JP2553526B2 - マルチタスク処理装置 - Google Patents
マルチタスク処理装置Info
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- task
- instruction
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/46—Multiprogramming arrangements
- G06F9/48—Program initiating; Program switching, e.g. by interrupt
- G06F9/4806—Task transfer initiation or dispatching
- G06F9/4843—Task transfer initiation or dispatching by program, e.g. task dispatcher, supervisor, operating system
- G06F9/4881—Scheduling strategies for dispatcher, e.g. round robin, multi-level priority queues
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アプリケーションの機能を効果的に実現す
るために、アプリケーション・プログラムを複数のタス
クに分割し、全体として複数タスクの並列処理を行なう
マルチタスク処理装置に関する。
るために、アプリケーション・プログラムを複数のタス
クに分割し、全体として複数タスクの並列処理を行なう
マルチタスク処理装置に関する。
従来、複数のタスクを円滑に同時に実行（以下、マル
チタスク処理）させるために、リアルタイムOSは管理ソ
フトウェアとして必要不可欠なものとなっており、タス
ク管理、タスク間同期・通信機能、割込管理等の機能
が、マルチタスク処理装置上のリアルタイムOSには必要
となっている。リアルタイムOSは、タスクが前述の機能
の実現をリアルタイムOSに対して要求するための手段
（以下、システムコールと呼ぶ）を提供し、１つのシス
テムコール処理は第６図のようにタスク退避処理、内部
処理、ディスパッチ処理に大きく分けることができ、タ
スク退避処理部では、システムコール処理のためにリア
ルタイムOSがレジスタ類を使用するため、システムコー
ルを発行したタスクのその時点でのレジスタ情報等のタ
スクの実行環境（以下、コンテキストと呼ぶ）をタスク
固有の領域タスク・コントロール・ブロック（以下、TC
B）に退避し、内部処理ではシステムコールの目的とす
る機能を実現する処理を行ない、ディスパッチ処理部で
は、実行可能状態のタスクの内で最高の優先順位を持つ
次に実行すべきタスクを選択し、選択したタスクのTCB
に退避されている中断した時点のコンテキストをレジス
タ等に復帰してリアルタイムOSからタスクへ制御を移す
という形で行なわれていた。第６図は従来のマルチタス
ク処理における指定タスクの中断を要求するシステムコ
ールの処理である。タスクは、休止状態、実行可能状
態、実行状態、待ち状態の４状態を遷移し、タスク１は
タスク２より優先順位が高いものとする。実行タスク１
が実行可能状態にあるタスク２を指定して中断要求のシ
ステムコールを発行する。リアルタイムOSが、タスク１
のシステムコール発行によってコンピュータの中央処理
装置（以下、CPUと呼ぶ）の使用権を得るため、発行タ
スク１のコンテキストは、タスク１の所有するTCB1に退
避される。次にタスク２のTCB2に保持されているタスク
の状態を示すエリア（以下、タスク・ステータス）を、
再開要求が出されるまで中断する再開要求待ちの状態に
セットし、タスク２を、実行可能タスクを管理するエリ
ア（以下、レディキューと呼ぶ）の登録から削除する。
ディスパッチ処理において、リアルタイムOSは、レディ
キューに基づき次に実行すべきタスクとしてタスク１を
選択し、タスク１のTCB1に退避してあったタスク１のコ
ンテキストをCPU上に復帰し、CPU使用権をタスク１に譲
ってシステムコールの処理を終了する。
チタスク処理）させるために、リアルタイムOSは管理ソ
フトウェアとして必要不可欠なものとなっており、タス
ク管理、タスク間同期・通信機能、割込管理等の機能
が、マルチタスク処理装置上のリアルタイムOSには必要
となっている。リアルタイムOSは、タスクが前述の機能
の実現をリアルタイムOSに対して要求するための手段
（以下、システムコールと呼ぶ）を提供し、１つのシス
テムコール処理は第６図のようにタスク退避処理、内部
処理、ディスパッチ処理に大きく分けることができ、タ
スク退避処理部では、システムコール処理のためにリア
ルタイムOSがレジスタ類を使用するため、システムコー
ルを発行したタスクのその時点でのレジスタ情報等のタ
スクの実行環境（以下、コンテキストと呼ぶ）をタスク
固有の領域タスク・コントロール・ブロック（以下、TC
B）に退避し、内部処理ではシステムコールの目的とす
る機能を実現する処理を行ない、ディスパッチ処理部で
は、実行可能状態のタスクの内で最高の優先順位を持つ
次に実行すべきタスクを選択し、選択したタスクのTCB
に退避されている中断した時点のコンテキストをレジス
タ等に復帰してリアルタイムOSからタスクへ制御を移す
という形で行なわれていた。第６図は従来のマルチタス
ク処理における指定タスクの中断を要求するシステムコ
ールの処理である。タスクは、休止状態、実行可能状
態、実行状態、待ち状態の４状態を遷移し、タスク１は
タスク２より優先順位が高いものとする。実行タスク１
が実行可能状態にあるタスク２を指定して中断要求のシ
ステムコールを発行する。リアルタイムOSが、タスク１
のシステムコール発行によってコンピュータの中央処理
装置（以下、CPUと呼ぶ）の使用権を得るため、発行タ
スク１のコンテキストは、タスク１の所有するTCB1に退
避される。次にタスク２のTCB2に保持されているタスク
の状態を示すエリア（以下、タスク・ステータス）を、
再開要求が出されるまで中断する再開要求待ちの状態に
セットし、タスク２を、実行可能タスクを管理するエリ
ア（以下、レディキューと呼ぶ）の登録から削除する。
ディスパッチ処理において、リアルタイムOSは、レディ
キューに基づき次に実行すべきタスクとしてタスク１を
選択し、タスク１のTCB1に退避してあったタスク１のコ
ンテキストをCPU上に復帰し、CPU使用権をタスク１に譲
ってシステムコールの処理を終了する。
上述した従来のマルチタスク処理装置では、CPU資源
を、アプリケーション・プログラムのタスクと管理ソフ
トウェアのリアルタイムOSが対等に用いるため、リアル
タイムOSの実行の際には、必ず実行タスクのコンテキス
トの退避をしなければならない。このことは、リアルタ
イムOSの実行時間すなわちオーバヘッドの増加をもたら
し、システム全体の性能を低下させる結果となり、シス
テムのリアルタイム性の向上のための、リアルタイムOS
の高速処理が要求されている。
を、アプリケーション・プログラムのタスクと管理ソフ
トウェアのリアルタイムOSが対等に用いるため、リアル
タイムOSの実行の際には、必ず実行タスクのコンテキス
トの退避をしなければならない。このことは、リアルタ
イムOSの実行時間すなわちオーバヘッドの増加をもたら
し、システム全体の性能を低下させる結果となり、シス
テムのリアルタイム性の向上のための、リアルタイムOS
の高速処理が要求されている。
また、システムコール処理が、コンピュータのインス
トラクションによってプログラムされていることから、
システムコール処理の中でも、マルチタスク処理制御の
上でクリティカルな部分では、コンピュータのCPUを割
込禁止にしなければならない。例えば、システムコール
処理中の割込を禁止しない場合、第７図のにおいて割
込が発生して割込処理の中で、実行タスクであったタス
ク１の中断をシステムコールで行なうとすると、割込処
理中の中断システムコールのディスパッチの際には、タ
スク１は再開要求待ちでレディキュー登録が削除されて
おり、タスク２はレディキューに登録された状態である
ため、タスク２が選択される。すなわち、タスク２はTC
B2に持つ自己のタスク・ステータスが再開要求待ちの待
ち状態であるにもかかわらず、実行可能タスクと見なさ
れ選択され、実行タスクとしてCPU使用権を得ることに
なり、マルチタスク処理の正しい制御を以降リアルタイ
ムOSは行なうことができなくなるという状況が発生して
しまう。したがって、このようなシステムコールの処理
の部分では割込を禁止にしてマルチタスクシステムの正
常性を保たなければならず、このことは、非同期に発生
する割込に対するリアルタイムな反応を妨げ、割込応答
性の低下を余儀なくするという欠点を与えている。
トラクションによってプログラムされていることから、
システムコール処理の中でも、マルチタスク処理制御の
上でクリティカルな部分では、コンピュータのCPUを割
込禁止にしなければならない。例えば、システムコール
処理中の割込を禁止しない場合、第７図のにおいて割
込が発生して割込処理の中で、実行タスクであったタス
ク１の中断をシステムコールで行なうとすると、割込処
理中の中断システムコールのディスパッチの際には、タ
スク１は再開要求待ちでレディキュー登録が削除されて
おり、タスク２はレディキューに登録された状態である
ため、タスク２が選択される。すなわち、タスク２はTC
B2に持つ自己のタスク・ステータスが再開要求待ちの待
ち状態であるにもかかわらず、実行可能タスクと見なさ
れ選択され、実行タスクとしてCPU使用権を得ることに
なり、マルチタスク処理の正しい制御を以降リアルタイ
ムOSは行なうことができなくなるという状況が発生して
しまう。したがって、このようなシステムコールの処理
の部分では割込を禁止にしてマルチタスクシステムの正
常性を保たなければならず、このことは、非同期に発生
する割込に対するリアルタイムな反応を妨げ、割込応答
性の低下を余儀なくするという欠点を与えている。
本発明によるマルチタスク処理装置は、実行すべき命
令を一時格納する命令レジスタ、各命令の実行のための
マイクロプログラムを格納するマイクロプログラムメモ
リ、および前記マイクロプログラムにもとづき発生され
た制御信号に応答して前記命令レジスタに格納された命
令を実行するハードウェア資源を有する中央処理装置を
備え、マルチタスク処理を行う上で必要とされるリアル
タイムOSに対する処理要求を専用命令として扱うマルチ
タスク処理装置であって、前記ハードウェア資源にタス
クの実行可能状態への登録、削除を行うレディキュー管
理部と各タスクに対応する実行環境情報をストアする記
憶手段とを設け、前記専用命令としてのタスク起動命令
が前記命令レジスタに一時格納されることにより前記マ
イクロプログラムメモリに格納されている前記タスク起
動命令のためのマイクロプログラムが起動され、当該マ
イクロプログラムにもとづき、前記タスク起動命令で指
定された起動すべきタスクに対応する前記記憶手段の領
域をアクセスして対応する実行環境情報のうちのタスク
ステータスを実行可能状態にセットするとともに、前記
レディキュー管理部に前記起動すべきタスクを実行可能
タスクとして登録させるように、前記ハードウェア資源
により行うことを特徴としている。
令を一時格納する命令レジスタ、各命令の実行のための
マイクロプログラムを格納するマイクロプログラムメモ
リ、および前記マイクロプログラムにもとづき発生され
た制御信号に応答して前記命令レジスタに格納された命
令を実行するハードウェア資源を有する中央処理装置を
備え、マルチタスク処理を行う上で必要とされるリアル
タイムOSに対する処理要求を専用命令として扱うマルチ
タスク処理装置であって、前記ハードウェア資源にタス
クの実行可能状態への登録、削除を行うレディキュー管
理部と各タスクに対応する実行環境情報をストアする記
憶手段とを設け、前記専用命令としてのタスク起動命令
が前記命令レジスタに一時格納されることにより前記マ
イクロプログラムメモリに格納されている前記タスク起
動命令のためのマイクロプログラムが起動され、当該マ
イクロプログラムにもとづき、前記タスク起動命令で指
定された起動すべきタスクに対応する前記記憶手段の領
域をアクセスして対応する実行環境情報のうちのタスク
ステータスを実行可能状態にセットするとともに、前記
レディキュー管理部に前記起動すべきタスクを実行可能
タスクとして登録させるように、前記ハードウェア資源
により行うことを特徴としている。
さらに本発明によれば、実行すべき命令を一時格納す
る命令レジスタ、各命令の実行のためのマイクロプログ
ラムを格納するマイクロプログラムメモリ、および前記
マイクロプログラムにもとづき発生された制御信号に応
答して前記命令レジスタに格納された命令を実行するハ
ードウェア資源を有する中央処理装置を備え、マルチタ
スク処理を行う上で必要とされるリアルタイムOSに対す
る処理要求を専用命令として扱うマルチタスク処理装置
であって、前記ハードウェア資源にタスクの実行可能状
態への登録、削除を行うレディキュー管理部と各タスク
に対応する実行環境情報をストアする記憶手段とを設
け、前記専用命令としてのタスク中断命令が前記命令レ
ジスタに一時格納されることにより前記マイクロプログ
ラムメモリに格納されている前記タスク中断命令のため
のマイクロプログラムが起動され、当該マイクロプログ
ラムにもとづき、前記タスク中断命令で指定された中断
すべきタスクに対応する前記記憶手段の領域をアクセス
して対応する実行環境情報のうちのタスクステータスを
再開要求待ちにセットするとともに、前記レディキュー
管理部に前記中断すべきタスクの登録を抹消させ、かつ
代わって次に実行すべきタスクを選択させるように、前
記ハードウェア資源により行うことを特徴とするマルチ
タスク処理装置が得られる。
る命令レジスタ、各命令の実行のためのマイクロプログ
ラムを格納するマイクロプログラムメモリ、および前記
マイクロプログラムにもとづき発生された制御信号に応
答して前記命令レジスタに格納された命令を実行するハ
ードウェア資源を有する中央処理装置を備え、マルチタ
スク処理を行う上で必要とされるリアルタイムOSに対す
る処理要求を専用命令として扱うマルチタスク処理装置
であって、前記ハードウェア資源にタスクの実行可能状
態への登録、削除を行うレディキュー管理部と各タスク
に対応する実行環境情報をストアする記憶手段とを設
け、前記専用命令としてのタスク中断命令が前記命令レ
ジスタに一時格納されることにより前記マイクロプログ
ラムメモリに格納されている前記タスク中断命令のため
のマイクロプログラムが起動され、当該マイクロプログ
ラムにもとづき、前記タスク中断命令で指定された中断
すべきタスクに対応する前記記憶手段の領域をアクセス
して対応する実行環境情報のうちのタスクステータスを
再開要求待ちにセットするとともに、前記レディキュー
管理部に前記中断すべきタスクの登録を抹消させ、かつ
代わって次に実行すべきタスクを選択させるように、前
記ハードウェア資源により行うことを特徴とするマルチ
タスク処理装置が得られる。
〔実施例１〕 次に、本発明について、図面を参照して説明する。
本実施例では、マルチタスク処理で必要となるタスク
管理機能のタスクの起動、タスクの中断・再開を実現す
る場合について記述する。
管理機能のタスクの起動、タスクの中断・再開を実現す
る場合について記述する。
第１図は、本発明の実施例の全体構成図である。コン
ピュータ100は、データの演算・処理を行なう中央処理
装置（以下、CPU）101、アプリケーション・プログラム
を格納しリアルタイムOSの制御用エリアを持つメモリ部
113から構成されている。CPU101は、インストラクショ
ンレジスタ（以下、IR）102、IR102の内容をデコードし
てマイクロプログラムメモリのアドレスを発生するデコ
ーダ103、各インストラクションのマイクロプログラム
を格納するマイクロROM104、レジスタ105、命令実行の
際に用いるテンポラリレジスタ106、算術論理演算ユニ
ット（以下、ALUと呼ぶ）107、プログラム・ステータス
・ワード（以下、PSW）108、実行可能状態にあるタスク
を管理し、マイクロプログラムによる信号に応じてタス
クの実行可能状態への登録、削除を行なうレディキュー
管理部109、システムコール命令のオペランドとして指
定されたタスク情報をもとに、そのタスクの持つTCBの
アドレスを発生させるTCBアドレス発生部110、TCBアド
レス発生部110からの信号をもとに、アドレスをアドレ
スバスに送るバス制御部111から構成され、メモリ部113
には、複数のタスクに分割されたアプリケーションプロ
グラム117、マルチタスク処理に必要となるタスク固有
の制御ブロックであるタスク１のTCB114、タスク２のTC
B115、タスク３のTCB116が置かれる。
ピュータ100は、データの演算・処理を行なう中央処理
装置（以下、CPU）101、アプリケーション・プログラム
を格納しリアルタイムOSの制御用エリアを持つメモリ部
113から構成されている。CPU101は、インストラクショ
ンレジスタ（以下、IR）102、IR102の内容をデコードし
てマイクロプログラムメモリのアドレスを発生するデコ
ーダ103、各インストラクションのマイクロプログラム
を格納するマイクロROM104、レジスタ105、命令実行の
際に用いるテンポラリレジスタ106、算術論理演算ユニ
ット（以下、ALUと呼ぶ）107、プログラム・ステータス
・ワード（以下、PSW）108、実行可能状態にあるタスク
を管理し、マイクロプログラムによる信号に応じてタス
クの実行可能状態への登録、削除を行なうレディキュー
管理部109、システムコール命令のオペランドとして指
定されたタスク情報をもとに、そのタスクの持つTCBの
アドレスを発生させるTCBアドレス発生部110、TCBアド
レス発生部110からの信号をもとに、アドレスをアドレ
スバスに送るバス制御部111から構成され、メモリ部113
には、複数のタスクに分割されたアプリケーションプロ
グラム117、マルチタスク処理に必要となるタスク固有
の制御ブロックであるタスク１のTCB114、タスク２のTC
B115、タスク３のTCB116が置かれる。
本例においては、タスクは休止状態、実行可能状態、
実行状態、待ち状態の４つの状態間を遷移し、タスク
１、タスク２、タスク３の３タスクが並列処理されてい
る。タスクの持つ優先順位は、タスク１が最高で、タス
ク２、タスク３の順に低くなっている。システムコール
命令は、オペランドでタスク番号等の機能実現に必要な
情報を与え、タスク番号としては、あらかじめ各タスク
に割り当てた識別番号タスクIDを用いている。
実行状態、待ち状態の４つの状態間を遷移し、タスク
１、タスク２、タスク３の３タスクが並列処理されてい
る。タスクの持つ優先順位は、タスク１が最高で、タス
ク２、タスク３の順に低くなっている。システムコール
命令は、オペランドでタスク番号等の機能実現に必要な
情報を与え、タスク番号としては、あらかじめ各タスク
に割り当てた識別番号タスクIDを用いている。
まず、最高優先順位のタスク１が実行タスクとしてタ
スク２の起動を行なう場合の動作について説明する。
スク２の起動を行なう場合の動作について説明する。
実行タスクのタスク１は、休止状態のタスク２を起動
するために、オペランドで指定するIDを持つタスクを起
動するシステムコール命令‘START'を実行する。‘STAR
T'命令のオペコードとオペランドのタスク２のID番号を
示す命令コードがIR102に格納され、デコーダ103が命令
コードを解析し、対応するマイクロプログラムのアドレ
スをマイクロROM104に出す。‘START'命令の処理は、マ
イクロROM104の発生する信号によってテンポラリレジス
タ106、ALU107、TCBアドレス発生部110、レディキュー
管理部109を用いて第２図に示すような流れで行なわれ
る。オペランドのタスク２のIDからタスク２のTCBアド
レスを得るための信号がTCBアドレス発生信号セット線1
20に出され、TCBアドレス発生部110は、メモリ部113上
にあるタスク２のTCB2のアドレスを生成し、バス制御部
111へ送信する。TCB2の中のタスクの状態を示すタスク
・ステータス情報はデータバス112より取り出され、休
止状態から実行可能状態を示すようにタスク・ステータ
ス修飾信号123でセットされ、再度TCB2中に書き込まれ
る。次に、タスク２のレディキュー登録信号121を発生
し、リアルタイムOSが実行可能のタスクを管理するレデ
ィキュー管理部109において、タスク２は、実行可能タ
スクとして登録される。次に、実行タスク選択信号124
に基づき、レディキュー管理部109では、次に実行すべ
きタスクIDを選びだし、選択したタスクがシステムコー
ル発行タスクと異なる場合にはタスクのコンテキストの
退避・復帰を行なうが、この場合は、タスク１がタスク
２より優先順位が高く、タスク１（すなわち、システム
コール命令実行タスク）が選択されるため、タスクのコ
ンテキスト退避・復帰は必要なく、直ちにシステムコー
ル処理は終了し、タスク１のシステムコール命令‘STAR
T'の次に実行が移る。
するために、オペランドで指定するIDを持つタスクを起
動するシステムコール命令‘START'を実行する。‘STAR
T'命令のオペコードとオペランドのタスク２のID番号を
示す命令コードがIR102に格納され、デコーダ103が命令
コードを解析し、対応するマイクロプログラムのアドレ
スをマイクロROM104に出す。‘START'命令の処理は、マ
イクロROM104の発生する信号によってテンポラリレジス
タ106、ALU107、TCBアドレス発生部110、レディキュー
管理部109を用いて第２図に示すような流れで行なわれ
る。オペランドのタスク２のIDからタスク２のTCBアド
レスを得るための信号がTCBアドレス発生信号セット線1
20に出され、TCBアドレス発生部110は、メモリ部113上
にあるタスク２のTCB2のアドレスを生成し、バス制御部
111へ送信する。TCB2の中のタスクの状態を示すタスク
・ステータス情報はデータバス112より取り出され、休
止状態から実行可能状態を示すようにタスク・ステータ
ス修飾信号123でセットされ、再度TCB2中に書き込まれ
る。次に、タスク２のレディキュー登録信号121を発生
し、リアルタイムOSが実行可能のタスクを管理するレデ
ィキュー管理部109において、タスク２は、実行可能タ
スクとして登録される。次に、実行タスク選択信号124
に基づき、レディキュー管理部109では、次に実行すべ
きタスクIDを選びだし、選択したタスクがシステムコー
ル発行タスクと異なる場合にはタスクのコンテキストの
退避・復帰を行なうが、この場合は、タスク１がタスク
２より優先順位が高く、タスク１（すなわち、システム
コール命令実行タスク）が選択されるため、タスクのコ
ンテキスト退避・復帰は必要なく、直ちにシステムコー
ル処理は終了し、タスク１のシステムコール命令‘STAR
T'の次に実行が移る。
次に、タスク１が実行状態、タスク２が実行可能状態
である場合の、タスク１の中断の動作を説明する。
である場合の、タスク１の中断の動作を説明する。
実行タスク１は、タスク２との同期をとる上で自タス
クを中断するために、自タスクのIDをオペランドとして
指定して、タスクを中断し再開要求を待つ状態にするシ
ステムコール命令‘SUSPEND'を実行する。‘SUSPEND'命
令は、マイクロROM104に格納されているマイクロプログ
ラムに従い、前述の‘START'命令と同様に、TCBアドレ
ス発生部110、レディキュー管理部109等を用いて、第３
図に示すような流れの処理を行なう。すなわち、オペラ
ンドのタスク１のIDからタスク１のTCBアドレスを得
て、TCB1の中のタスク・ステータスを読み出し、再開要
求待ちを示すようにセットして再び書き込む。次に、レ
ディキュー登録削除信号122を発生し、レディキュー管
理部109において、タスク１は実行可能タスクとしての
登録を抹消される、実行タスク選択信号124に基づき、
レディキュー管理部109では、次に実行すべきタスクと
してタスク２のIDを選び出し、タスク２がシステムコー
ル命令実行タスク（タスク１）と異なるため、タスク１
のコンテキストをタスク１のTCB1へ退避し、タスク２の
コンテキストをTCB2から復帰する。従って、システムコ
ール処理終了後は、タスク２の保持されていたコンテキ
ストが復帰し実行を再開する。システムコール命令処理
中に第３図のの時点で割込が発生した場合、従来では
前述したようにCPUを割込禁止にしておかなければシス
テムの誤動作が発生したが、本例では１命令でシステム
コール処理を行なうため、誤動作の発生を回避すること
ができ、しかも、割込要求はこの時点では保留され、命
令の処理終了後に割込処理は行なわれるため、リアルタ
イムOSの実行による割込のとりこぼしを憂慮する必要が
ない。
クを中断するために、自タスクのIDをオペランドとして
指定して、タスクを中断し再開要求を待つ状態にするシ
ステムコール命令‘SUSPEND'を実行する。‘SUSPEND'命
令は、マイクロROM104に格納されているマイクロプログ
ラムに従い、前述の‘START'命令と同様に、TCBアドレ
ス発生部110、レディキュー管理部109等を用いて、第３
図に示すような流れの処理を行なう。すなわち、オペラ
ンドのタスク１のIDからタスク１のTCBアドレスを得
て、TCB1の中のタスク・ステータスを読み出し、再開要
求待ちを示すようにセットして再び書き込む。次に、レ
ディキュー登録削除信号122を発生し、レディキュー管
理部109において、タスク１は実行可能タスクとしての
登録を抹消される、実行タスク選択信号124に基づき、
レディキュー管理部109では、次に実行すべきタスクと
してタスク２のIDを選び出し、タスク２がシステムコー
ル命令実行タスク（タスク１）と異なるため、タスク１
のコンテキストをタスク１のTCB1へ退避し、タスク２の
コンテキストをTCB2から復帰する。従って、システムコ
ール処理終了後は、タスク２の保持されていたコンテキ
ストが復帰し実行を再開する。システムコール命令処理
中に第３図のの時点で割込が発生した場合、従来では
前述したようにCPUを割込禁止にしておかなければシス
テムの誤動作が発生したが、本例では１命令でシステム
コール処理を行なうため、誤動作の発生を回避すること
ができ、しかも、割込要求はこの時点では保留され、命
令の処理終了後に割込処理は行なわれるため、リアルタ
イムOSの実行による割込のとりこぼしを憂慮する必要が
ない。
〔実施例２〕 第４図は、本発明の実施例２の全体構成図である。コ
ンピュータ200は、データの演算・処理を行なうCPU20
1、アプリケーション・プログラムを格納するメモリ部2
13から構成されている。CPU201は、IR202、IR202の内容
をデコードしてマイクロプログラムメモリのアドレスを
発生するデコーダ203、各インストラクションのマイク
ロプログラムを格納するマイクロROM204、各タスクに固
有に割り当てられたレジスタ類とタスクのステータスの
格納エリアを含むレジスタバンク205−１〜205−３から
なるレジスタバンク群205、命令実行の際に用いるテン
ポラリレジスタ206、ALU207、PSW208、実行可能状態に
あるタスクを管理し、マイクロプログラムによる信号に
応じてタスクの実行可能状態への登録、削除を行なうレ
ディキュー管理部209、システムコールのオペランドと
して指定されたタスク情報や、実行タスクとしてレディ
キュー管理部209が選択したタスク情報をもとに、その
タスクの専有するレジスタバンクの指定信号を発生させ
るレジスタバンク制御部210、マイクロROM204からの信
号をもとに、アドレスをアドレスバスに送るバス制御部
211から構成され、メモリ部213には、複数のタスクに分
割されたアプリケーションプログラム214が置かれる。
ンピュータ200は、データの演算・処理を行なうCPU20
1、アプリケーション・プログラムを格納するメモリ部2
13から構成されている。CPU201は、IR202、IR202の内容
をデコードしてマイクロプログラムメモリのアドレスを
発生するデコーダ203、各インストラクションのマイク
ロプログラムを格納するマイクロROM204、各タスクに固
有に割り当てられたレジスタ類とタスクのステータスの
格納エリアを含むレジスタバンク205−１〜205−３から
なるレジスタバンク群205、命令実行の際に用いるテン
ポラリレジスタ206、ALU207、PSW208、実行可能状態に
あるタスクを管理し、マイクロプログラムによる信号に
応じてタスクの実行可能状態への登録、削除を行なうレ
ディキュー管理部209、システムコールのオペランドと
して指定されたタスク情報や、実行タスクとしてレディ
キュー管理部209が選択したタスク情報をもとに、その
タスクの専有するレジスタバンクの指定信号を発生させ
るレジスタバンク制御部210、マイクロROM204からの信
号をもとに、アドレスをアドレスバスに送るバス制御部
211から構成され、メモリ部213には、複数のタスクに分
割されたアプリケーションプログラム214が置かれる。
本例においても、タスクは休止状態、実行可能状態、
実行状態、待ち状態の４つの状態間を遷移し、タスク
１、タスク２、タスク３の３タスクが並列処理されてい
る。タスクの持つ優先順位は、タスク１が最高で、タス
ク２、タスク３の順に低くなっている。システムコール
命令は、実施例１と同様に、オペランドでタスクID番号
等の機能実現に必要な情報を与える。
実行状態、待ち状態の４つの状態間を遷移し、タスク
１、タスク２、タスク３の３タスクが並列処理されてい
る。タスクの持つ優先順位は、タスク１が最高で、タス
ク２、タスク３の順に低くなっている。システムコール
命令は、実施例１と同様に、オペランドでタスクID番号
等の機能実現に必要な情報を与える。
タスク２が、最高優先順位のタスク１を起動する場合
の動作について説明する。
の動作について説明する。
実行タスクのタスク２は、休止状態のタスク１を起動
するために、オペランドで指定するIDを持つタスクを起
動するシステムコール命令‘START'を実行する。‘STAR
T'命令のオペコードとオペランドのタスク１のID番号を
示す命令コードがIR202に格納され、デコーダ203が命令
コードを解析し、対応するマイクロプログラムのアドレ
スをマイクロROM204に出す。‘START'命令の処理は、マ
イクロROM204の発生する信号によってテンポラリレジス
タ206、ALU207、レジスタバンク制御部210、レディキュ
ー管理部209を用いて第５図に示すような流れで行なわ
れる。オペランドのタスク１のIDからタスク１のレジス
タバンク205−１を選択するための信号220がレジスタバ
ンク制御部210に出され、レジスタバンク制御部210は、
レジスタバンク群205にあるタスク１のレジスタバンク2
05−１のタスク・ステータスを指定する信号225を送信
する。レジスタバンク205−１の中のタスクの状態を示
すタスク・ステータス情報はデータバス212より取り出
され、休止状態から実行可能状態を示すようにタスク・
ステータス修飾信号223でセットされ、再度レジスタバ
ンク205−１中に書き込まれる。次に、マイクロROM204
はタスク１のレディキュー登録信号221を発生し、リア
ルタイムOSが実行可能のタスクを管理するレディキュー
管理部209において、タスク１は、実行可能タスクとし
て登録される。次に、実行タスク選択信号224に基づ
き、レディキュー管理部209では、次に実行すべきタス
クIDとして起動した最高優先順位のタスク１を選びだ
し、レジスタバンク選択信号226をレジスタバンク制御
部210へ送信する。レジスタバンク制御部210は、タスク
１のレジスタバンク205−１へ制御を移すためにレジス
タバンク切り替え信号227を発生し、タスク１が実行さ
れる。
するために、オペランドで指定するIDを持つタスクを起
動するシステムコール命令‘START'を実行する。‘STAR
T'命令のオペコードとオペランドのタスク１のID番号を
示す命令コードがIR202に格納され、デコーダ203が命令
コードを解析し、対応するマイクロプログラムのアドレ
スをマイクロROM204に出す。‘START'命令の処理は、マ
イクロROM204の発生する信号によってテンポラリレジス
タ206、ALU207、レジスタバンク制御部210、レディキュ
ー管理部209を用いて第５図に示すような流れで行なわ
れる。オペランドのタスク１のIDからタスク１のレジス
タバンク205−１を選択するための信号220がレジスタバ
ンク制御部210に出され、レジスタバンク制御部210は、
レジスタバンク群205にあるタスク１のレジスタバンク2
05−１のタスク・ステータスを指定する信号225を送信
する。レジスタバンク205−１の中のタスクの状態を示
すタスク・ステータス情報はデータバス212より取り出
され、休止状態から実行可能状態を示すようにタスク・
ステータス修飾信号223でセットされ、再度レジスタバ
ンク205−１中に書き込まれる。次に、マイクロROM204
はタスク１のレディキュー登録信号221を発生し、リア
ルタイムOSが実行可能のタスクを管理するレディキュー
管理部209において、タスク１は、実行可能タスクとし
て登録される。次に、実行タスク選択信号224に基づ
き、レディキュー管理部209では、次に実行すべきタス
クIDとして起動した最高優先順位のタスク１を選びだ
し、レジスタバンク選択信号226をレジスタバンク制御
部210へ送信する。レジスタバンク制御部210は、タスク
１のレジスタバンク205−１へ制御を移すためにレジス
タバンク切り替え信号227を発生し、タスク１が実行さ
れる。
実施例２においては、各タスクが固有のレジスタバン
クを有しているため、マルチタスク処理特有のハードウ
ェアが多くなるが、実行タスクが入れ替わる場合でも、
旧実行タスクのコンテキスト退避および新実行タスクの
コンテキスト復帰を行なう必要がなく実施例１に比べ実
行時の性能が向上する。また、実施例１と同様に専用の
１命令で実現するため割込に対する応答性は従来に比べ
大幅に改善される。
クを有しているため、マルチタスク処理特有のハードウ
ェアが多くなるが、実行タスクが入れ替わる場合でも、
旧実行タスクのコンテキスト退避および新実行タスクの
コンテキスト復帰を行なう必要がなく実施例１に比べ実
行時の性能が向上する。また、実施例１と同様に専用の
１命令で実現するため割込に対する応答性は従来に比べ
大幅に改善される。
以上述べたように、本発明のマルチタスク処理装置で
は、タスクのコンテキストの退避・復帰の処理をできる
かぎり減少させ、リアルタイムOSがマルチタスク処理の
為に必要な機能をシステムコール命令としてマイクロプ
ログラムでより高速におこなうことができる。このた
め、リアルタイムOSのオーバーヘッドは大きく削減さ
れ、マルチタスク処理によるアプリケーションのより効
率的な処理を実現することができる。
は、タスクのコンテキストの退避・復帰の処理をできる
かぎり減少させ、リアルタイムOSがマルチタスク処理の
為に必要な機能をシステムコール命令としてマイクロプ
ログラムでより高速におこなうことができる。このた
め、リアルタイムOSのオーバーヘッドは大きく削減さ
れ、マルチタスク処理によるアプリケーションのより効
率的な処理を実現することができる。
また、マルチタスク処理の為に必要な各機能が専用の
システムコール命令として処理されるため、従来のよう
な命令の組み合わせとして処理されている場合では避け
られなかったりリアルタイムOSのシステムコール処理中
に発生する割込の禁止を特に考慮する必要なく、リアル
タイムOSの処理中の割込のとりこぼしを防ぐことがで
き、システムの割込に対する応答性の向上に大きな効果
をもたらすことができる。
システムコール命令として処理されるため、従来のよう
な命令の組み合わせとして処理されている場合では避け
られなかったりリアルタイムOSのシステムコール処理中
に発生する割込の禁止を特に考慮する必要なく、リアル
タイムOSの処理中の割込のとりこぼしを防ぐことがで
き、システムの割込に対する応答性の向上に大きな効果
をもたらすことができる。
第１図は本発明の実施例１の全体構成図、第２図は実施
例１に於けるシステムコール命令‘START'の処理の流れ
図、第３図は実施例１に於けるシステムコール命令‘SU
SPEND'の処理の流れ図、第４図は実施例２の全体構成
図、第５図は実施例２のシステムコール命令‘START'の
処理の流れ図、第６図は従来のシステムコール処理の概
要図、第７図は従来のマルチタスク処理においてタスク
を中断する場合のシステムコールの処理の流れ図であ
る。 100……コンピュータ、101……CPU、102……インストラ
クション・レジスタ、103……デコーダ、104……マイク
ロROM、105……レジスタ、106……テンポラリ・レジス
タ、107……ALU、108……PSW、109……レディキュー管
理部、110……TCBアドレス発生部、111……バス制御
部、112……データバス、113……メモリ部、114……タ
スク1 TCB、115……タスク2 TCB、116……タスク3 TC
B、117……アプリケーション・プログラム、118……ア
ドレスバス、120……TCBアドレス発生信号線、121……
レディキュー登録信号線、122……レディキュー削除信
号線、123……タスク・ステータス修飾信号線、124……
実行タスク選択信号線、200……コンピュータ、201……
CPU、202……インストラクション・レジスタ、203……
デコーダ、204……マイクロROM、205……レジスタ・バ
ンク群、205−１……タスク１のレジスタ・バンク、205
−２……タスク２のレジスタ・バンク、205−３……タ
スク３のレジスタ・バンク、206……テンポラリ・レジ
スタ、207……ALU、208……PSW、209……レディキュー
管理部、210……レジスタ・バンク制御部、211……バス
制御部、212……データバス、213……メモリ部、214…
…アプリケーション・プログラム、215……アドレスバ
ス、220……タスク・ステータス選択信号線、221……レ
ディキュー登録信号線、222……レディキュー削除信号
線、223……タスク・ステータス修飾信号線、224……実
行タスク選択信号線、225……レジスタ・バンク指定信
号線、226……レジスタ・バンク選択信号線、227……レ
ジスタ・バンク切り替え信号線。
例１に於けるシステムコール命令‘START'の処理の流れ
図、第３図は実施例１に於けるシステムコール命令‘SU
SPEND'の処理の流れ図、第４図は実施例２の全体構成
図、第５図は実施例２のシステムコール命令‘START'の
処理の流れ図、第６図は従来のシステムコール処理の概
要図、第７図は従来のマルチタスク処理においてタスク
を中断する場合のシステムコールの処理の流れ図であ
る。 100……コンピュータ、101……CPU、102……インストラ
クション・レジスタ、103……デコーダ、104……マイク
ロROM、105……レジスタ、106……テンポラリ・レジス
タ、107……ALU、108……PSW、109……レディキュー管
理部、110……TCBアドレス発生部、111……バス制御
部、112……データバス、113……メモリ部、114……タ
スク1 TCB、115……タスク2 TCB、116……タスク3 TC
B、117……アプリケーション・プログラム、118……ア
ドレスバス、120……TCBアドレス発生信号線、121……
レディキュー登録信号線、122……レディキュー削除信
号線、123……タスク・ステータス修飾信号線、124……
実行タスク選択信号線、200……コンピュータ、201……
CPU、202……インストラクション・レジスタ、203……
デコーダ、204……マイクロROM、205……レジスタ・バ
ンク群、205−１……タスク１のレジスタ・バンク、205
−２……タスク２のレジスタ・バンク、205−３……タ
スク３のレジスタ・バンク、206……テンポラリ・レジ
スタ、207……ALU、208……PSW、209……レディキュー
管理部、210……レジスタ・バンク制御部、211……バス
制御部、212……データバス、213……メモリ部、214…
…アプリケーション・プログラム、215……アドレスバ
ス、220……タスク・ステータス選択信号線、221……レ
ディキュー登録信号線、222……レディキュー削除信号
線、223……タスク・ステータス修飾信号線、224……実
行タスク選択信号線、225……レジスタ・バンク指定信
号線、226……レジスタ・バンク選択信号線、227……レ
ジスタ・バンク切り替え信号線。
Claims (2)
- 【請求項１】実行すべき命令を一時格納する命令レジス
タ、各命令の実行のためのマイクロプログラムを格納す
るマイクロプログラムメモリ、および前記マイクロプロ
グラムにもとづき発生された制御信号に応答して前記命
令レジスタに格納された命令を実行するハードウェア資
源を有する中央処理装置を備え、マルチタスク処理を行
う上で必要とされるリアルタイムOSに対する処理要求を
専用命令として扱うマルチタスク処理装置であって、前
記ハードウェア資源にタスクの実行可能状態への登録、
削除を行うレディキュー管理部と各タスクに対応する実
行環境情報をストアする記憶手段とを設け、前記専用命
令としてのタスク起動命令が前記命令レジスタに一時格
納されることにより前記マイクロプログラムメモリに格
納されている前記タスク起動命令のためのマイクロプロ
グラムが起動され、当該マイクロプログラムにもとづ
き、前記タスク起動命令で指定された起動すべきタスク
に対応する前記記憶手段の領域をアクセスして対応する
実行環境情報のうちのタスクステータスを実行可能状態
にセットするとともに、前記レディキュー管理部に前記
起動すべきタスクを実行可能タスクとして登録させるよ
うに、前記ハードウェア資源により行うことを特徴とす
るマルチタスク処理装置。 - 【請求項２】実行すべき命令を一時格納する命令レジス
タ、各命令の実行のためのマイクロプログラムを格納す
るマイクロプログラムメモリ、および前記マイクロプロ
グラムにもとづき発生された制御信号に応答して前記命
令レジスタに格納された命令を実行するハードウェア資
源を有する中央処理装置を備え、マルチタスク処理を行
う上で必要とされるリアルタイムOSに対する処理要求を
専用命令として扱うマルチタスク処理装置であって、前
記ハードウェア資源にタスクの実行可能状態への登録、
削除胃行うレディキュー管理部と各タスクに対応する実
行環境情報をストアする記憶手段とを設け、前記専用命
令としてのタスク中断命令が前記命令レジスタに一時格
納されることにより前記マイクロプログラムメモリに格
納されている前記タスク中断命令のためのマイクロプロ
グラムが起動され、当該マイクロプログラムにもとづ
き、前記タスク中断命令で指定された中断すべきタスク
に対応する前記記憶手段の領域をアクセスして対応する
実行環境情報のうちのタスクステータスを再開要求待ち
にセットするとともに、前記レディキュー管理部に前記
中断すべきタスクの登録を抹消させ、かつ代わって次に
実行すべきタスクを選択させるように、前記ハードウェ
ア資源により行うことを特徴とするマルチタスク処理装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61203007A JP2553526B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | マルチタスク処理装置 |
| DE3750171T DE3750171T2 (de) | 1986-08-28 | 1987-08-28 | Multiaufgabenverarbeitungsgerät. |
| EP87112565A EP0257655B1 (en) | 1986-08-28 | 1987-08-28 | Multitask processing apparatus |
| US07/517,402 US5148542A (en) | 1986-08-28 | 1990-05-01 | Multitask processing apparatus utilizing a central processing unit equipped with a micro-program memory which contains no software instructions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61203007A JP2553526B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | マルチタスク処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6356737A JPS6356737A (ja) | 1988-03-11 |
| JP2553526B2 true JP2553526B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16466786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61203007A Expired - Fee Related JP2553526B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | マルチタスク処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553526B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018186448A1 (ja) * | 2017-04-04 | 2020-03-05 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 多波長光照射装置 |
| CN111158875B (zh) * | 2019-12-25 | 2023-05-02 | 眸芯科技（上海）有限公司 | 基于多模块的多任务处理方法、装置及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52144242A (en) * | 1976-05-27 | 1977-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | Multi-task control system |
-
1986
- 1986-08-28 JP JP61203007A patent/JP2553526B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6356737A (ja) | 1988-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |