JPH01297729A - マイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エミュレーションの実行中に、所定の命令コ
ードを入力すると割り込みを発生するマイクロコンピュ
ータに関する。

〔従来の技術〕

マイクロコンピュータ（以下マイコンと記す）の性能は
著しく向上しており、使用されるマイコンも、より上位
のマイコンへと移行している。

しかし上位のマイコンを使用する場合、従来使用してき
た下位のマイコン用のソフトウェアがそのまま利用でき
るかどうかという点が１つの問題点となってくる。一般
に上位のマイコンは下位のマイコンとはアーキテクチャ
が異なるため、下位のマイコン用に開発されたソフトウ
ェアをそのまま上位のマイコンで動作させることができ
ない。

そのため、上位のマイコンに下位のマイコンの命令を実
行する機能（以下エミュレーション機能と記す）がない
場合は、下位のマイコン用のソフトウェアを上位のマイ
コン用に移植する作業が必要となるが、費用および工数
などの制限により、移植すべきソフトウェア量が多いほ
ど作業は困難になる。

よって、上位のマイコンにエミュレーション機能をもた
せることは、従来のソフトウェア資産の有効活用および
ソフトウェア移植に要する費用、工数の削減という点で
非常に有効である。

ところで、エミュレーション機能をもつマイコンの中に
は、ハードウェアの制限のため、エミュレーションを実
施しているモード（以下エミュレーションモードと記す
）で実行不可能な命令ができる場合、このような命令を
処理するためエミュレーションモードで割り込み（以下
トラップと記す）を起こし、マイコン本来の命令を実行
するモード（以下ネイティブモードと記す）に制御を移
し、ネイティブモードのトラップ処理ルーチンにおいて
、ユーザが適当な処理を行うマイコンがある。

このような従来のマイコンの一例について以降に説明す
る。

最初に従来のマイコンの構成、マイコンと外部メモリと
の接続および外部メモリ内のプログラム配置の一例につ
いて第１１図から第１３図を用いて説明する。

第１１図は従来のマイコンの構成およびマイコンと外部
メモリとの接続を示したブロック図である。

マイコン１１００は種々の演算処理を行う演算処理部］
１０１、命令キュー１１０３、命令キュー１１０３から
命令コードが出力されるキューバス１１０８、キューパ
ス］１０８の命令コードを入力解読し種々の制御信号を
演算処理部１　］、　０１　、アドレスバス端子１１０
４．データバス端子１１０５および外部メモ！１１１１
７に出力したり、演算処理部１１０１からの情報を入力
したりする制御部］］０２、外部アドレスバス１１１５
ト内部アドレスバス１１０６とを接続するアドレスバス
端子１１０４、外部データバス１１１６と内部データバ
ス１１０γとを接続するデータバス端子１１０５から構
成されており、マイコン１１００と外部メモリ１１１７
とは外部アドレスバス１１１５、外部データバス１１１
６を介して接続されている。

演算処理部１１０１は演算部１１０９、プロクラムの実
行状況を示す１６ビツトのレジスタであるプログラムス
テータスワード（以下ＰＳＷと記す）１１１０．汎用レ
ジスタ群１１１１、スタックエリアのポインタを指す１
６ビツトレジスタであるスタックポインタ（以下ＳＰと
記す）１１１２、マイコン１１００が実行しようとして
いるプログラムメモリアドレスのオフセット情報を保持
スる１６ビツトカウンタであるプログラムカウンタ（以
下ＰＣと記す）１１１３で構成されておりそれぞれが内
部バス１１１４を介して接続されている。

なおＰＳＷＩ　１１０の最上位ビットは、マイコン１１
００の動作しているモードを表すステータスフラグ（以
下ＭＤフラグと記す）であり、マイコン１１００はＭＤ
フラグが「Ｏ」のときエミュレーションモード、「１」
のときネイティブモードで動作するものとする。（第１
２図参照）ところで、エミュレーション機能を持つマイ
コンにおいては、ハードウェアの増大を防ぐ意味でネイ
ティブモードのレジスタをそのままエミュレーションモ
ードで用いることが多い。こうした場合、通常は上位の
マイコンの方が下位のマイコンよりもレジスタ数が多い
ので、エミュレーションモードにおいては未使用のレジ
スタができる。

本マイコンの場合汎用レジスタ群１１１１中のＸＲレジ
スタが未使用レジスタであるとする。

ナオ、マイコン１　’１００のエミュレーションモード
の命令のうち、１バイト目で動作が決まりかつ１バイト
で構成される命令のうちトラップとなる命令のコードの
１つをｒ５７ＨＪ、通常に実行される命令（以下１バイ
ト定義命令と記す）コードの１つをｒ２０ＨＪ　とする
。なお「２０Ｈ」は汎用レジスタ群１１１１中のＸレジ
スタの値をインクリメントする命令のコードとする。

次に、外部メモリ１１１７内のプログラム配置の一例を
示す。

外部メモリ１１１７のプログラム配置例を第１３図に示
す。

外部メモリ１１７内は■ベクタ領域　■プログラムエリ
ア　■スタックエリア　■命令コード解析ルーチン　■
命令別処理ルーチンで構成されている。

以下に各領域について説明する。

■　ベクタ領域はエミュレーション中のトラップなどに
よる割り込み処理ルーチンの開始アドレスが格納されて
いるエリアで、１ベクタは２バイト　（ｌワード）で構
成され、エミュレーション中のトラップなどの割り込み
が発生すると、制御部１１０２の制御により、割り込み
要因に対応したベクタの内容がＰＣ１１１３にロードさ
れる。エミュレーション中のトラップのベクタ番号は１
６　（ベクタアドレスはｒｏ　０２０Ｈ」番地）に設定
されているものとする。

なおベクタ領域はｒ００００ＨＪ〜「０ＯＦＦＨＪ番地
に配置しである。

■　プログラムエリアはネイティブモードのプログラム
エリアとエミュレーションモードのプログラムエリアと
に分かれている。ネイティブモードのプログラムエリア
はエミュレーションモードのプログラムを実行するため
に必要な、レジスタ等の初期化を行うためのプログラム
を、エミュレーションモードのプログラムエリアはマイ
コン１１００がエミュレーションヲ行つ下位のマイコン
のプログラムをそれぞれ格納しである領域である。なお
、プログラムエリアはｒ０２００ＨＪ〜ｒ０５ＦＦＨＪ
番地に配置してあり、ネイティブモードのプログラムエ
リアをｒ０２００ＨＪ〜ｒ０３ＦＦＨＪ番地に、エミュ
レーションモードのプログラムエリアをｒ０４００ＨＪ
〜ｒ０４ＦＦＨＪ番地にそれぞれ配置しである。

■　スタックエリアは、エミュレーション中にトラップ
が発生した場合にプログラム実行中のＰＳＷおよびＰＣ
の情報をセーブすることなどに使用される。スタックエ
リアはｒ２０００ＨＪ〜ｒ２ＦＦＥＨＪ番地に配置しで
ある。

■　マイコン１１００がトラップを起こした後に実行さ
れる命令コード解析ルーチンでは、トラップを起こした
命令コード部を認識しその命令コード値を利用して命令
別処理ルーチンに分岐する処理が行われる。命令コード
解析ルーチンはｒ３２００ＨＪ〜ｒ３２ＦＦＨＪ番地に
配置しである。

■　命令別処理ルーチンでは、トラップを起こした命令
に対してユーザが行う適当なソフトウェア処理、トラッ
プから復帰するために必要なＰＣ補正およびトラップか
らの復帰命令（以下リターン命令と記す）による処理が
行われる。リターン命令はこのルーチンの最後の処理に
なるように配置しである。命令別処理ルーチンはｒ５７
００ＨＪ番地〜ｒ５７ＦＦＨＪ番地に配置しである。

マタエミュレーションモードのプログラムエリア内には
１バイト定義命令のコード「２０Ｈ」がｒ０４００ＨＪ
番地に、１バイト目で動作が決まりかつ１バイトで構成
される命令でトラップとなる命令コードｒ５７ＨＪがｒ
ｏ　４２５Ｈ」番地にそれぞれ配置しである。

以降にマイコン１１００の動作について第１４図、第１
５図を用いて説明する。

まずリセットにより、マイコン１１００のＰＣ１１１２
はｒ０２００ＨＪに、ＰＳＷ１１１０中のＭＤフラグは
「１」に初期化され、マイコン１１００はｒ０２００Ｈ
Ｊ番地以降のネイティブモードのプログラムを実行して
いくものとする。

ネイティブモードのプログラムにおいてはエミュレーシ
ョンモードのプログラムで使用されるスタックポインタ
５Ｐ１１１２の値をｒ２Ｆ’ＦＥＨＪに初期化する処理
等が行われた後、ＭＤフラグを「０」にし、ＰＣ１１１
３にｒ０４００ＨＪヲ格納し、エミュレーションモード
のプログラムの先頭アドレスの命令コードをフェッチす
るための処理が行われる。

以降にエミュレーションモードにおける１バイト定義命
令のコードｒ２０ＨＪ、１バイト目で命令の動作が決ま
りかつ１バイトで構成されトラップとなる命令のコード
ｒ５７ＨＪが入力された場合におけるマイコン１１００
の動作についてそれぞれ説明する。

〔１〕　最初に１バイト定義命令コード「２０Ｈ」を処
理する場合の本マイコンの動作について説明する。

まず制御部１１０２は、外部メモ！Ｊ１１１７からＰＣ
１１１３の指すアドレスｒ０４００Ｈ」番地の命令コー
ドｒ２０Ｈｊを命令キュー１］０３に取り込み、ＰＣｌ
、１１３の値をインクリメントする制御信号を発生する
。

次に命令キュー１１０３からｒ２０ＨＪがキューパス１
１０８に出力されて、制御部１１０２に入力された場合
、制御部１１０２は演算処理部１１０１に、Ｘレジスタ
の値を内部バス１１１４に出力し、演算処理部１１０１
に入力後、演算部１１０９において１を加え、そして演
算結果を内部バス１１１５に出力して再度Ｘレジスタに
、命令実行状況の情報をＰ　Ｓ　ＷＩＩＩＯにそれぞれ
格納するという一連の処理を行う制御信号を出力する。

〔２〕　次に１バイト目でトラップとなる命令コードｒ
５７ＨＪに対する本マイコンの動作について説明する。

まず制御部１１０２は、外部メモリ１ｌ１７からＰＣＩ
　１１３の指すアドレスｒ０４２５Ｈ」番地の命令コー
ドｒ５７ＨＪを命令キュー１１０３に取り込み、ＰＣ１
１１３の値をインクリメントする制御信号を発生する。

次に命令キュー１１０３からｒ２７ＨＪがキューパス１
１０８に出力され、制御部１１０２に入力された場合、
制御部１１０２は、１バイト目でトラップとなる命令コ
ードが入力されたときの同制御部１］０２の制御フロー
すなわち第１４図に示した処理を行う制御信号を演算処
理部１１０１に対して出力する。

■　すなわち、制御部１１０２はＳＰｌ、１１２の値ｒ
２ＦＦＥＨＪを内部バス１１１４に出力して、演算部１
１０９に入力後、２を減じ、演算結果のｒ２．ＦＦｃＨ
Ｊを内部バス１］１４に出力し、５Ｐ１１１２に格納す
るよう制御する。

■　制御部１１０２は、５Ｐ１１１２の値を内部バス１
１１４．内部アドレスバス１　］、　０６　、アドレス
端子１１０４を通して外部アドレスバス１１１５に、ま
た５ＰＷＩ　１１０の値を内部バス１１１４．内部デー
タバス１１０７．データバス端子１１０５を通して外部
データバス１１１６にそれぞれ出力し、外部メモリ１１
１７のアドレスｒ２ＦＦｃＨＪにＰＳＷ１１］、０の値
を書き込むよう制御する。

■　■の処理で更新された５Ｐ１１１２の値［２ＦＦＣ
ＨＪを内部バス１１１４に出力して、演算部１１０９に
入力後、２を減じ演算結果のｒ２ＦＦＡＨＪを内部バス
１１１４に出力し、５Ｐ１１１２に格納するよう制御す
る。

■　５Ｐ１１１２の値を内部バス１１１４、内部アドレ
スバス１１０６、アドレスバス端子１１０４を通して外
部アドレスバス１１１５に出力する。

また同時にｒ０４２５ＨＪ０４２５ＨＪ地の命令コード
をフェッチするためｒ０４２６ＨＪ　に更新されていた
ＰＣ１１１３の値をデクリメントして、トラップを起こ
す命令の先頭アドレスｒ０４２５ＨＪを内部バス１１１
４．内部データバス１１０７．データバス端子１１０５
を通して外部データバス１１１６に出力し、外部メモリ
１１１７のアドレスｒ２ＦＦＡＨＪにＰＣ１１１３の値
を書き込むよう制御する。

（■〜■の処理で外部メモリ１１１７のスタックエリア
は、第５図の状態になる。） ■　ＰＳＷＩ　１１０中のＭＤフラグを「１」にしてネ
イティブモードの遷移する。

■　ベクタ１６（ＩＯＨ）を参照し分岐する。すなわち
外部メモリ１１１７のアドレスｒ００２０Ｈ」番地の値
「３２００ＨＪを外部データバス１１１６、データバス
端子１１０５、内部データバス１１０７、内部バス１１
１４を通してＰＣ１１１３に書き込み、ＰＣ１１１３の
指す外部メモリ１１１７のアドレスｒ３２００ＨＪ番地
の命令コードをフェッチするよう制御する。

以上に示した処理により命令コード解析ルーチンの先頭
アドレスに分岐する。

次に、第１５図に処理フローを示した命令コード解析ル
ーチンおよび命令別処理ルーチン、すなわちトラップ動
作の次にマイコン１１００が実行するプログラム処理に
ついて説明する。

そのうちの（ａ）〜（ｄ）の命令コード解析ルーチンに
おいては （１）前記■の制御によって更新された５Ｐ１１２が指
す外部メモリ１１１７のアドレスＩ　２．　Ｆ　ＦＡＨ
Ｊの内容（トラップを起こした命令の先頭アドレスｒｏ
　４２５ＨＪ）をＸＲレジスタに転送する。（メモリリ
ード１回目） そして、ＸＲレジスタの値が指す外部メモリ１１１７の
アドレスｒ０４２５ＨＪのデータｒ５７ＨＪをＸＲレジ
スタに転送する。（メモリリード２回目） （２）ＸＲレジスタの値を８ビツト左シフトし、これを
命令別処理ルーチンの先頭アドレスとして分岐する。

処理が行われる。続いて第１５図（ｅ）〜（ｇ）の命令
別処理ルーチンでは、 （３）トラップを起こした命令に対応したユーザによる
適当なソフトウェア処理を行う。

（４）命令別処理ルーチンの最後の処理であるリターン
命令の実行によりトラップをおこした命令の次のアドレ
スの命令を実行するために、５Ｐ１１１２が指す外部メ
モリ］１１７のアドレス値ｒ２ＦＦＡＨＪの内容すなわ
ちトラップを起こした命令の先頭アドレス値ｒ０４２５
ＨＪをインクリメントする。

（５）　　リターン命令を実行する。

処理が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来のマイコンでは、命令別処理ルーチンの中
で、トラップを起こす個々の命令に対してユーザが行う
適当なソフトウェア処理に分岐するために、命令コード
解析ルーチンでトラップを起こした命令コード部を認識
するソフトウェア処理には、２回のメモリアクセントが
必要であった。

また、従来例に示したようなマイフンでは、トラップを
起こすバイト長の異なる命令が混在していることが多い
。よって、トラップとなる命令コード中のトラップをお
こしたコード部の認識のためには、第１５図（ａ）、　
（ｂ）に示した処理の他に、作業用のＸＲレジスタに格
納された命令コードが、トラップとなる命令コード部と
一致するかを判断するソフトウェア処理が必要となる。

このときトラップとなる命令コード群をメモリに配置し
ている場合は、１バイト目でトラップとなる命令では上
記２回のメモリアクセスに加えて、ＸＲレジスタに読み
込んだ１バイト目の命令コードとトラップとなる命令コ
ードとを比較するために命令コードのテーブル（第１３
図には示してない。）を参照する回数と同じ回数（最初
の比較で一致する場合もあるので最低１回）、合計する
と最低３回のメモリアクセスが必要となる。

また１バイト目で一致する命令コードが存在しなかった
場合は２バイト目の命令コードを外部メモリから読み込
むためにメモリアクセスが１回必要となるうえ、読み込
んだ命令コードが２バイト目でトラップとなる命令コー
ドかどうか比較する一１７＝ ため、トラップを起こす命令コードのテーブルを参照ス
るときにメモリアクセスが最低１回必要となり、前記の
“′最低３凹″を加えると、合計して最低５回のメモリ
アクセスが必要となる。

このようにトラップとなる命令のバイト長が異なる命令
コードが増えるほど、命令コード解析ルーチンでのメモ
リアクセスが増加するという問題点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のマイコンは、エミュレーション機能ヲ有し、エ
ミュレーションの実行中に所定の命令コードを入力する
と、所定の命令コードまたはその一部を所定のレジスタ
に格納し、割り込みを発生する制御手段を有している。

さらに、本発明のマイコンは、エミュレーション機能を
有し、エミュレーションの実行中に所定の命令コードを
入力すると、所定の命令コードの第１バイトから割り込
み動作命令と認識できる命令コード部までのコード長を
示す値を所定のレジスタに格納し、割り込みを発生する
制御手段を有している。

〔実施例〕

従来例の項でも述べたように、エミュレーションを行な
うマイコンにおいては、ハードウェアの増大を防ぐ意味
でネイティブモードのレジスタをそのままエミュレーシ
ョンモードで用いることが多い。この場合、通常は上位
のマイコンの方が下位のマイコンよりもレジスタ数が多
いので、エミュレーションモードにおいては未使用のレ
ジスタができることが多い。

本実施例では、トラップを起こした命令コードを未使用
の汎用レジスタに格納するマイコンについて説明する。

まず本実施例のマイコンの構成、マイコンとメモリの接
続および外部メモリ内のプログラム配置について第１図
から第３図までを用いて説明する。

第１図は本発明のマイコンの構成およびマイコンと外部
メモリとの接続を示すブロック図である。

マイコン１−００は種々の演算処理を行う演算処理部１
０１．命令キュー１０３．命令キュー１０３から命令コ
ードが出力されるキューパス１０８゜キューパス１０８
上の命令コードを入力解読し種々の制御信号を演算処理
部１０１．アドレスバス端子１０４．データバス端子１
０５および外部メモリ１１７に対して出力したり演算処
理部１０１からの情報を入力したりする制御部］０２．
外部アドレスバス１１６と内部アドレスバス１０６とを
接続するアドレスバス端子１０４．外部データバス１１
７と内部データバス１０７とを接続するデータバス端子
１０５から構成されている。

演算処理部１０１は演算部］、　０９．　ＰＳＷＩ　１
０゜汎用レジスタ群１１１．スタックポインタ５Ｐ１１
２、プログラムカウンタＰＣ１１３がそれぞれ内部パス
１１４を介して接続されている。またマイコン１００と
外部メモリ１１７とは外部アドレスバス１１５．外部デ
ータバス１１６を介して接続されている。

なおＰＳＷＩ　１０の最上位ビットは、マイコン１００
の動作しているモードを表すステータスフラグ（以下Ｍ
Ｄフラグと記す）であり、マイコン１００はＭＤフラグ
が「０」のときエミュレーションモード、「１」のとき
ネイティブモードで動作するものとする。（第２図参照
） また本マイコンの場合汎用レジスタ１１１中のＸＲレジ
スタが未使用レジスタであるとする。

ナオ、マイコン１００のエミュレーションモードの命令
のうち、１バイト目で動作が決まりかつ１バイトで構成
される命令のうちトラップとなる命令のコードの１つを
ｒ５７ＨＪ、１バイト定義命令のコードの１つをｒ２０
ＨＪとする。なおｒ２０ＨＪは汎用レジスタ群１１１中
のＸレジスタの値をインクリメントする命令のコードと
する。

次に、外部メモリ１１７内のプログラム配置の一例を示
す。

外部メモリ１１７のプログラム配置例を第３図に示す。

外部メモリ１１７内は　■ベクタ領域　■プログラムエ
リア　■スタックエリア　■命令コード解析ルーチン　
■命令別処理ルーチンで構成されている。

以下に各領域について説明する。

■　ベクタ領域はエミュレーション中のトラップなどに
よる割り込み処理ルーチン開始アドレスが格納されてい
るエリアで、１ベクタは２バイト　（１ワード）で構成
され、エミュレーション中のトラップなどの割り込みが
発生すると、制御部１２０２の制御により、割り込み要
因に対応したベクタの内容がＰＣ１１３にロードされる
。エミュレーション中のトラップのベクタ番号は１６（
ベクタアドレスはｒ００２０ＨＪ番地）に設定されてい
るものとする。

なお、ベクタ領域はｒ００００ＨＪ〜［０ＯＦＦＨＪ番
地に配置しである。

■　プログラムエリアはネイティブモードのプロクラム
エリアとエミュレーションモードのプログラムエリアと
に分かれている。ネイティブモードのプログラムエリア
はエミュレーションモードのプログラムを実行するため
に必要な、レジスタ等の初期化を行うためのプログラム
を、エミュレーションモードのプロクラムエリアはマイ
コン１００がエミュレーションを行つ下位のマイコンの
プログラムをそれぞれ格納しである領域である。なお、
プログラムエリアはｒｏ　２００Ｈ」〜ｒ０３ＦＦＨＪ
番地に、エミュレーションモードのプログラムエリアを
「０４００Ｈ」〜ｒ０５ＦＦＨＪ番地にそれぞれ配置し
である。

■　スタックエリアは、エミュレーション中にトラップ
が発生した場合にプログラム実行中のＰＣＷおよびＰＣ
の情報をセーブすることなどに使用される。スタックエ
リアはｒ２０００Ｈ」〜ｒ２ＦＦＥＨＪ番地に配置しで
ある。

■　マイコン１００がトラップを起こした後に実行され
る命令コード解析ルーチンでは、トラップを起こした命
令コード部を認識しその命令コード値を利用して命令別
処理ルーチンに分岐する処理が行われる。命令コード解
析ルーチンはｒ３２００ＨＪ〜ｒ３２ＦＦＨＪ番地に配
置しである。

■　命令別処理ルーチンでは、トラップを起こした命令
に対してユーザが行う適当なソフトウェア処理、トラッ
プから復帰するために必要なＰＣ補正およびトラップか
らの復帰命令（以下リターン命令と記す）による処理が
行われる。リターン命令はこのルーチンの最後の処理に
なるように配置しである。命令別処理ルーチンはｒ５７
００ＨＪ番地〜ｒ５７ＦＦＨＪ番地に配置しである。

マタエミュレーションモードのプログラムエリア内には
１バイト定義命令のコードｒ２０ＨＪがｒ０４００ＨＪ
０４００Ｈバイト目で動作が決まりかつ１バイトで構成
される命令でトラップとなる命令のコードｒ５７ＨＪが
ｒ０４２５ＨＪ番地にそれぞれ配置しである。

次にマイコン１００の動作について第４図から第７図を
用いて説明する。

まずリセットにより、マイコン１００のＰＣ１１３はｒ
０２００ＨＪに、ＰＳＷＩ　１０中のＭＤフラグは「１
」に初期化され、マイコン１００はｒ０２００ＨＪ番地
以降のネイティブモードのプログラムを実行していくも
のとする。

ネイティブモードのプログラムにおいてはエミュレーシ
ョンモードのプログラムで使用されるスタックポインタ
５Ｐ１１２の値をｒ２ＦＦＥＨ」に初期化する処理等が
行われた後、ＭＤフラグを「０」にし、ＰＣ１１３にｒ
０４００ＨＪ　を格納し、エミュレーションモードのプ
ログラムの先頭アドレスの命令コードをフェッチするた
めの処理が行われる。

イト目で命令の動作が決まりかつ１バイトで構成される
命令のうちトラップとなる命令のコードが入力された場
合におけるマイコン１００の動作についてそれぞれ説明
する。

〔１〕　最初に１バイト定義命令コード「２０Ｈ」を処
理する場合の本マイコンの動作について説明する。

まず制御部１０２は、外部メモリ１１７からＰＣ１１３
の指すアドレスｒ０４００ＨＪ番地の命令コードｒ２０
ＨＪを命令キュー１０３に取り込み、ＰＣ１１３の値を
インクリメントする制御信号を発生する。

次に命令キュー１０３からｒ２０ＨＪがキューパス１０
８に出力されて、制御部１０２に入力された場合、制御
部１０２は演算処理部１０１に対して、Ｘレジスタを選
択してその値を内部バス１１４に出力し演算処理部１０
１に入力後、演算部１０９において１加える。そして演
算結果を内部バス１１４に出力して再度Ｘレジスタに、
命令実行状況の情報をＰＳＷＩ　１０にそれぞれ格納す
る。

〔２〕　次に１バイト目でトラップとなる命令のコード
ｒ５７ＨＪに対する本マイコンの動作について説明する
。

まず制御部１０２は、外部メモリ１１７からＰＣ１１３
の指すアドレスｒ０４２５ＨＪ番地の命令コードｒ５７
ＨＪを命令キュー１０３に取り込み、ＰＣ１１３の値を
インクリメントする制御信号を発生する。

次に命令キュー１０３からｒ５７ＨＪがキューパス１０
８に出力され、制御部１０２に入力されると、制御部１
０２はまず第４図に示２６一 した処理を行う制御信号を演算処理部１０１に対して出
力する。

■　制御部１０２は５Ｐ１１２の値ｒ２ＦＦＥＨ」を内
部バス１］４に出力して、演算部１０９に入力後、２を
減じ演算結果のｒ２ＦＦｃＨＪを内部バス１１４に出力
し、５Ｐ１１２に格納するよう制御する。

■　制御部］−０２，は、５Ｐ１１２の値を内部バス１
１４、内部アドレスバス１０６、アドレスバス端子１０
４を通して外部アドレスバス１１５に、またｐｓＷｌ　
１０の値を内部バス１１４、内部データバス１０７、デ
ータバス端子１０５を通して外部データバス１１６にそ
れぞれ出力し、内部データバス１０７、データバスｍ子
１０５を通して外部データバス１１６にそれぞれ出力し
、外部メモリ１１７のアドレスｒ２ＦＦＣＨｊにＰＳＷ
Ｉ　１０の値を書き込むよう制御する。

■　■の処理で更新された５Ｐ１１２の値ｒ２ＦＦＣＨ
，，ｌを内部バス１１４に出力して、演算部１０９に入
力後、２を減じ演算結果のｒ２　ＦＦＡＨＪを内部バス
１１４に出力し、５Ｐ１１２に格納するよう制御する。

■　５Ｐ１１．２の値を内部バス１１４．内部アドレス
バス１０６．アト゛レスバス端子１０４を通して外部ア
ドレスバス１１５に出力する。次に、ｒ０４２５ＨＪ番
地の次の番地の命令コードをフェッチするためｒ［）４
２６ＨＪに更新されていたＰＣｌｌ３の値をデクリメン
トし、トラップ命令の先頭アドレスｒ０４２５ＨＪを内
部バス１１５．内部デ゛−タバス１０７．データバス端
子１０５を通して外部データバス１１６にそれぞれ出力
し、外部メモリ１１８のアドレスｒ２ＦＦＡＨＪにＰＣ
ｌｌ、３の値を書き込むよう制御する。

■　キューパス１０８」二のコードｒ５７ＨＪを内部バ
ス１１４に出力してＸＲレジスタの下位側に書き込む。

（■〜■までの処理で外部メモリ１１７のスタックエリ
アは第５図に示した状態になる。）■　ＭＤフラグを「
１」にしてネイティブモードに遷移する。

■　ベクタ］、　６　（１０Ｉ（）を参照し分岐する。

すなわち外部メモリ１１７のアドレスｒｏ　Ｏ２０Ｈ」
番地の値ｒ３２００ＨＪを外部データバス１１６、デー
タバス端子１０５．内部データバス１０７．内部バス１
１４を通してＰＣｌ、１３に格納し、ＰＣｌｌ３の指す
外部メモリ１１７のアドレスｒ３２００ＨＪ番地の命令
コードをフェッチするよう制御する。

以上に示した処理により命令コード解析ルーチンの先頭
アドレスに分岐する。

次に、第６図（ａ）〜（’ｅ）に示した命令コード解析
ルーチンおよび命令別処理ルーチン、すなわちトラップ
動作の次にマイコン１００が実行するプログラム処理に
ついて説明する。

まず、命令コード解析ルーチンにおいては第４図（ａ）
、　（ｂ）のソフトウェア処理すなわち（１）’ＸＲレ
ジスタの値を８ピツ゛ト左シフトし、これを命令別処理
ルーチンの先頭アドレスとして分離する処Ｊ里を行つ。

奏１→→飼→ 次に第４図（ｃ’）〜（ｅ）に示した命令別処理ルーチ
ンの処理すなわち、 （２）トラップを起こした命令に対応したユーザによる
適当なソフトウェア処理を行う。

（３）命令別処理ルーチンの最後の処理であるリターン
命令の実行によりトラップをおこした命令の次のアドレ
スの命令を実行するために、５Ｐ１１２が指す外部メモ
リ１１７のアドレス値「２ＦＦＡＨ」の内容すなわちト
ラップを起こした命令の先頭アドレス値ｒ０４２５ＨＪ
　をインクリメントする。

（４）リターン命令を実行する。

拠剖陳啄閂弓 ２バイト目で命令の動作が決まりかつ２バイト宅構成さ
れる命令において２バイ□ト目でトラップとなる命令に
ついては、］バイト目では命令の動作は決まらないので
、マイコン１００は２バイト目を読み込み、２バイト目
の命令コードが制御部１０２に入力されるとトラップと
なり、以降は１バイ）・目でトラップとなる命令と同様
の処理が行なわれる。

つまりＸＲレジスタには、命令コードの２バイト目が格
納される。

本実施例では未使用の汎用レジスタに命令コードを格納
したが、エミュレーションの時に未使用レジスタができ
ない場合は専用のレジスタを増設する手段も考えられる
。

なお、本実施例のマイコンはトラップを起こすと判別で
きる命令コード部がすべて異なる値の場合に有効である
が、これが一致した場合においても、トラップを起こす
バイト位置の種類により割り込みベクタを別に設定して
、異なる命令コード解析ルーチンを設定することなどに
より容易に実施できる。

第二の実施例として、トラップを起こした命令の第１バ
イトからトラップを起こすと認識できる命令コード部ま
でのコード長を表す値を未使用の汎用レジスタに格納す
るマイコンについて説明スる。

第７図は本発明の第二の実施例のマイコンのブロック図
およびマイコンと外部メモリとの接続図である。マイコ
ン７００が実施例１のマイコンと異なる点は、制御部７
０１が定数発生回路７０２（実施例１のマイコンでは明
示していない）にトラップを起こした命令の第１バイト
からトラップを起こすと認識できる命令コード部までの
コード長を表す値を発生させ、その値を内部バス１１４
に出力する制御を行うことである。

マイコン７００において、１バイト定義命令のコードの
１つがｒ２０ＨＪ、１バイト目でトラップとなる命令コ
ードの１つがｒ５７ＨＪであることは実施例１と同じで
あるが、それ以外にｎバイト目（ｎは２以上の整数）で
命令の動作が決まりかつｎバイトで構成される命令でト
ラップとなる命令の１つとして３バイトで構成されてい
る命令のコードｒ９ＦＨＪ　ｒ４０ＨＪ　ｒ７５ＨＪが
あるものとする。

第８図は本実施例における外部メモリ１１７内のプログ
ラム配置図であり、ｒ７５００ＨＪ番地〜ｒ、７５ＦＦ
ＨＪ番地の命令別処理ルーチン２を命令コードｒ９ＦＨ
Ｊ、、ｒ４０ＨＪ　ｒ７５ＨＪの命令別処理ルーチンに
設定していることと、命令のコードｒ９ＦＨＪ　ｒ４０
ＨＪ　ｒ７５Ｈ，Ｊをｒｏ　５８０Ｈ」番地〜ｒ０５８
２ＨＪ番地に配置していること以外は実施例１における
外部メモリ１１７のプログラム配置図と同じである。

以降に本実施例のマイコンの動作について説明する。

ネイティブモードのプログラムおよび１バイト定義命令
のコードｒ２０ＨＪをマイコン７００が処理する場合の
制御部７０１の制御は実施例１と同じである。

次に、１バイト目でトラップとなる命令コードｒ５７Ｈ
Ｊをマイコン７００が外部メモリ１１７から命令キー−
１０３に取り込み、命令コードｒ５ｊＨＪが命令キュー
１０３からキューバス１０８に出力されて制御部７０１
に入力されると、まず第９図（ａ）の処理すなわち第４
図（ａ）、　（ｂ）と同様の処理を行う制御信号を演算
処理部１０１に対して出力する。

次に、制御部７０１は第９図（ｂ）に示す処理を行う制
御信号を出力する。すなわち、 ■　定数発生回路７０２にトラップを起こす命令の第１
バイトからトラップを起こすと認識できる命令コード部
までのコード長を表す値「００００Ｈ」を内部バス１１
４に出力するよう制御する。

■　汎用レジスタ群１１１中のＸＲレジスタに、内部バ
ス１１４上の値ｒｏｏｏＯＨＪを格納するよう制御する
。

次に第９図（ｃ）に示した処理すなわち第４図（ｄ）、
　（ｃ）と同様の処理を実施して、命令コード解析ルー
チンの先頭アドレスに分岐する。

続いて、第１０図に示した命令コード解析ルーチンおよ
び命令別処理ルーチン、すなわちトラップ動作の次にマ
イコン７００が実行するプログラム処理について説明す
る。

命令コード解析ルーチンにおいては （１）第４図（ｂ）に示した処理によって更新された５
Ｐ１１２の値ｒ２ＦＦＡＨＪで示される外部メモリ１１
７のアドレスの内容ｒ０４２５ＨＪとＸＲレジスタの値
ｒｏｏｏＯＩ（Ｊを加算して結果をＸＲレジスタに格納
する。（メモリリード１回目） （２）ＸＲレジスタの値ｒ０４２５Ｈ１で指し示される
外部メモリ１１７のアドレスの内容「５７Ｈ」をＸＲレ
ジスタに格納する。（メモリリード２回目） （３）ＸＲの値を８ビツト左シフトして、これを命令別
処理ルーチン］の先頭アドレスとして分岐する。

第興邑晰ト弾 第１０図（ｃ）は命令別処理ルーチン１での処理であり
、実施例１のマイコンにおける命令別処理ルーチンと同
じソフトウェア処理を行なう。

３バイト目でトラップとなる命令コードｒ９ＦＨＪ　ｒ
４０ＨＪ　ｒ７５Ｈｊをマイコン８００が処理する場合
、以下に示す点が異なるだけであとは命令コードｒ５７
ＨＪの場合と同様な処理を行う。

■　ＸＲレジスタにはｒｏｏ０２ＨＪが格納される。

■　命令別処理ルーチン２において、ｒｏ　００３ＨＪ
をＳＰの指すメモリの内容に加算する。

なお、本実施例のマイコンもトラップを起こすと認識で
きる命令コード部の値が一致しなイマイコンの場合に有
効であるが、これが一致する場合においても、トラップ
を起こす命令コードの第１バイトからトラップを起こす
と認識できる命令コード部までのバイト長の種類によっ
て割り込みベクタを別に設定して、異なる命令コード解
析ルーチンを設定することなどにより容易に実施できる
。

〔発明の効果〕

以上の説明のようにトラップを起こした命令コートヲ格
納するマイクロコンピュータノ場合、従来のマイクロコ
ンピュータのように、トラップを起こした命令コード部
を認識するために１バイト目でトラップとなる命令の場
合は最低３回、２バイト目でトラップとなる命令の場合
は最低５回のメモリアクセスを必要としていた場合と比
較すると、所定のレジスタに命令コードを格納するため
、命令コード部を認識するためのメモリアクセスを全く
必要としない。またトラップを起こした命令の先頭から
トラップとなった命令コード部までのコード長の値を格
納するマイクロコンピュータの場合、トラップを起こす
命令コードのバイト位置に関係なく命令コード部を認識
するためのメモリアクセスは２回のみである。そのため
命令コード解析ルーチンでの処理を高速にできるという
効果を有する。

なお、トラップを起こす命令コード部の値を所定のレジ
スタに格納する方法とトラップを起こす命令の第１バイ
トからトラップを起こすと認識できる命令コード部まで
のコード長を表す値を所定のレジスタに格納する方法を
混在させることも可能である。例えば１バイト目でトラ
ップとなる命令、２バイト目でトラップとなる命令の場
合はトラップを起こす命令コード部の値を、未定義命令
の場合はトラップを起こす命令の第１バイトからトラッ
プを起こすと認識できる命令コード部までのコード長を
表す値を所定のレジスタに格納するという制御を起う。

この場合、トラップを起こす命令の第１バイトからトラ
ップを起こすと認識できる命令コード部までのコード長
を表す値が１バイト目および２バイト目でトラップとな
る命令コードと一致してしまって、命令コード解析ルー
チンで両者のどちらであるかが認識不可となるときは、
トラップのベクタを、１バイト目でトラップとなる命令
および２バイト目でトラップとなる命令の場合と未定義
命令の場合で別に設定すること等の簡単な対応を施せば
よい。このように本発明による応用効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例におけるマイコンの構成
およびマイコンと外部メモリとの接続を示すブロック図
、第２図は同実施例におけるＰＳＷのビット構成図、第
３図は同実施例における外部メモリのプログラム配置図
、第４図は同実施例のマイコンにおいて命令コードｒ５
７ＨＪが入力された場合の制御部の制御フロー、第５図
は第４図に示した処理によるスタックエリアの状態図、
第６図は同実施例のマイコンの命令コード解析ルーチン
と命令別処理ルーチンの処理フロー、第７図は本発明の
第二の実施例のマイコンの構成およびマイコンと外部メ
モリとの接続を示したブロック図、第８図は同実施例に
おける外部メモリのプログラム配置図、第９図は同実施
例のマイコンが命令コードｒ５７ＨＪを処理する場合の
制御部の制御フロー、第１０図は同実施例のマイコンの
命令コード解析ルーチンと命令別処理ルーチン１の処理
フロー、第１１図は従来のマイコンの構成およびマイコ
ンと外部メモリの接続を示したブロック図、第１２図は
ＰＳＷのビット構成図、第１３図は外部メモリのプログ
ラム配置図、第１４図は従来のマイコンが命令コードｒ
５７Ｈｊを処理する場合の制御部の制御フロー、第１５
図は従来のマイコンの命令コード解析ルーチンと命令別
処理ルーチンの処理フローである。 １００・・・・・マイコン、１０１・・・・・・演算処
理部、１０２・・・・・・制御部、１０３・・・・・・
命令キュー、１０４・・・・・・アドレスバス端子、１
０５・・・・・・データバス端子、１０６・・・・・内
部アドレスバス、１０７・・・・・・内部データバス、
１０８・・・・・・キューパス、１０９・・・・・・演
算部、１１０・・・・・・ＰＳＷ、１１１・・・・・・
汎用レジスタ群、１１２・・・・・・ＳＰ、１１３・・
・・・・ＰＣ。 １１４・・・・・・内部ハス、１１５・・・・・・外部
アドレスバス、１１６・・・・・・外部データバス、１
１７・・・・・・外部メモリ、７００・・・・・・マイ
コン、７０１・・・・・・制御部、７０２・・・・・・
定数発生回路、１１００・・・・・・マイコン、１１０
１・・・・・・演算処理部、１１０２・・・・・・制御
部、１１０３・・・・・・命令キュー、１１０４・・・
・・アドレスバス端子、１１０５・・・・・・データバ
ス端子、１１０６・・・・・・内部アドレスバス、１１
０７・・・・・・内部データバス、１１０８・・・・・
・キューパス、１１０９・・・・・・演算部、１１１０
・・・・・・ＰＳＷ、１１１１・・・・・・汎用レジス
タ群、１１１２・・・・・・ＳＰ、１１１３・・・・・
・ＰＣ。 １１１４・・・・・内部バス、１１１５・・・・・・外
部アドレスバス、１１１６・・・・・・外部データバス
、１１１７・・・・・・外部メモリ。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エミュレーション機能を有するマイクロコンピュ
   ータにおいて、前記エミュレーションの実行中に所定の
   命令コードを入力すると、前記所定の命令コードまたは
   その一部を所定のレジスタに格納し、割り込みを発生す
   る制御手段を含むことを特徴としたマイクロコンピュー
   タ。
2. （２）エミュレーション機能を有するマイクロコンピュ
   ータにおいて、前記エミュレーションの実行中に所定の
   命令コードを入力すると、前記所定の命令コードの第１
   バイトから割り込み動作命令と認識できる命令コード部
   までのコード長を示す値を所定のレジスタに格納し、割
   り込みを発生する制御手段を含むことを特徴とするマイ
   クロコンピュータ。