JP3674936B2 - データ処理方法および処理ユニット - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、データ処理方法および処理ユニットに関し、特に、コンパイル、アセンブルされたリロケータブルなオブジェクトをBASICインタプリタ実行できるようにしたデータ処理方法および処理ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、BASICインタプリタを用いたデータ処理装置は種々の分野で広く用いられている。
【0003】
ところで、上記BASICインタプリタを用いたデータ処理装置において、コンパイラなどにより生成されるリロケータブルなオブジェクトを実行する場合は、リンカにてそのオブジェクト同士をリンクして1つのプログラムとして実行することが一般的である。
【0004】
また、上記BASICインタプリタを用いたデータ処理装置において、BASICインタプリタ上で機械語で組まれたプログラムを実行させるように構成したデータ処理装置も提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のBASICインタプリタ上で機械語で組まれたプログラムを実行させるデータ処理装置においては、以下に示すような問題があった。
【0006】
1)機械語のコードをBASICインタプリタを持つ機器のメモリ上の絶対アドレスに直接書込む必要があったため、機器上でしかプログラムの開発ができない。
【0007】
2)機械語のコードをBASICインタプリタを持つ機器のメモリ上の絶対アドレスに直接埋め込むために使用言語がレベルが低い言語に特定され、このため比較的ボリュームのあるプログラムを開発するのが非常に困難である。
【0008】
3)コード埋め込みのために作業効率が非常に悪い。
【0009】
4)BASICインタプリタからその機械語プログラムを実行するためにはその絶対アドレスを指定する必要があり、そのため絶対アドレスの管理が常に必要となり、汎用的にその機械語プログラムを流用することが難しい。
【0010】
5)制御対象機器のプログラムを直接機械語で開発しなければならないので、その制御対象機器はデバッグのためのモニタ機能を用意する必要がある。
【0011】
そこで、この発明は、リロケータブルなオブジェクトをBASICインタプリタ実行でき、しかも作業効率を向上させることができるデータ処理方法および処理ユニットを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、処理ユニットに搭載されたBASICインタプリタリロケータブルなオブジェクトを実行することにより上記処理ユニットにシリアルインタフェースを介して接続された周辺機器との間でデータの入出力を行うデータ処理方法において、上記処理ユニットにシリアルインタフェースを介して接続されたパーソナルコンピュータ上で任意の言語を使用して開発されたリロケータブルなオブジェクトを上記パーソナルコンピュータから上記シリアルインタフェースを経由して上記処理ユニットにロードし、上記BASICインタプリタが解釈するBASICプログラムに書き込まれた、上記リロケータブルなオブジェクトと関数名とのリンク関係を規定する宣言文に基づき、上記処理ユニットにロードされた上記リロケータブルなオブジェクトを上記BASICインタプリタ実行することを特徴とする。
【0013】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記BASICインタプリタと上記リロケータブルなオブジェクトであるライブラリプログラムとの間のデータの授受は、上記BASICインタプリタを収容するシステムのスタックエリアを使用して行われることを特徴とする。
【0014】
また、請求項3記載の発明は、BASICインタプリタリロケータブルなオブジェクトを実行することによりシリアルインタフェースを介して接続された周辺機器との間でデータの入出力を行う処理ユニットにおいて、上記シリアルインタフェースを介して接続されたパーソナルコンピュータ上で任意の言語を使用して開発されたリロケータブルなオブジェクトを上記パーソナルコンピュータから上記シリアルインタフェースを経由してロードするロード手段と、上記BASICインタプリタが解釈するBASICプログラムに書き込まれた、上記リロケータブルなオブジェクトと関数名とのリンク関係を規定する宣言文に基づき、上記ロードされたリロケータブルなオブジェクトを上記BASICインタプリタ実行する実行手段と、を具備することを特徴とする。
【0015】
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、上記ロード手段によりロードされた上記リロケータブルなオブジェクトをライブラリプログラムとして管理する管理手段、をさらに具備することを特徴とする。
【0016】
また、請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、上記宣言文は、上記管理手段により管理されるライブラリプログラムと関数名とのリンク関係を宣言したものであることを特徴とする。
【0017】
また、請求項6記載の発明は、請求項4記載の発明において、上記管理手段は、上記ライブラリプログラムを、そのロード時に指定されたライブラリ名、ライブラリプログラムサイズ、ロード時刻等のデータとともに管理テーブルで管理することを特徴とする。
【0018】
また、請求項7記載の発明は、請求項4記載の発明において、上記管理手段は、所定のコマンド入力により上記管理する任意のライブラリプログラムを消去する消去手段を具備することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
まず、図1を使用してこの発明の概要を説明する。
【0020】
この発明は、同図に示すように、リロケータブルなオブジェクトを処理ユニット10のBASICインタプリタ上で実行することにより制御対象機器300を制御するPLC100において、上記オブジェクトを任意の言語を使用してPC200上で開発し、該開発したオブジェクトをPC200から処理ユニット10にロードするとともに、上記BASICインタプリタが解釈するBASICプログラムに上記ロードしたオブジェクトとのリンク関係を示す宣言文を書込み、上記宣言文により示されるリンク関係に基づき上記ロードしたオブジェクトを上記BASICインタプリタ上で実行するように構成される。
【0021】
以下、この発明に係るデータ処理方法および処理ユニットの一実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
図1は、この発明に係るデータ処理方法および処理ユニットを適用して構成したPLCシステムの概略構成を示すブロック図である。
【0023】
図1において、このPLCシステムは、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)100と、このPLC100にRS232、RS422/485等を介して接続され、このPLC100と通信を行う他機器300と、このPLC100とRS232等を介して接続され、このPLC100に対して後に詳述するライブラリプログラムを転送するPC(パーソナルコンピュータ)200から構成される。
【0024】
ここで、PLC100は、この発明に係る処理ユニット10、PLC100を統括制御するとともにラダープログラムを実行してI/Oコントロールを行うCPU(中央演算処理ユニット)20、このPLC100に対して電源を供給するPS(電源ユニット)30等を具備して構成される。
【0025】
ここで、上記処理ユニット10の機能は大きく分けて次の2つの機能を有する。
【0026】
1)通信I/F(インタフェース)ユニットとして使用
この処理ユニット10は、BASICインタプリタ搭載しているため、ユーザはBASICプログラムを作成することによって、種々の通信プロトコルの相手機器と接続することができる。
【0027】
2)演算ユニットとして使用
このPLC100のCPU20が不得意とする実数演算、三角関数演算等の特殊演算処理、文字列操作等のデータ処理を、CPU20の処理から分離して処理ユニット10で実行させることができる。
【0028】
この処理ユニット10は、以下に示すような特徴を有する。
【0029】
1)RS232、RS422/485のシリアルポートを持ち、周辺機器と接続してデータの入出力を行うことができる。
【0030】
2)BASICプログラムを実行することが可能であるので、実数演算、特殊演算、複雑なフロープログラムを簡単に実行させることができる。
【0031】
3)BASIC命令を使って、PLC100のCPU20とのデータ授受、外部周辺機器とのデータ授受が可能である。
【0032】
4)リアルタイムクロックの内蔵により、時計、時刻を利用した処理の実行が可能である。
【0033】
5)ライブラリプログラムのサポートにより、この処理ユニット10にない演算命令等をユーザにて開発、使用することが可能である。
【0034】
また、PC200は、PLC100の処理ユニット10にロードするライブラリプログラムの開発に使用できるもので、コンパイラ・アセンブラデバッガがインストールされている。また、このライブラリプログラムの開発には、C言語、PASCAL、アセンブラなどをユーザが任意に選択して使用できるように構成されている。このPC200上で開発されたプログラムは、ライブラリプログラムとして、PLC100の処理ユニット10に転送される。また、このPC200は、処理ユニット10のターミナルとしても使用される。
【0035】
また、他機器300は、PLC100の制御対象となるもので、PLC100との間で各種データの通信を行う。
【0036】
この他機器300としては、
1)ロボットコントローラ
2)温度調節装置(温調)
3)バーコードリーダ
4)プリンタ
5)モデム
6)他社PLC
7)計器等その他専用コントローラ
等が含まれる。
【0037】
図2は、図1に示したPLCシステムの処理ユニット10の詳細構成を示すブロック図である。
【0038】
図2において、この処理ユニット10は、マイクロプロセッサユニット(MPU)11、リードオンリィメモリ(ROM)12、ランダムアクセスメモリ(RAM)13、PLC−I/Oバスゲートアレイ15、リアルタイムクロック発生部(RTC)16、シリアルインターフェース装置(シリアルI/F)17、パラレル入出力装置(パラレルI/O)18を具備し、これらをバスで接続することにより構成される。
【0039】
ここで、マイクロプロセッサユニット11は、この処理ユニット10の動作を統括制御するもので、リードオンリィメモリ12に格納されたシステムソフトウエアを実行する。
【0040】
リードオンリィメモリ12は、この処理ユニット10のシステムソフトウエアを格納する。
【0041】
このリードオンリィメモリ12に格納されるシステムソフトウエアを具体的に示すと、図3に示すようになる。
【0042】
すなわち、このシステムソフトウエアは、BASICインタプリタとリアルタイムOS(オペレーションシステム)に分類することができ、BASICインタプリタは、
1)Scanner部(字句解析部)
2)Parser部(構文解析部)
3)Executor部(実行部)
4)ライブラリI/F部(ライブラリプログラムの管理、リンク)
5)デバッガ部(BASICプログラムデバッグ機能)
等を有している。
【0043】
また、リアルタイムOSは、
1)メモリマネージャ部
2)I/Oバス制御部
3)システム割込み制御部
4)シリアル通信制御部
5)RTC(リアルタイムクロック)制御部
等を有している。
【0044】
ランダムアクセスメモリ13は、この処理ユニットを動作させるためのBASICプログラム、このデータ処理システムから送信する送信データ等を格納する。
【0045】
このランダムアクセスメモリ13のメモリエリア(RAMエリア)を具体的に示すと、図4に示すようになる。
【0046】
すなわち、ランダムアクセスメモリ13のメモリエリア(RAMエリア)は、ユーザメモリエリアとシステムメモリエリアからなり、ユーザメモリエリアは以下に示す
1)BASICソースプログラム格納
2)中間コード(BASICソースをセミコンパイルして生成)
3)変数エリア(変数用ワークエリア)
4)ライブラリプログラム格納など
を有する構造からなる。
【0047】
ここで、ユーザメモリエリアの各データの配置は、リードオンリィメモリ12に格納されるシステムソフトウエアのメモリマネージャにより管理され、必要時に割付けられる。
【0048】
また、システムメモリエリアは以下に示す
1)システム用ワーク
2)システム用スタック
3)各種BASIC実行用情報テーブルエリア
4)送受信バッファなど
を有する構造からなる。
【0049】
PLC−I/Oバスゲートアレイ15は、図1に示したPLC100のCPU20との間のデータの授受を制御する。
【0050】
リアルタイムクロック発生部16は、この処理ユニット10で使用するリアルタイムクロックを発生する。
【0051】
シリアルインタフェース装置17は、外部機器との通信を行うインターフェースを構成するもので、RS232、RS422/485を具備している。
【0052】
パラレル入出力装置18は、図示しないLEDの点灯、消灯制御、各種スイッチの状態読み込み等のインターフェースとして使用される。このパラレル入出力装置18は、上記LEDに対してその駆動信号を出力し、上記各種スイッチ(SW)からその状態信号を入力する。
【0053】
図5は、図2に示した処理ユニットのランダムアクセスメモリのユーザメモリエリア上におけるライブラリプログラムの保存処理を説明する図である。
【0054】
図1に示したPC200上で種々の言語を用いて開発されたライブラリプログラムは、PLC100の処理ユニット10の図2に示したランダムアクセスメモリ13上のユーザメモリエリアにロードされる。処理ユニット10では、このPC200からロードされたライブラリプログラムを図2に示したリードオンリィメモリ12上のシステムソフトウエアのメモリマネージャにより管理され、必要時に割付けられる。
【0055】
すなわち、リードオンリィメモリ12上のシステムソフトウエアのメモリマネージャは、図5に示すように、ロードされたライブラリプログラムをランダムアクセスメモリ13上のユーザメモリエリアの空きロケーションにロードされた順に配置する。
【0056】
具体的には、ライブラリプログラムがPC200からロードされる順にライブラリナンバ(LibraryNo.)を割り当て、それと同時にこのライブラリプログラムのロード時に指定されたライブラリ名(Library名)、ライブラリプログラムサイズ、その時刻をランダムアクセスメモリ13上のユーザメモリエリアの空きロケーションに保存する。このライブラリプログラムのロード時のロード命令の一例を示すと以下のようになる。
LIBLOAD「通信ポートNO」「通信条件」「Library名」
【0057】
このようにして、ランダムアクセスメモリ13上のユーザメモリエリアに保存されたライブラリプログラムは、管理テーブルにより管理される。
【0058】
図6は、図2に示したランダムアクセスメモリ上のユーザメモリエリアに保存されたライブラリプログラムを管理するLibrary管理テーブルの一例を示した図である。
【0059】
図6において、「LibraryNo.」は、ライブラリプログラムがダウンロードされた機器上でそのシステムがそのライブラリプログラムを管理するための番号である。
【0060】
また、「Library名」は、そのライブラリプログラムをダウンロードした機器上でそのライブラリプログラムを管理するための識別情報(ID)である。
【0061】
また、「アドレスポインタ」は、ライブラリプログラムがダウンロードされた機器上におけるライブラリプログラムの配置されたアドレスを示すものであり、「タイムスタンプ」は、このライブラリプログラムがダウンロードされた日時を示すものである。
【0062】
また、「WDTリフレッシュ設定」は、システムの暴走監視用WDT(WatchDogTimer)を機器のシステムで行うか、ライブラリプログラムで行うかの設定を示すものであり、「I/Fデータ表示」は、デバッグモードにおいて、ライブラリプログラムへの分岐前後にブレークポイントを設定した場合に、ライブラリプログラムへのBASICインタプリタからの入力データ、ライブラリプログラムからBASICインタプリタへの出力データを表示させるかさせないかの設定を示すものである。
【0063】
なお、機器へダウンロードされたライブラリプログラムは表示コマンドにて図1に示したPC200上で情報確認ができるように構成されている。このPC200上における情報確認の一例を示すと図7のようになる。
【0064】
また、一度ダウンロードして登録したライブラリプログラムは、例えば、「LIBDEL1」というコマンドを使用して消去することも可能である。このコマンド「LIBDEL1」を使用した場合は、LibraryNo.1の“commslib”が図6に示したLibrary管理テーブルから削除される。
【0065】
ところで、この実施の形態においては、図2に示したランダムアクセスメモリ13のユーザメモリエリアに格納されるBASICプログラムに図8に示すような宣言をいれることにより任意のライブラリプログラムと任意の関数名とをリンクさせることができるように構成されている。
【0066】
また、上記BASICプログラムに書き込まれる宣言により形成されたリンクの使用例を示すと、図9のようになる。
【0067】
BASICインタプリタとライブラリプログラムの間のデータの授受は、図4に示したランダムアクセスメモリ13のシステムメモリエリアのシステム用スタック、すなわちシステムのスタックエリアを使用する。
【0068】
図10は、BASICインタプリタとライブラリプログラムの間のデータの授受に用いられるシステムのスタックエリアの具体的構造を示した図である。
【0069】
図10において、BASICインタプリタとライブラリプログラムの間のデータの授受に用いられるシステムのスタックエリアは、
1)Libraryへ分岐するときのスタックデータ
2)Libraryへの入力データ
3)システムレジスタ待避
4)BASICインタプリタへの戻り先アドレス
5)スタックポインタ待避
6)ローカル変数エリア
を格納する。
【0070】
ここで、2)のLibraryへの入力データおよび3)のシステムレジスタ待避および4)のBASICインタプリタへの戻り先アドレスは、BASICインタプリタでセットされ、5)のスタックポインタ待避は、Libraryでワークを必要とするときに設定され、6)のローカル変数エリアは、Libraryで必要とするワークエリアをLibraryプログラムにて任意に確保するものである。
【0071】
また、Libraryからの出力データは図2に示した処理ユニット10のMPU11が持つレジスタへ直接格納される。この処理ユニット10のMPU11の各レジスタ(32bit)の出力データの意味付けの一例を示すと図11に示すようになる。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、パーソナルコンピュータ上で開発されたコンパイル型のリロケータブルなオブジェクトをこの発明による技術を有したBASICインタプリタを持つ機器にダウンロードし、BASICプログラムにBASICインタプリタとそのオブジェクトをリンクする宣言文を追加するだけで、BASICプログラム中で自由に使用することができる。
【0073】
それにより、
1)一般のパーソナルコンピュータ上でそのオブジェクトを開発することができるため市販の関発環境(デバッカ、エディタなど)を自由に選択し使用できる2)オブジェクト開発において機器に依存しないため開発言語(C言語、PASCAL、アセンブラなど)を自由に選択し使用できる
3)オブジェクト開発においては、高級言語が使用できるため、比較的ボリュームの大きいプログラム開発も容易であるし、また開発効率もよい
4)パーソナルコンピュータ上で開発するので、市販のハイレベルのデバック環境を使用することができるため、オブジェクトを実行する機器にデバックのためのモニタ機能を用意する必要がなくなる
5)オブジェクトを実行する機器の絶対アドレスを必要としないため、開発したオブジェクトを流用する場合には非常に高い汎用性がある
6)BASICプログラムにおいては、宣言文1つでオブジェクトとのリンクをはることができるため、ユーザが任意にそのオブジェクトを認識しやすいような関数名を付けて使用することができる
7)BASICインタプリタとライブラリプログラムとのI /F データ(入出力データ)はBASICのデバック機能を利用して、オプション指定により表示確認することができる
等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係るデータ処理方法および処理ユニットを適用して構成したPLCシステムの概略構成を示すブロック図。
【図2】図1に示したPLCシステムの処理ユニットの詳細構成を示すブロック図。
【図3】図2に示したリードオンリィメモリに格納されるシステムソフトウエアの具体例を表で示した図。
【図4】図2に示したランダムアクセスメモリのRAMエリアの具体的構造を表で示した図。
【図5】図2に示した処理ユニットのランダムアクセスメモリのユーザメモリエリア上におけるライブラリプログラムの保存処理を説明する図。
【図6】図2に示したランダムアクセスメモリ上のユーザメモリエリアに保存されたライブラリプログラムを管理するLibrary管理テーブルの一例を示した図。
【図7】PC上におけるライブラリプログラムの情報確認の一例を示す図。
【図8】 任意のライブラリプログラムと任意の関数名とをリンクさせることができるようにするためにBASICプログラムに書込まれる宣言の一例を示す図。
【図9】 BASICプログラムに書込まれる宣言により形成されたリンクの使用例を示した図。
【図10】BASICインタプリタとライブラリプログラムの間のデータの授受に用いられるシステムのスタックエリアの具体的構造を示した図。
【図11】図1に示したPCの各レジスタ(16bit)の出力データの意味付けの一例を示した図。
【符号の説明】
10 処理ユニット
11 マイクロプロセッサユニット(MPU)
12 リードオンリィメモリ(ROM)
13 ランダムアクセスメモリ(RAM)
15 PLC−I/Oバスゲートアレイ
16 リアルタイムクロック発生部(RTC)
17 シリアルインターフェース装置(シリアルI/F)
18 パラレル入出力装置(パラレルI/O)
20 CPU(中央演算処理ユニット)
30 PS(電源ユニット)30
100 PLC(プログラマブルロジックコントローラ)
200 PC(パーソナルコンピュータ)
300 他機器

Claims (7)

  1. 処理ユニットに搭載されたBASICインタプリタリロケータブルなオブジェクトを実行することにより上記処理ユニットにシリアルインタフェースを介して接続された周辺機器との間でデータの入出力を行うデータ処理方法において、
    上記処理ユニットにシリアルインタフェースを介して接続されたパーソナルコンピュータ上で任意の言語を使用して開発されたリロケータブルなオブジェクトを上記パーソナルコンピュータから上記シリアルインタフェースを経由して上記処理ユニットにロードし、
    上記BASICインタプリタが解釈するBASICプログラムに書き込まれた、上記リロケータブルなオブジェクトと関数名とのリンク関係を規定する宣言文に基づき、上記処理ユニットにロードされた上記リロケータブルなオブジェクトを上記BASICインタプリタ実行する
    ことを特徴とするデータ処理方法。
  2. 上記BASICインタプリタと上記リロケータブルなオブジェクトであるライブラリプログラムとの間のデータの授受は、上記BASICインタプリタを収容するシステムのスタックエリアを使用して行われることを特徴とする請求項1記載のデータ処理方法。
  3. BASICインタプリタリロケータブルなオブジェクトを実行することによりシリアルインタフェースを介して接続された周辺機器との間でデータの入出力を行う処理ユニットにおいて、
    上記シリアルインタフェースを介して接続されたパーソナルコンピュータ上で任意の言語を使用して開発されたリロケータブルなオブジェクトを上記パーソナルコンピュータから上記シリアルインタフェースを経由してロードするロード手段と、
    上記BASICインタプリタ解釈するBASICプログラムに書き込まれた、上記リロケータブルなオブジェクトと関数名とのリンク関係を規定する宣言文に基づき、上記ロードされたリロケータブルなオブジェクトを上記BASICインタプリタが実行する実行手段と、
    を具備することを特徴とする処理ユニット
  4. 上記ロード手段によりロードされた上記リロケータブルなオブジェクトをライブラリプログラムとして管理する管理手段、をさらに具備することを特徴とする請求項3記載の処理ユニット
  5. 上記宣言文は、上記管理手段により管理されるライブラリプログラムと関数名とのリンク関係を宣言したものであることを特徴とする請求項4記載の処理ユニット
  6. 上記管理手段は、上記ライブラリプログラムを、そのロード時に指定されたライブラリ名、ライブラリプログラムサイズ、ロード時刻等のデータとともに管理テーブルで管理することを特徴とする請求項4記載の処理ユニット
  7. 上記管理手段は、所定のコマンド入力により上記管理する任意のライブラリプログラムを消去する消去手段を具備することを特徴とする請求項4記載の処理ユニット
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