存検出部１３１１の動
作フローチャートを示す。

【０１４４】ステップ１４０１で、現実行アドレスの命
令がロード命令かどうかを判定する。ロード命令でない
場合は処理を終了し、ロード命令の場合はステップ１４
０２に進む。

【０１４５】ステップ１４０２では、現アドレスがペナ
ルティサイクル対照表に既に登録されているか調べる。
登録されていなければ、ステップ１４０３に進み、既に
登録されていれば、処理を終了する。

【０１４６】ステップ１４０３では、現命令で参照して
いる資源が直前命令でロード命令によって更新されてい
るかを判定する。更新されていれば、ステップ１４０４
に進み、更新されていなければ、ロードユースによるデ
ータ依存はないものとして、処理を終了する。

【０１４７】ステップ１４０４では、ロードユースによ
るデータ依存の遅延サイクル数をペナルティ対照表に現
アドレスと対応付けてペナルティサイクル対照表に登録
する。

【０１４８】図１５に、ペナルティサイクル対照表１３
１０の一例を示す。

【０１４９】１５０１は、実行アドレスであり、１５０
２は、そのアドレスにおけるペナルティサイクル数であ
る。ペナルティサイクル数が０の場合は、データ依存が
そのアドレスで発生していないことを示し、１以上の場
合は、そのサイクル数である。この対照表に登録されて
いないアドレスは、データ依存の検出が行われていない
ことを示す。

【０１５０】以上のように本発明の第二の実施の形態に
よれば、繰り返し実行されるプログラム部分について、
データ依存の検出およびそのペナルティサイクルの算出
を最初の１回の実行時に限り行うことにより、２回目以
降のシミュレーション実行時にデータ依存の検出および
ペナルティサイクルの算出を行う必要がなくなり、シミ
ュレータのサイクル算出精度を落とさずにシミュレーシ
ョン速度を高速にすることができる。

【０１５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
イコンのプログラムを評価、開発する際に、シミュレー
タのサイクル数算出の精度を保ったまま、シミュレーシ
ョンの速度を向上させることができ、機器開発の効率化
が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における開発支援システム
に適用されるシステムのブロック図

【図２】本発明の第一の実施の形態における開発支援シ
ステムのブロック図

【図３】実行制御部２０４の動作フローチャート

【図４】ＣＰＵシミュレーション部２０６の動作フロー
チャート

【図５】本発明の第一の実施の形態におけるペナルティ
サイクル対照表の例を示す図

【図６】コンパイラの構成図

【図７】マイコン動作モデルを示す図

【図８】ソースプログラムの説明図

【図９】オブジェクトコードの説明図

【図１０】デバッグ情報の説明図

【図１１】本発明の第一の実施の形態におけるデータ依
存検出部の動作フローチャート

【図１２】本発明の第一の実施の形態における使用定義
連鎖情報の例を示す図

【図１３】本発明の第二の実施の形態における開発支援
システムのブロック図

【図１４】データ依存検出部の動作フローチャート

【図１５】本発明の第二の実施の形態におけるペナルテ
ィサイクル対照表の例を示す図

【符号の説明】

１０１ コンパイラ １０２ 開発支援システム １０３ デバッガ １０４ シミュレータ １０５ ソースプログラム １０６ オブジェクトコード １０７ デバッグ情報 ２０１ デバッガ ２０２ シミュレータ ２０３ デバッグ操作処理部 ２０４ 実行制御部 ２０５ オブジェクトコード管理部 ２０６ ＣＰＵシミュレーション部 ２０７ メモリ管理部 ２０８ 時刻管理部 ２０９ ペナルティ情報管理部 ２１０ ペナルティサイクル対照表 ２１１ オブジェクトコード ２１２ デバッグ情報 ６０１ ソースプログラム入力部 ６０２ プログラム変換部 ６０３ プログラム最適化部 ６０４ データ依存検出部 ６０５ 対照表出力部 ６０６ 実行コード出力部 ６０７ デバッグ情報生成部 ６０８ デバッグ情報出力部 ６０９ ペナルティサイクル対照表 ７０１ ＣＰＵ ７０２ メモリ ７０３、７０４、７０５、７０６ データレジスタ ７０７、７０８、７０９、７１０ アドレスレジスタ ７１１ プロセッサ状態語レジスタ ７１２ プログラムカウンタレジスタ ７１３ スタックポインタレジスタ ７１４ 演算器 ７１５ 実行コード格納領域 ７１６ データ格納領域 ７１７ スタック領域 １３０９ ペナルティ情報管理部 １３１０ ペナルティサイクル対照表 １３１１ データ依存検出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイコン上で実行されるプログラムの開
   発を支援するプログラム開発支援装置において、 前記マイコンのＣＰＵ部を模擬するＣＰＵシミュレーシ
   ョン手段と、 前記マイコンのメモリを模擬するメモリ管理手段と、 前記プログラムを実行した場合に発生するデータ依存に
   よる遅延サイクル数とそのアドレスを対応付けた対照表
   を管理するペナルティ情報管理手段と、 前記プログラムの実行サイクル数を算出するサイクル数
   算出手段を備え、 模擬実行時に前記ペナルティ情報管理手段から遅延サイ
   クル数を取得し実行サイクル数を算出することを特徴と
   するプログラム開発支援装置。
2. 【請求項２】 マイコン上で実行されるプログラムの開
   発を支援するプログラム開発支援装置において、 前記マイコンのＣＰＵ部を模擬するＣＰＵシミュレーシ
   ョン手段と、 前記マイコンのメモリを模擬するメモリ管理手段と、 ＣＰＵにおけるデータ依存による遅延サイクル数を前記
   プログラムについて模擬実行前に予め検出するデータ依
   存検出手段と、 前記遅延サイクル数をその対応アドレスを対応付けた対
   照表を管理するペナルティ情報管理手段と、 前記プログラムの実行サイクル数を算出するサイクル数
   算出手段を備え、 模擬実行時に前記ペナルティ情報管理手段から遅延サイ
   クル数を取得し実行サイクル数を算出することを特徴と
   するプログラム開発支援装置。
3. 【請求項３】 マイコン上で実行されるプログラムを入
   力する手段と、 前記プログラムを実行した場合に発生するデータ依存に
   よる遅延サイクル数を検出するデータ依存検出手段と、 前記遅延サイクル数とデータ依存が発生するアドレスを
   対応付けた対照表を生成する対照表生成手段を備えるこ
   とを特徴とするデータ生成装置。
4. 【請求項４】 マイコン上で実行されるプログラムの開
   発を支援するプログラム開発支援システムにおいて、 マイコン上で実行されるプログラムを入力する手段と、 前記プログラムを実行した場合に発生するデータ依存に
   よる遅延サイクル数を検出するデータ依存検出手段と、 前記遅延サイクル数とデータ依存が発生するアドレスを
   対応付けた対照表を生成する対照表生成手段と、 前記マイコンのＣＰＵ部を模擬するＣＰＵシミュレーシ
   ョン手段と、 前記マイコンのメモリを模擬するメモリ管理手段と、 前記対照表生成手段で生成された対照表を入力し管理す
   るペナルティ情報管理手段と、 前記プログラムの実行サイクル数を算出するサイクル数
   算出手段を備え、 模擬実行時に前記ペナルティ情報管理手段から遅延サイ
   クル数を取得し実行サイクル数を算出することを特徴と
   するプログラム開発支援システム。
5. 【請求項５】 マイコンプログラムの機械語コードとそ
   の格納アドレスと、 前記プログラムを実行した場合に発生するデータ依存に
   よる遅延サイクル数とその発生アドレスとを含むことを
   特徴とする機械可読記録媒体。