JP2003323309A - マルチタスクプロセッサおよびデータ処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模の増大を抑制しつつ、複数のタスク
を同時に並行して実行できるマルチタスクプロセッサを
提供する。 【解決手段】 本発明のマルチタスクプロセッサ１Ａ
は、プログラムを格納する命令メモリ８Ａと、命令メモ
リ８Ａに格納されたプログラムに記述された命令を読み
出してデコードし、タスクとして実行する命令処理部４
Ａおよび５Ａと、複数のタスクの優先度にもとづいて命
令処理部４Ａおよび５Ａのためにタスクを選択し、選択
されたタスクを命令処理部４Ａおよび５Ａに割り当てる
スケジューラ９Ａとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチタスク機能
をもつプロセッサと、そのマルチタスクプロセッサを用
いて複数のハードウェアエンジンを制御するデータ処理
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロセッサは、命令メモリ、命令処理
部、データメモリ、汎用レジスタなどからなる。命令メ
モリは、処理手順が記述されたプログラムを格納する。
命令処理部は、命令実行に必要な演算器などを含んでお
り、命令メモリから読み出した命令をデコードして実行
する。データメモリや汎用レジスタは、処理に必要なデ
ータや演算の中間データ、命令の実行結果などを格納す
る。

【０００３】データ処理システムの処理能力を高めるた
めには、プロセッサにおいてプログラムに応じて実行さ
れる処理のうち、独立して実行できる処理を切り出し、
その処理を行う専用のハードウェアエンジンを設ける。
ハードウェアを用いて処理を行うことによって、処理の
高速化はある程度実現できる。この場合、切り出された
処理が他の処理と因果関係がなく互いに独立であるなら
ば、それらの処理は同時に並行して実行することができ
る。したがって、このように分割された処理をそれぞれ
別々のハードウェアエンジンを用いて並列に実行させ、
一つのプロセッサはそれら複数個のハードウェアエンジ
ンを制御するような構成を採る。

【０００４】このような構成を採るため、プロセッサに
おける制御手順を一つのプログラムで記述しようとする
と非常に複雑なものとなる。そこで、マルチタスク機能
をもつプロセッサを用いれば、あるひとつのハードウェ
アエンジンを制御するためのプログラムを一つのタスク
として記述することができ、プログラミングの見通しが
容易になる。また、タスクに優先度を設定すれば、スケ
ジューラによって優先度の高いタスクが自動的に選択さ
れ、選択されたタスクのプログラムがプロセッサで実行
される。

【０００５】さらに、データ処理システムの処理能力を
より高めるためには、プロセッサを複数備えることによ
って、複数のタスクを同時に並行して実行することが考
えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来のデータ処理システムは、複数のタスクを同
時に並行して実行するためには、プロセッサを複数備え
る必要があり、回路規模の増大を招く。

【０００７】そこで、上記に鑑み、本発明の目的は、回
路規模の増大を抑制しつつ、複数のタスクを並行して実
行可能なマルチタスクプロセッサおよびデータ処理シス
テムを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明が講じた手段は、複数のタス
クを同時に並行して実行するマルチタスクプロセッサで
あって、プログラムを格納する命令メモリと、各々が、
前記命令メモリに格納されたプログラムに記述された命
令を読み出してデコードし、タスクとして実行する複数
の命令処理部と、前記複数のタスクの各々に与えられる
実行順序を示す優先度にもとづいて、前記複数の命令処
理部の各々のためにタスクを選択し、選択されたタスク
を前記複数の命令処理部の各々に割り当てるスケジュー
ラとを備えるものである。

【０００９】請求項１の発明によると、マルチタスクプ
ロセッサの核となる命令処理部のみを複数備え、命令メ
モリなどは共用化する構成を採るため、全体として回路
規模の増大を抑えつつ、複数のタスクを並列して実行す
ることができる。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
のマルチタスクプロセッサと、前記複数の命令処理部の
各々によって、当該命令処理部が実行するタスクにもと
づいた起動がなされ、当該タスクのための処理を行うハ
ードウェアエンジンとを備えるものである。

【００１１】請求項２の発明によると、全体として回路
規模の増大を抑えつつ、複数のタスクを並行して実行可
能なマルチタスクプロセッサを備えたデータ処理システ
ムを実現できる。

【００１２】また、請求項３の発明は、請求項１に記載
のマルチタスクプロセッサにおいて、タスクの切り替え
が生じるときに、前記複数の命令処理部の各々は、実行
状態にあるタスクの処理を中断し、処理を中断したタス
クを実行待ち状態のタスクとし、前記スケジューラは、
実行待ち状態にあるタスクの各々の前記優先度にもとづ
いて、前記実行待ち状態にあるタスクの中から、前記優
先度が高い順に、前記複数の命令処理部の数と同数のタ
スクを選択し、当該複数の命令処理部の各々に割り当て
るものとする。

【００１３】請求項３の発明によると、上記一連の処理
によって、複数のタスクを並行して実行できる。

【００１４】また、請求項４の発明は、請求項２に記載
のデータ処理システムにおいて、前記マルチタスクプロ
セッサにおいて、タスクの切り替えが生じるときに、前
記複数の命令処理部の各々は、実行状態にあるタスクの
処理を中断し、処理を中断したタスクを実行待ち状態の
タスクとし、前記スケジューラは、実行待ち状態にある
タスクの各々の前記優先度にもとづいて、前記実行待ち
状態にあるタスクの中から、前記優先度が高い順に、前
記複数の命令処理部の数と同数のタスクを選択し、当該
複数の命令処理部の各々に割り当てるものとする。

【００１５】請求項４の発明によると、上記一連の処理
によって、複数のタスクを並行して実行できる。

【００１６】また、請求項５の発明は、請求項１に記載
のマルチタスクプロセッサにおいて、タスクの切り替え
が生じるときに、前記スケジューラは、タスクが割り当
てられていない命令処理部がある場合、実行待ち状態に
あるタスクの各々の前記優先度にもとづいて、前記実行
待ち状態にあるタスクの中から、前記優先度が高い順
に、前記タスクが割り当てられていない命令処理部の数
と同数のタスクを選択し、前記タスクが割り当てられて
いない命令処理部に割り当てるものとする。

【００１７】請求項５の発明によると、上記一連の処理
によって、複数のタスクを並行して実行できる。

【００１８】また、請求項６の発明は、請求項２に記載
のデータ処理システムにおいて、前記マルチタスクプロ
セッサにおいて、タスクの切り替えが生じるときに、前
記スケジューラは、タスクが割り当てられていない命令
処理部がある場合、実行待ち状態にあるタスクの各々の
前記優先度にもとづいて、前記実行待ち状態にあるタス
クの中から、前記優先度が高い順に、前記タスクが割り
当てられていない命令処理部の数と同数のタスクを選択
し、前記タスクが割り当てられていない命令処理部に割
り当てるものとする。

【００１９】請求項６の発明によると、上記一連の処理
によって、複数のタスクを並行して実行できる。

【００２０】また、請求項７の発明は、請求項１に記載
のマルチタスクプロセッサにおいて、タスクの切り替え
が生じるときに、前記スケジューラは、実行状態にある
タスクの各々の前記優先度と実行待ち状態にあるタスク
の各々の前記優先度にもとづいて、前記実行状態にある
タスクと前記実行待ち状態にあるタスクとの中から、前
記優先度が高い順に、前記複数の命令処理部の数と同数
のタスクを選択し、前記実行状態にあるタスクが選択さ
れた場合には、選択された前記実行状態にあるタスクの
処理を行っている命令処理部にその処理を続行させ、前
記実行待ち状態にあるタスクが選択された場合には、選
択された前記実行待ち状態にあるタスクを、前記実行状
態にあるタスクの処理を続行させる命令処理部以外の命
令処理部に割り当てるものとする。

【００２１】請求項７の発明によると、上記一連の処理
によって、複数のタスクを並行して実行できる。

【００２２】また、請求項８の発明は、請求項２に記載
のデータ処理システムにおいて、前記マルチタスクプロ
セッサにおいて、タスクの切り替えが生じるときに、前
記スケジューラは、実行状態にあるタスクの各々の前記
優先度と実行待ち状態にあるタスクの各々の前記優先度
にもとづいて、前記実行状態にあるタスクと前記実行待
ち状態にあるタスクとの中から、前記優先度が高い順
に、前記複数の命令処理部の数と同数のタスクを選択
し、前記実行状態にあるタスクが選択された場合には、
選択された前記実行状態にあるタスクの処理を行ってい
る命令処理部にその処理を続行させ、前記実行待ち状態
にあるタスクが選択された場合には、選択された前記実
行待ち状態にあるタスクを、前記実行状態にあるタスク
の処理を続行させる命令処理部以外の命令処理部に割り
当てるものとする。

【００２３】請求項８の発明によると、上記一連の処理
によって、複数のタスクを並行して実行できる。

【００２４】また、請求項９の発明は、複数のタスクを
同時に並行して実行するマルチタスクプロセッサであっ
て、プログラムを格納する命令メモリと、各々が、前記
命令メモリに格納されたプログラムに記述された命令を
読み出してデコードし、タスクとして実行する命令処理
部と、前記複数のタスクの各々に与えられる実行順序を
示す優先度にもとづいて、前記命令処理部のためにタス
クを選択し、選択したタスクを前記命令処理部に割り当
てるスケジューラとを備え、タスクの切り替えが生じる
ときに、前記スケジューラは、実行状態にあるタスクの
各々の前記優先度と実行待ち状態にあるタスクの各々の
前記優先度とにもとづいて、前記実行状態にあるタスク
と前記実行待ち状態にあるタスクとの中から、前記優先
度が最も高いタスクを選択し、前記実行状態にあるタス
クが選択された場合には、選択された前記実行状態にあ
るタスクの処理を行っている命令処理部にその処理を続
行させ、前記実行待ち状態にあるタスクが選択された場
合には、選択された前記実行待ち状態にあるタスクを前
記命令処理部に割り当てるものである。

【００２５】請求項９の発明によると、命令処理部を複
数備えることなく、複数のタスクを並行して実行でき
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２７】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係るデータ処理システムの構成例を示す図
である。図１に示すデータ処理システムは、２つのハー
ドウェアエンジン２Ａおよび３Ａと、プロセッサ１Ａ
（マルチタスクプロセッサに対応する）とを有してい
る。

【００２８】ハードウェアエンジン２Ａおよび３Ａはプ
ロセッサ１Ａにより制御される。

【００２９】プロセッサ１Ａは、２つの命令処理部４Ａ
および５Ａと、汎用レジスタ６Ａと、データメモリ７Ａ
と、命令メモリ８Ａと、スケジューラ９Ａとを有してい
る。

【００３０】命令メモリ８Ａは、処理手順がタスクとし
て記述されたプログラムを格納する。

【００３１】命令処理部４Ａ、５Ａは、プログラムから
１命令ずつ読み出してデコードする。そして、命令処理
部４Ａ、５Ａは、デコードされた命令の内容に応じて、
ハードウェアエンジン２Ａ、３Ａに対する入力設定およ
び実行起動、ハードウェアエンジン２Ａ、３Ａからの出
力結果の読み出し、および演算などを行う。

【００３２】汎用レジスタ６Ａやデータメモリ７Ａは、
ハードウェアエンジン２Ａ、３Ａの設定に必要な初期値
データや、演算の中間データ、実行結果などを格納す
る。

【００３３】スケジューラ９Ａは、タスクの実行順序を
示す優先度にもとづいて、命令処理部４Ａ、５Ａに実行
させるタスクを選択し、そのタスクを命令処理部４Ａ、
５Ａに割り当てる。

【００３４】以上のように構成されたデータ処理システ
ムの動作について説明する。

【００３５】図２はデータ処理システムの動作を説明す
るための図である。

【００３６】以下では、３つのタスクＴＡ０〜ＴＡ２が
実行される場合について考える。ここで、タスクＴＡ０
〜ＴＡ２の優先度はそれぞれ実行順序の高い順に高、
中、低とする。また、タスクの切り替えは、タスクの実
行停止またはハードウェアエンジンの実行終了によって
発生するものとする。

【００３７】図２では、右方向を正としてサイクルｔ０
〜ｔ８までの時間の流れがあるとする。また、各タスク
ＴＡ０〜ＴＡ２に対して、実線の矢印、荒い破線、細か
い破線は、それぞれ、そのタスクが実行状態、実行待ち
状態、ハードウェアエンジン実行終了待ち状態であるこ
とを示している。なお、実行待ち状態のタスクは実行可
能であるが、ハードウェアエンジン実行終了待ち状態の
タスクは、ハードウェアエンジンの実行が終了するまで
実行は不可能である。また、各タスクに対する実線の矢
印上にある｛ｐ−４Ａ｝または｛ｐ−５Ａ｝は、そのタ
スクが実行されている命令処理部を示している。つま
り、命令処理部４Ａによって実行されているタスクは
｛ｐ−４Ａ｝、命令処理部５Ａによって実行されている
タスクは｛ｐ−５Ａ｝が付されている。また、各ハード
ウェアエンジン２Ａおよび３Ａに対して示された実線の
矢印は、そのハードウェアエンジンが実行状態であるこ
とを示している。

【００３８】＜サイクルｔ０＞タスクＴＡ２、ＴＡ１は
実行状態にあり、それぞれ命令処理部４Ａ、５Ａによっ
て実行されており、タスクＴＡ０は実行待ち状態にあ
る。また、ハードウェアエンジン２Ａおよび３Ａはいず
れも停止している。

【００３９】＜サイクルｔ１＞タスクＴＡ２が一旦停止
し、実行状態から実行待ち状態に移行したとする。この
とき、タスクの切り替えが発生し、スケジューラ９Ａは
優先度にしたがってタスクＴＡ１およびＴＡ０を次に実
行すべきタスクとして選択する。そのため、タスクＴＡ
０は命令処理部４Ａで実行され、タスクＴＡ１はそのま
ま命令処理部５Ａで実行が続行される。

【００４０】＜サイクルｔ２＞タスクＴＡ１によりハー
ドウェアエンジン２Ａが起動される場合、タスクＴＡ１
は一旦停止し、タスクの切り替えが発生する。タスクＴ
Ａ１はハードウェアエンジン２Ａの実行が終了するまで
処理を再開できないため、スケジューラ９Ａによってタ
スクＴＡ０およびＴＡ２が選ばれる。そのため、タスク
ＴＡ０は命令処理部４Ａで実行が続行され、タスクＴＡ
２は命令処理部５Ａで実行される。

【００４１】＜サイクルｔ３＞タスクＴＡ０によりハー
ドウェアエンジン３Ａが起動される場合、タスクＴＡ０
は一旦停止し、タスクの切り替えが発生する。タスクＴ
Ａ０はハードウェアエンジン３Ａの実行が終了するまで
処理を再開できないため、スケジューラ９Ａによってタ
スクＴＡ２のみが選ばれる。そのため、タスクＴＡ２は
命令処理部５Ａで実行が続行される。

【００４２】＜サイクルｔ４＞ハードウェアエンジン３
Ａの実行が終了し、タスクの切り替えが発生する。タス
クＴＡ０は、ハードウェアエンジン３Ａの実行が終了し
たので、その処理を再開することができる。そのため、
スケジューラ９ＡによってタスクＴＡ０およびＴＡ２が
選ばれるので、タスクＴＡ０は命令処理部４Ａで実行さ
れ、タスクＴＡ２は命令処理部５Ａで実行が続行され
る。

【００４３】＜サイクルｔ５＞ハードウェアエンジン２
Ａの実行が終了し、タスクの切り替えが発生する。タス
クＴＡ１は、ハードウェアエンジン２Ａの実行が終了し
たので、その処理を再開することができる。スケジュー
ラ９Ａは優先度にしたがってタスクＴＡ０およびＴＡ２
を選択する。そのため、タスクＴＡ１は命令処理部５Ａ
で実行され、タスクＴＡ０は命令処理部４Ａで実行が続
行される。なお、タスクＴＡ２の実行は一旦中断され
る。

【００４４】＜サイクルｔ６＞タスクＴＡ２の実行が終
了し、タスクの切り替えが発生する。そのため、スケジ
ューラによってタスクＴＡ１およびＴＡ０が選ばれるの
で、タスクＴＡ１は命令処理部５Ａで実行が続行され、
タスクＴＡ０は命令処理部４Ａで実行される。

【００４５】＜サイクルｔ７＞タスクＴＡ１の実行が終
了し、タスクの切り替えが発生する。そのため、スケジ
ューラ９ＡによってタスクＴＡ２が選ばれるので、タス
クＴＡ２は命令処理部４Ａで実行が続行される。

【００４６】＜サイクルｔ８＞タスクＴＡ２の実行が終
了し、これで全てのタスクの実行が終了する。

【００４７】以上のように、本実施形態によると、プロ
セッサを複数備えることなく、命令処理部のみを複数備
え、命令メモリなどを共有化することで、複数のタスク
を同時に並行して実行することができる。

【００４８】（第２の実施形態）以下では、上記第１の
実施形態に係るマルチタスクプロセッサおよびデータ処
理システムにおける複数のタスクの処理の変形例につい
て図３〜図５を参照しながら説明する。

【００４９】以下では、４つのタスクＴＡ０〜ＴＡ３が
実行される場合について考える。

【００５０】タスクＴＡ０〜ＴＡ３の優先度は、タスク
ＴＡ０が最も高い優先度を有するものとし、続いてタス
クＴＡ１、タスクＴＡ２、タスクＴＡ３の順に優先度が
小さくなるものとする。また、タスクの切り替えは、タ
スクが実行状態からそれ以外の状態へ移行した場合また
はタスクが実行不可状態から実行待ち状態に移行した場
合に発生するものとする。

【００５１】また、上記各図面では、右方向を正として
ステージＳＴ０〜ＳＴ４までの時間の経過があるとす
る。命令処理部４Ａ、命令処理部５Ａに対応する欄に
は、その命令処理部で実行状態にあるタスクを示してい
る。実行待ち状態、実行不可状態に対応する欄には、そ
れぞれの状態にあるタスクを示している。

【００５２】図３は、本実施形態に係るマルチタスクプ
ロセッサおよびデータ処理システムにおける複数のタス
クの第１の処理例を示す図である。

【００５３】ステージＳＧ０において、タスクＴＡ２、
ＴＡ３は、それぞれ命令処理部４Ａ、命令処理部５Ａで
実行され、タスクＴＡ０、ＴＡ１は、それぞれ実行待ち
状態、実行不可状態にあるとする。

【００５４】ステージＳＧ１において、実行状態のタス
クＴＡ３が実行待ち状態に移るとタスクの切り替えが発
生する。実行状態のタスクＴＡ２は実行が一旦中断さ
れ、実行待ち状態に移される。このとき、実行待ち状態
にはタスクＴＡ０、ＴＡ２、ＴＡ３があり、スケジュー
ラ９Ａは優先度にしたがって２つのタスクＴＡ０、ＴＡ
２を選択し、それぞれ命令処理部４Ａ、５Ａに割り当て
る。

【００５５】ステージＳＧ２において、スケジューラ９
Ａによって選択されたタスクＴＡ０、ＴＡ２は、それぞ
れ命令処理部４Ａ、命令処理部５Ａで実行される。

【００５６】ステージＳＧ３において、実行不可状態に
あるタスクＴＡ１が実行待ち状態へ移されると、タスク
の切り替えが発生する。このとき、実行状態のタスクＴ
Ａ０、ＴＡ２は実行が一旦中断され、実行待ち状態に移
される。ここで、実行待ち状態にはタスクＴＡ０、ＴＡ
１、ＴＡ２、ＴＡ３があり、スケジューラ９Ａは優先度
にしたがって２つのタスクＴＡ０およびＴＡ１を選択
し、命令処理部４Ａ、５Ａにそれぞれ割り当てる。

【００５７】ステージＳＧ４において、タスクＴＡ０、
ＴＡ１がそれぞれ命令処理部４Ａ、５Ａで実行される。

【００５８】また、図４は、本実施形態に係るマルチタ
スクプロセッサおよびデータ処理システムにおける複数
のタスクの第２の処理例を示す図である。

【００５９】ステージＳＧ０において、タスクＴＡ２、
ＴＡ３は、それぞれ命令処理部４Ａ、５Ａで実行され、
タスクＴＡ０、ＴＡ１は、それぞれ実行待ち状態、実行
不可状態にあるする。

【００６０】ステージＳＧ１において、実行状態のタス
クＴＡ３が実行待ち状態に移るとタスクの切り替えが発
生する。この場合、実行状態のタスクＴＡ２の処理は実
行が続行され、使用されていない命令処理部は命令処理
部５Ａである。このとき、実行待ち状態にあるタスクＴ
Ａ０、ＴＡ３の中から、スケジューラ９Ａは、優先度に
したがって１つのタスクＴＡ０を選択し、使用されてい
ない命令処理部５Ａに割り当てる。

【００６１】ステージＳＧ２において、タスクＴＡ０が
命令処理部５Ａに割り当てられ、タスクＴＡ０、ＴＡ２
は、それぞれ命令処理部５Ａ、命令処理部４Ａで実行さ
れる。

【００６２】ステージＳＧ３において、実行不可状態に
あるタスクＴＡ１が実行待ち状態へ移され、タスクの切
り替えが発生する。このとき、実行待ち状態にはタスク
ＴＡ１、ＴＡ３があるが、使用されていない命令処理部
はないため、スケジューラ９Ａによってタスクの選択は
行われない。

【００６３】したがって、ステージＳＧ４において、タ
スクの再割り当ては発生しないため、命令処理部４Ａ、
５Ａにおいて、それぞれタスクＴＡ２、ＴＡ０の処理は
実行が続行される。

【００６４】図５は、本実施形態に係るマルチタスクプ
ロセッサおよびデータ処理システムにおける複数のタス
クの第３の処理例を示す図である。

【００６５】ステージＳＧ０において、タスクＴＡ２、
ＴＡ３は、それぞれ命令処理部４Ａ、５Ａで実行され、
タスクＴＡ０、ＴＡ１は、それぞれ実行待ち状態、実行
不可状態にあるとする。

【００６６】ステージＳＧ１において、実行状態のタス
クＴＡ３が実行待ち状態に移るとタスクの切り替えが発
生する。このとき、実行状態にはタスクＴＡ２が、実行
待ち状態にはタスクＴＡ０、ＴＡ３がある。スケジュー
ラ９Ａは、これらのタスクの中から優先度にしたがって
２つのタスクＴＡ０、ＴＡ２を選択し、それぞれ命令処
理部５Ａ、４Ａに割り当てる。

【００６７】ステージＳＧ２において、タスクＴＡ０は
命令処理部５Ａで実行される。タスクＴＡ２は命令処理
部４Ａでそのまま実行が続行される。

【００６８】ステージＳＧ３において、実行不可状態に
あるタスクＴＡ１が実行待ち状態へ移されるとタスクの
切り替えが発生する。このとき、実行状態にはタスクＴ
Ａ０、ＴＡ２が、実行待ち状態にはタスクＴＡ１、ＴＡ
３がある。スケジューラ９Ａは、これらのタスクの中か
ら優先度にしたがって２つのタスクＴＡ０、ＴＡ１を選
択し、それぞれ命令処理部５Ａ、４Ａに割り当てる。

【００６９】ステージＳＧ４において、タスクＴＡ２は
実行が一旦中断され、実行待ち状態に移される。タスク
ＴＡ１は命令処理部４Ａで実行され、タスクＴＡ０は命
令処理部５Ａでそのまま実行が続行される。

【００７０】以上のように、本実施形態によると、回路
規模の増大の抑制を可能としたデータ処理システムにお
いて、上記図３〜図５でそれぞれ説明した一連の処理に
よって、複数のタスクを同時に並行して実行できる。

【００７１】（第３の実施形態）図６は、本実施形態に
係るデータ処理システムの他の構成例を示す図である。

【００７２】図６に示すデータ処理システムは、２つの
ハードウェアエンジン２Ｂおよび３Ｂと、プロセッサ１
Ｂ（マルチタスクプロセッサに対応する）とを有してい
る。

【００７３】ハードウェアエンジン２Ｂおよび３Ｂは、
プロセッサ１Ｂによって制御される。

【００７４】プロセッサ１Ｂは、命令処理部４Ｂと、汎
用レジスタ６Ｂと、データメモリ７Ｂと、命令メモリ８
Ｂと、スケジューラ９Ｂとを有している。

【００７５】図６に示すデータ処理システムが図１に示
したデータ処理システムと異なる点は、命令処理部４Ｂ
を１つだけ有している点であり、その他の点は同様であ
る。

【００７６】図７は、本実施形態に係るマルチタスクプ
ロセッサおよびデータ処理システムにおける複数のタス
クの処理例を示す図である。

【００７７】ここでは、第２の実施形態と同様に、４つ
のタスクＴＡ０〜ＴＡ３を実行する場合について考え
る。

【００７８】図７では、右方向を正としてステージＳＴ
０〜ＳＴ６までの時間の経過があるとする。命令処理部
４Ｂに対応する欄には、その命令処理部４Ｂで実行状態
にあるタスクを示している。実行待ち状態、実行不可状
態に対応する欄には、それぞれの状態にあるタスクを示
している。なお、タスクＴＡ０〜ＴＡ３の優先度やタス
クの切り替えについては、上記第２の実施形態と同様と
する。

【００７９】ステージＳＧ０において、タスクＴＡ２が
命令処理部４Ｂで実行され、タスクＴＡ１は実行待ち状
態にあり、タスクＴＡ０およびＴＡ３は実行不可状態に
あるとする。

【００８０】ステージＳＧ１において、実行状態のタス
クＴＡ２が実行待ち状態に移るとタスクの切り替えが発
生する。このとき、実行状態のタスクはなく、実行待ち
状態にはタスクＴＡ１、ＴＡ２がある。そして、これら
のタスクの中から、スケジューラ９Ｂは、優先度にした
がって１つのタスクＴＡ１を選択し、命令処理部４Ｂに
割り当てる。

【００８１】ステージＳＧ２において、タスクＴＡ１は
命令処理部４Ｂで実行される。

【００８２】ステージＳＧ３において、実行不可状態に
あるタスクＴＡ０が実行待ち状態へ移されるとタスクの
切り替えが発生する。このとき、実行状態にあるのはタ
スクＴＡ１であり、実行待ち状態にあるのはタスクＴＡ
０、ＴＡ２である。そして、これらのタスクの中から、
スケジューラ９Ｂは、優先度にしたがって１つのタスク
ＴＡ０を選択し、命令処理部４Ｂに割り当てる。

【００８３】ステージＳＧ４において、それまで実行状
態であったタスクＴＡ１は選択されなかったので、タス
クＴＡ１の実行が一旦中断され実行待ち状態に移され
る。そして、タスクＴＡ０は命令処理部４Ｂで実行され
る。

【００８４】ステージＳＧ５において、実行不可状態に
あるタスクＴＡ３が実行待ち状態へ移されるとタスクの
切り替えが発生する。このとき、実行状態にあるのはタ
スクＴＡ０であり、実行待ち状態にあるのはタスクＴＡ
１、ＴＡ２、ＴＡ３である。そして、これらのタスクの
中から、スケジューラ９Ｂは、優先度にしたがって１つ
のタスクＴＡ０を選択する。

【００８５】ステージＳＧ６において、タスクＴＡ０は
実行が続行される。

【００８６】以上のように、本実施形態によると、複数
の命令処理部を備えることなく、複数のタスクの処理が
可能になる。

【００８７】

【発明の効果】上述の通り、本発明のマルチタスクプロ
セッサは、プロセッサの核となる命令処理部のみを複数
備えたため、全体として回路規模の増大を抑制しつつ、
複数のタスクを同時に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係るデータ処理シ
ステムの構成例を示す図である。

【図２】 第１の実施形態に係るデータ処理システムの
実行例を示す図である。

【図３】 本発明の第２の実施形態に係るデータ処理シ
ステムにおける複数のタスクの第１の処理例を示す図で
ある。

【図４】 本発明の第２の実施形態に係るデータ処理シ
ステムにおける複数のタスクの第２の処理例を示す図で
ある。

【図５】 本発明の第２の実施形態に係るデータ処理シ
ステムにおける複数のタスクの第３の処理例を示す図で
ある。

【図６】 本発明の第３の実施形態に係るデータ処理シ
ステムの構成例を示す図である。

【図７】 第３の実施形態に係るデータ処理システムに
おける複数のタスクの処理例を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ プロセッサ ４Ａ、５Ａ、４Ｂ 命令処理部 ６Ａ、６Ｂ 汎用レジスタ ７Ａ、７Ｂ データメモリ ８Ａ、８Ｂ 命令メモリ ９Ａ、９Ｂ スケジューラ ２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ ハードウェアエンジン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のタスクを同時に並行して実行する
   マルチタスクプロセッサであって、 プログラムを格納する命令メモリと、 各々が、前記命令メモリに格納されたプログラムに記述
   された命令を読み出してデコードし、タスクとして実行
   する複数の命令処理部と、 前記複数のタスクの各々に与えられる実行順序を示す優
   先度にもとづいて、前記複数の命令処理部の各々のため
   にタスクを選択し、選択されたタスクを前記複数の命令
   処理部の各々に割り当てるスケジューラとを備えること
   を特徴とするマルチタスクプロセッサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のマルチタスクプロセッ
   サと、 前記複数の命令処理部の各々によって、当該命令処理部
   が実行するタスクにもとづいた起動がなされ、当該タス
   クのための処理を行うハードウェアエンジンとを備える
   ことを特徴とするデータ処理システム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のマルチタスクプロセッ
   サにおいて、 タスクの切り替えが生じるときに、 前記複数の命令処理部の各々は、実行状態にあるタスク
   の処理を中断し、処理を中断したタスクを実行待ち状態
   のタスクとし、 前記スケジューラは、実行待ち状態にあるタスクの各々
   の前記優先度にもとづいて、前記実行待ち状態にあるタ
   スクの中から、前記優先度が高い順に、前記複数の命令
   処理部の数と同数のタスクを選択し、当該複数の命令処
   理部の各々に割り当てることを特徴とするマルチタスク
   プロセッサ。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のデータ処理システムに
   おいて、 前記マルチタスクプロセッサにおいて、タスクの切り替
   えが生じるときに、 前記複数の命令処理部の各々は、実行状態にあるタスク
   の処理を中断し、処理を中断したタスクを実行待ち状態
   のタスクとし、 前記スケジューラは、実行待ち状態にあるタスクの各々
   の前記優先度にもとづいて、前記実行待ち状態にあるタ
   スクの中から、前記優先度が高い順に、前記複数の命令
   処理部の数と同数のタスクを選択し、当該複数の命令処
   理部の各々に割り当てることを特徴とするデータ処理シ
   ステム。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のマルチタスクプロセッ
   サにおいて、 タスクの切り替えが生じるときに、 前記スケジューラは、タスクが割り当てられていない命
   令処理部がある場合、実行待ち状態にあるタスクの各々
   の前記優先度にもとづいて、前記実行待ち状態にあるタ
   スクの中から、前記優先度が高い順に、前記タスクが割
   り当てられていない命令処理部の数と同数のタスクを選
   択し、前記タスクが割り当てられていない命令処理部に
   割り当てることを特徴とするマルチタスクプロセッサ。
6. 【請求項６】 請求項２に記載のデータ処理システムに
   おいて、 前記マルチタスクプロセッサにおいて、タスクの切り替
   えが生じるときに、 前記スケジューラは、タスクが割り当てられていない命
   令処理部がある場合、実行待ち状態にあるタスクの各々
   の前記優先度にもとづいて、前記実行待ち状態にあるタ
   スクの中から、前記優先度が高い順に、前記タスクが割
   り当てられていない命令処理部の数と同数のタスクを選
   択し、前記タスクが割り当てられていない命令処理部に
   割り当てることを特徴とするデータ処理システム。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のマルチタスクプロセッ
   サにおいて、 タスクの切り替えが生じるときに、 前記スケジューラは、実行状態にあるタスクの各々の前
   記優先度と実行待ち状態にあるタスクの各々の前記優先
   度にもとづいて、前記実行状態にあるタスクと前記実行
   待ち状態にあるタスクとの中から、前記優先度が高い順
   に、前記複数の命令処理部の数と同数のタスクを選択
   し、 前記実行状態にあるタスクが選択された場合には、 選択された前記実行状態にあるタスクの処理を行ってい
   る命令処理部にその処理を続行させ、 前記実行待ち状態にあるタスクが選択された場合には、 選択された前記実行待ち状態にあるタスクを、前記実行
   状態にあるタスクの処理を続行させる命令処理部以外の
   命令処理部に割り当てることを特徴とするマルチタスク
   プロセッサ。
8. 【請求項８】 請求項２に記載のデータ処理システムに
   おいて、 前記マルチタスクプロセッサにおいて、タスクの切り替
   えが生じるときに、 前記スケジューラは、実行状態にあるタスクの各々の前
   記優先度と実行待ち状態にあるタスクの各々の前記優先
   度にもとづいて、前記実行状態にあるタスクと前記実行
   待ち状態にあるタスクとの中から、前記優先度が高い順
   に、前記複数の命令処理部の数と同数のタスクを選択
   し、 前記実行状態にあるタスクが選択された場合には、 選択された前記実行状態にあるタスクの処理を行ってい
   る命令処理部にその処理を続行させ、 前記実行待ち状態にあるタスクが選択された場合には、 選択された前記実行待ち状態にあるタスクを、前記実行
   状態にあるタスクの処理を続行させる命令処理部以外の
   命令処理部に割り当てることを特徴とするデータ処理シ
   ステム。
9. 【請求項９】 複数のタスクを同時に並行して実行する
   マルチタスクプロセッサであって、 プログラムを格納する命令メモリと、 各々が、前記命令メモリに格納されたプログラムに記述
   された命令を読み出してデコードし、タスクとして実行
   する命令処理部と、 前記複数のタスクの各々に与えられる実行順序を示す優
   先度にもとづいて、前記命令処理部のためにタスクを選
   択し、選択したタスクを前記命令処理部に割り当てるス
   ケジューラとを備え、 タスクの切り替えが生じるときに、 前記スケジューラは、 実行状態にあるタスクの各々の前記優先度と実行待ち状
   態にあるタスクの各々の前記優先度とにもとづいて、前
   記実行状態にあるタスクと前記実行待ち状態にあるタス
   クとの中から、前記優先度が最も高いタスクを選択し、 前記実行状態にあるタスクが選択された場合には、 選択された前記実行状態にあるタスクの処理を行ってい
   る命令処理部にその処理を続行させ、 前記実行待ち状態にあるタスクが選択された場合には、 選択された前記実行待ち状態にあるタスクを前記命令処
   理部に割り当てることを特徴とするマルチタスクプロセ
   ッサ。