JPH03286231A - リアルタイム処理装置 - 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、割込み処理を即座に開始する必要がない場合
、通常処理を優先させかつ、割込み受理時においても不
要な動作を行なわないことによりスループットを向上さ
せることができるリアルタイム処理装置に関するもので
ある。

従来の技術 従来、割込み処理内容が低速処理で良い場合やある条件
がそろわないと処理を開始できない場合、割込みがかか
ったときに割込み発生動作をディスエーブルし、割込み
受理なしに通常処理を継続処理する方法がとられていた
。しかしながら、割込み発生に対する処理は通常処理終
了後或いは通常処理途中でソフトウェアにより行なう必
要があり、通常処理のスループットを悪くする要因とな
っていた。

発明が解決しようとする課題 第９図は従来のソフトウェアによる割込み対応のシーケ
ンスを示した図である。通常処理９ａ実行中に割込みＸ
が発生した場合、この段階でソフトウェアにより割込み
の発生状況をシーケンス９ｂで確認する。ここでシーケ
ンス９ｂは割込み発生Ｘの直後としたが、これはアプリ
ケーションによってこの時間的位置は後ろになる場合も
ある。同様に通常処理９ｃ、９ｅを実行中に割込みＹ、
Ｚが発生するたびに、割込み発生状況のシーケンス９ｄ
、９ｆが実行される。シーケンス９ｂ、９ｄ、９ｆを実
行中は通常処理９ａ。

９ｃ、９ｅは中断し、その結果スループットは低下する
。割込み発生状況のシーケンス９ｂ。

９ｄ、９ｆを一括して通常処理９ｅの後、行う方法（図
示せず〉もあるがソフトウェアにより割込み優先度チェ
ックやデータ退避が行われていたので効率が悪く、ソフ
トウェアの負担も大きかった。

一方、割込み発生時に即座に受理せず、一定期間後に処
理を実行する従来例を第１０図に示す。

通常処理１０ａを実行中に割込みＸが発生し、割込みＸ
は即座に受理し、処理する内容ではないとする。割込み
を即座に受理しない方法も従来ハードウェアで実現され
ているが、一定期間内で処理するためには、一端、割込
みを受理し、受理時の時間を管理する必要があることか
ら、割込み受理動作１０ｂが発生する。このとき通常処
理１０ａは中断される。割込み受理動作１０ｂでは、受
理動作とともにタイマカウンタに起動をかけ、その後通
常処理１０ｃを実行する。割込みＸ発生後、一定期間が
経った期間１０ｄにより、割込みＸの内容が処理される
。割込み受理動作１０ｂにより、通常処理１０ａが中断
されることから、スループットが要求されるコントロー
ラ制御に於いて問題となっていた。

複数の割込み条件がそろったところで割込み処理をさせ
る場合、従来ではソフトウェアにより、最高優先順位割
込みの抽出やスタックへの退避がされていた。プログラ
ムによる処理は割込みの要因数により、そのステップ数
は大きなものとなり、処理時間、プログラム開発効率と
とちに問題となっていた。さらに割込みから復帰し、次
の割込み受理をする際に割込みのアービトレーションと
ともに、データのブツシュポツプ動作が存在する従来の
実施例を第１１図に示す。割込み処理１１ａから復帰命
令を実行するとデータのポツプ動作が行なわれ、その後
ソフトウェアによる割込みアービトレーション、そして
次の割込み動作をするためのデータブツシュがシーケン
スｌｌｂに於いて実行される。複数の割込みが発生して
いた場合、この操作が繰り返されるために処理時間が大
きくなっていた。この問題を解決するため、復帰命令を
使わず、ソフトウェアで行ない、ブツシュ、ポツプ動作
を省略し、割込みアービトレーションのみを行なう方法
もあるが、ソフトウェアにより処理されるため、負担が
大きかった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、割込み処理
を即座に開始する必要がない場合、通常処理を優先させ
、また割込み受理時においても不要な動作を行なわない
ことにより、高速応答性を実現するリアルタイム処理装
置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のリアルタイム処理装
置は、割込み発生時に処理を即座に開始する必要がない
場合は、割込み受理動作をせずに通常処理を実行し、ま
た、割込み処理を実行する際も、不要な動作なしで処理
するように構成されている。

作用 この構成により、システムのスループットを向上させ、
高速応答性を実現することができる。

実施例 以下本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるリアルタイム処理装
置で、複数の割込み要求がそろったときに割込みを受理
するための回路図である。割込み要因指定レジスタ１０
１は割込み要因のうち、いずれの要因からの要求がそろ
ったときに割込み受理を開始するのかを任意に指定する
レジスタで、ソフトウェアで設定をする。割込み要求レ
ジスタ１０２は割込み要求があったときにセットされる
レジスタで、通常はハードウェアでセットされるが、ソ
フトウェアによる設定も可能である。割込み要因指定レ
ジスタ１０１と割込み要求レジスタ１０２のビット数は
同じで割込み要因に同じように対応している。割込み要
因指定レジスタ１０１に割込み受理をさせる割込み要因
に対応するビット位置に　“１”　をセットし、割込み
要求レジスタ１０２に１がセットされたかどうかを、判
定回路１０４で判定をする。割込み要因指定レジスタ１
０１で′Ｏ”　が設定されている部分はＡＮＤ回路１０
５の出力が判定の対象からはずれる回路構成になってお
り、判定回路１０４の出力は割込み要求信号として割込
み部１０３に入力される。割込み部１０３はこれを受け
、割込み受理動作を開始する。この構成により複数の割
込み要因が発生したときに始めて割込み受理動作を開始
でき、低速処理で良い割込みや、複数の割込みが発生し
、条件がそろわないと処理できないような処理内容を、
タイミング良く実行でき、また、割込み受理回数を減ぢ
し、また不要に割込みが受理されないことから通常処理
のスループットも向上する。またハードウェアで処理さ
れることからソフトウェアの負担が少なくなる。

第２図は本発明の複数の割込み要求がそろったときに割
込みを受理する本発明のシーケンスを示した図である。

通常処理２ａで割込み要因指定レジスタ１０１に割込み
要因を指定し、通常処理を開始する。通常処理２ａ、２
ｃ、２ｅは、従来のシーケンス図の第９図に対応するた
め分割させたが、処理内容は継続している。ここで割込
み要因指定レジスタ１０１に指定した割込み要因はＸ。

Ｙ、Ｚで第１図の割込み要求レジスタ１０２にセットし
た状態を図示した。第２図に於いて通常処理２ａ、２ｃ
、２ｅの間に割込みｘ、ｙ、ｚが発生した場合、割込み
Ｘ、Ｙでは割込み受理動作をせず、通常処理を継続する
。割込みＺの発生により、割込み要因指定レジスタ１０
１に対応する割込みが全て発生したことになり、割込み
受理動作２ｆが行なわれる。割込みＸ、Ｙ、Ｚの割込み
優先度等の割込みアービタが行なわれたのち割込みハン
ドラ２ｇが起動される。割込みＸ、Ｙの発生時の割込み
受理動作がない分だけ通常処理のスループツトが向上す
る。

第３図は本発明の割込み発生後、一定期間後に割込みを
受理する実施例を示した図である。割込み要求信号１０
８が割込み部１０６に人力され、そのまま割込み要求信
号１０９としてタイマ１０７に入力されるとともに割込
み部１０６に割込み要求信号１０８があったことが記憶
保持される。タイマ１０７はソフトウェア、或いはハー
ドによって決められた一定周期が経った場合、オーバー
フロー或いはカウント値一致信号１１０を割込み部１０
７に入力する。割込み部１０７は割込み要求信号１０８
或いは１０９により発生した信号としてオーバーフロー
或いはカウント値一致信号１１０を認識し、割込み受理
動作を開始する。

割込み要求信号１０８からタイマ１０７の起動に際して
、割込み受理動作は存在せず、通常処理は中断すること
がなく、システムのスループットが向上する。また、タ
イマ１０７をハードで起動することにより、ソフトウェ
アの負担も軽減する。

第４図は本発明の割込み発生後、一定期間後に割込みを
受理する実施例のシーケンスを示した図である。通常処
理４ａを実行中に割込みＸが発生した場合、ハードウェ
アによりタイマ１０７に起動がかかる。このとき通常処
理４ｃが継続して実行されるが、従来例の第１０図と対
応させるため分割したが一連の処理である。タイマ１０
７のカウントが終了後、割込み受理動作４ｂが発生し、
割込みハンドラ４ｄに起動がかかる。割込みＸの発生時
に割込み受理動作はなく、この分、通常処理のスループ
ットは向上する。

第５図は本発明の通常処理と割込み処理の実行優先レベ
ルを設定し、優先レベルによって処理内容を変更する実
施例を示した図である。優先度設定レジスタ１１１は割
込み要因の優先度を設定するレジスタであり、各レジス
タは割込み要因に対応している。通常処理優先度設定レ
ジスタ１１２は通常処理の優先度を設定するレジスタで
ある。

通常処理を実行中に割込みが発生した場合、通常処理優
先度レジスタ１１２の優先度と優先度設定レジスタ１１
１の該割込み要因に相等する優先度が比較器１１３によ
り比較され、通常処理の方が割込みよりも優先度が高い
場合、通常処理が中断することなく実行され、割込みの
方が通常処理よりも優先度が高い場合、割込みが受理さ
れる。通常処理と割込み処理に同じ観点からの優先度が
設定可能であるため、システムとして優先度の高いもの
から優先的に処理でき、スループットが向上する。また
、優先度の比較をハードウェアですることからソフトウ
ェアの負担が軽減する。

第６図は本発明の割込み受理動作相当の命令を持つ実施
例を示した図である。命令コード１１４は割込み受理時
のマイクロＲＯＭ　（以下μＲＯＭと記す）１１５の動
作をさせるものである。命令コード１１４を解読したμ
ＲＯＭ１１５は割込み部１１６に対し最高優先順位割込
みの抽出及びスタックへの自動退避動作を指示し、割込
みを受理できる。ソフトウェアにより上記チェックと退
避する場合、負担は大きく、また、ハードですることで
優先度チェックを高速化できる。割込み受理動作相当の
命令は、実際の割込み受理時と同様な動きをするが割込
み処理以外に優先処理するものがある場合、割込みをソ
フトウェアでマスクする場合に、あとから割込みを処理
する場合に有効である。

第７図は本発明の割込みからの復帰時に不要なポツプや
次の割込み受理のためのブツシュポツプ動作をなくし、
自動的に割込みアービトレーションを実施例を示した図
である。複数の割込み要因が発生している際、優先度の
高いものから割込み処理を順次していくが、割込み処理
と割込み処理の間に生ずるブツシュポツプするデータの
内容が全て同じになる場合がある。まず割込み部１１６
は複数の割込みの中から最高優先順位割込みの抽出をし
、スタックへの自動退避（ブツシュ）が行なうための制
御信号がμＲＯＭＩ　１５に入力される。μＲＯＭ１１
５は、スタック領域１１８にデータを退避するとともに
、割込み要求レジスタ１０２の割込み発生数をネスティ
ングカウンタ１１７にローディングを行なう。割込み要
求レジスタ１０２に２つの割込み要因から割込み要求が
あった場合、ネスティングカウンタ１１７には割込み要
求レジスタ１０２の内容が設定される。最高優先度の割
込み要因の処理の実行の最終ステップで割込み復帰命令
１１９が実行されると、μＲＯＭ１１５の制御によりネ
スティングカウンタ１１７の値が−１されると同時にネ
スティングカウンタ１１７の値がＯでない場合割込み部
１１６に、次に実行する割込み要因の抽出をさせる。こ
のとき、データのブツシュポツプ動作は行なわない。こ
れらの動作を繰り返しネスティングカウンタ１１７の値
がＯｌすなわち全割込み発生の処理を終了後、データの
ポツプをスタック領域１１８に対して行なう。割込み処
理と割込み処理の間のブツシュポツプをなくし、割込み
要因の抽出を自動で行なうことにより、ソフトウェアの
軽減と高速応答システムを実現できる。

第８図は本発明の割込みからの復帰時に不要にポツプや
次の割込み受理のためのブツシュ、ポツプ動作をなくし
、自動的に割込みアービトレーションを実施する例のシ
ーケンスを示した図である。割込み処理８ａの終了ステ
ップに於いて割込み復帰命令１１９を実行すると割込み
受理動作８ｂが実行される。ネスティングカウンタ１１
７を−１し、ネスティングカウント値がＯでない場合、
このシーケンス８ｂは割込みアービトレーションのみで
形成され、データのポツプ、ブツシュは行なわれない。

シーケンス８ｂは割込み処理８ａ、８ｃ等と処理レベル
は異なるが、動作を簡素化するために同じ管理下のネス
ティングレベルで行なわれる。シーケンス８ｆではネス
ティングカウンタ１１７の値がＯになったため、割込み
アービトレーションは行なわれず、データのポツプのみ
が行なわれる。不要にデータのブツシュ。

ポツプを行なわないことにより、割込み処理応答も向上
し、システムスループットが改善される。

発明の効果 以上のように本発明によれば、不必要に割込み受理動作
をしたり、データのブツシュ、ポツプをすることを回避
でき、通常処理のスループット向上や、割込み処理の高
速対応を実現でき、また、ソフトウェアの負担も軽減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるリアルタイム処理装
置で複数の割込み要因の割込み要求があったときに初め
て割込み受理をするための回路図、第２図は複数の割込
み処理を一括処理する場合の本発明のシーケンス図、第
３図は割込み発生後、一定時間後に受理をする一実施例
について示したブロック図、第４図は割込み発生後、一
定時間後に受理をする場合の本発明のシーケンス図、第
５図は割込み要因及び通常処理の処理優先レベルを設定
する場合の本発明のシーケンス図、第６図は割込み動作
命令による割込み処理をする本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第７図は割込み動作命令によるネスティング
カウンタとスタック操作の実施例を示したブロック図、
第８図は割込み動作命令によるネスティングカウンタと
スタック操作の本発明のシーケンス図、第９図は複数の
割込み処理を一括処理する場合の従来のシーケンス図、
第１０図は割込み発生後、一定時間後に受理をする場合
の従来のシーケンス図、第１１図は割込み処理をする場
合の従来のシーケンス図である。 １０１・・・・・・割込み要因指定レジスタ、１０２・
・・・・・割込み要求レジスタ、１０３，１０６，１１
６・・・・・・割込み部、１０４・・・・・・判定回路
、１０５・・・・・・ＡＮＤ回路、１０７・・・・・・
タイマ、１０８，１０９・・・・・・割込み要求信号、
１１０・・・・・・オーバーフローカウント値一致信号
、１１１・・・・・・優先度設定レジスタ、１１２・・
・・・・通常処理優先度設定レジスタ、１１３・・・・
・・比較器、１１４・・・・・・命令コード、１１５・
・・・・・μＲＯＭ、１１７・・・・・・ネスティング
カウンタ、１１８・・・・・・スタック領域、１１９・
・・・・・命令コード（割込み復帰命令）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）任意に指定した複数の割込み要因の全ての割込み
   要求がそろったときに割込みを受理することにより低速
   処理或いは高速処理が要求されるが複数の割込みが発生
   しないと処理できないような条件待ち割込み処理の不必
   要な割込み動作を回避することで通常処理のスループッ
   トを向上させることを特徴とするリアルタイム処理装置
   。
2. （２）割込み発生時に即座に割込みを受理せず、タイマ
   カウンタに起動をかけ、一定期間経過したのち割込み受
   理処理をすることにより、一定期間内に前記割込み処理
   を開始すれば良い割込み要因による不必要な割込み動作
   を回避することで通常処理のスループットを向上させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリアルタ
   イム処理装置。
3. （３）割込み要因及び通常処理の処理実行優先レベルを
   設定するレジスタを持ち、割込み要因と通常処理の優先
   度を設定でき、割込み発生時に通常処理優先度が割込み
   要因優先度より高い場合、通常処理を継続し、逆に割込
   み要因優先度が通常処理優先度よりも高い場合は割込み
   受理をすることで、不必要な割込み動作を回避できるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリアルタイ
   ム処理装置。
4. （４）任意に指定した１つ或いは複数の割込み要因の全
   てから割込み要求が出され、かつ、プログラムで設定さ
   れたフラグがセットされているときに割込みを受理する
   ことにより不必要な割込み動作を回避し、割込み要因と
   プログラムとの同期処理を容易に実現することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のリアルタイム処理装置
   。
5. （５）複数の割込み要因が発生し、全ての退避動作や割
   込み要因間の優先度チェック処理をソフトウェアでサポ
   ートする必要がある場合、割込み受理動作を強制的に行
   なえる命令コードを持ち、その命令コードを実行するだ
   けで退避動作や優先度チェック等の割込み受理動作を実
   行でき、ソフトウェアの軽減と高速応答システムを実現
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリア
   ルタイム処理装置。
6. （６）複数の割込み要因が発生した際に、その時点で発
   生している全割込み要因数を割込みネスティングカウン
   タにセットし、ネスティングレベルが管理されることに
   より、優先度の高い割込み要因から優先度の低い割込み
   要因が処理される際の、割込み復帰命令実行時に前記ネ
   スティングカウンタの値が０の場合、退避データのポッ
   プを行ない、前記ネスティングカウンタの値が０でない
   場合、割込みアービトレーションのみを行ない、ソフト
   ウェアの軽減と高速応答システムを実現することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のリアルタイム処理装
   置。