JPH04180131A

JPH04180131A - 割込み処理装置

Info

Publication number: JPH04180131A
Application number: JP2311032A
Authority: JP
Inventors: Mikio Ogisu; 荻須　幹雄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1992-06-26
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2580072B2

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、複数のレジスタファイルで構成されるマルチ
レジスタファイルシステムにおける割込み処理装置に関
するものである。

（従来の技術）従来、複数のレジスタファイルで構成されるマルチレジ
スタファイルシステムで割込みが発生した場合、実行中
のタスクの優先度と割込み竪固の優先度とを比較し、実
行中のタスクをそのまま実行して該タスクの終了後に割
込み処理を行なうか又は実行中のタスクを即座に中断し
て割込み処理を行なうかを、複数のレジスタファイルが
共有する１つのレジスタに設定された割込み受理レベル
に基づいて決定していた。つまり、すべての割込み要因
に優先度を付し、どのレベルの優先度であればタスクを
中断して割込み処理を優先的に実行するかを設定する１
つの割込み受理レベルレジスタを設け、発生した割込み
要因の優先度が成る設定レベル以上であれば割込み処理
を優先的に実行するのである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前記従来の方法では、タスクが複数存在
する場合、タスク切り替えの度毎に、実行するタスクの
優先度に応じて割込み受理レベル設定レジスタの内容を
変更する必要があるので、コンテキストスイッチの際に
オーバーヘッドが生じるという問題があった。

以上の問題を第７図に基づいて具体的に説明する。

複数のレジスタで構成されるｎ個のレジスタファイル（
ファイル番号、１，２．・・・、ｎ）Ｒ１゜Ｒ２，・・
・、Ｒｎが１つの割込み受理レベル設定レジスタＬを共
有しており、該別込み受理レベル設定レジスタしは発生
した割込み要因の優先度がどのレベル以上であれば割込
みを受理するかを任意設定するレジスタである。従って
、レジスタファイルＲ１で実行する通常タスクについて
は、このタスクの優先度に応じて割込み受理レベル設定
レジスタＬを設定する。

以下、レジスタファイルＲ２，・・・、レジスタファイ
ルＲｎでタスクを実行する際も実行する各タスクの優先
度に応じて割込み受理レベル設定レジスタＬを逐−書き
換える。そして、この書き換えはレジスタファイルの切
り替えと同時に行われる。

従って、レジスタファイルの切り替えに際して常に割込
み受理レベル設定レジスタＬの書き換え時間を考慮する
必要があった。

ところで、割込みの要求は通常タスクとは異なり非同期
に発生するので、従来は、非同期に発生する割込み要求
に即座に応答するように、通常タスクを構成する各命令
の実行の区切り毎に前記の割込み受理・不受理の判断を
行なっていた。このため、割込み応答が速い反面、通常
タスク処理のスルーブツトは悪いという問題があった。

つまり、マルチファイルシステムにおける従来の割込み
処理装置では、受理可能な割込みの優先度を設定するた
めのレジスタが全レジスタファイル共用になっていたた
めに、コンテキストスイッチ毎にオーバーヘッドが生じ
、通常タスク処理の実行速度が犠牲になる問題があった
。

また、通常タスクを構成する各命令の区切り毎に割込み
の受理・不受理の判断を行なっていたことも通常タスク
処理のスルーブツトを悪くする原因になっていた。

前記に鑑み、本発明は、マルチファイルレジスタシステ
ムにおける割込み処理に伴ってコンテキストスイッチ時
に発生するオーバーヘッドを抑制して通常タスクの実行
速度を向上させることを目的とする。

（課題を解決するための手段）請求項（１）の発明は、割込みを許可する優先度を設定
するレジスタをレジスタファイル毎に設けるものである
。

具体的に請求項（１）の発明が講じた解決手段は、複数
のレジスタファイルで構成されるマルチレジスタファイ
ルシステムにおいて割込みが発生した場合に、現在実行
しているタスクを中断して割込み処理を行なうか又は現
在実行しているタスクの実行を継続するかの選択を、発
生した割込み要因の優先度とレジスタに設定された割込
み受理を許可する優先度との比較により決定する割込み
処理装置を対象とし、前記複数のレジスタファイル毎に
、前記の割込み受理を許可する優先度を設定するレジス
タを各々備えている構成とするものである。

また請求項（２の発明は、割込み要求が発生しても直ち
に割込み処理を行なわずに、コンテキストスイッチの際
に割込み処理を行なうものである。

具体的に請求項■の発明が講した解決手段は、複数のレ
ジスタファイルで構成されるマルチレジスタファイルシ
ステムにおいて割込みが発生した場合に割込み要求信号
を一時記憶しておき、コンテキストスイッチの際に前記
割込み要求信号を出力して割込み処理を行なう手段を備
えている構成とするものである。

さらに請求項（３）の発明は、フラグにより、現在実行
しているタスクの実行を継続しコンテキストスイッチの
際に割込みを受理するか又は現在実行しているタスクを
中断し即座に割込み処理を行なうかを選択するものであ
る。

具体的に請求項（３）の発明が講じた解決手段は、複数
のレジスタファイルで構成されるマルチレジスタファイ
ルシステムにおいて割込みが発生した場合に、割込みを
即座に受理することなく現在実行しているタスクの実行
を継続しコンテキストスイッチの際に割込みを受理する
か、又は現在実行しているタスクを中断し即座に割込み
処理を行なうかを切り替えフラグにより選択する手段を
備えている構成とするものである。

（作用）請求項（１）の発明の構成により、複数のレジスタファ
イル毎に、割込み受理を許可する優先度を設定するレジ
スタを備えており、割込み受理を許可する優先度の設定
をタスク実行前に済ませておくことにより、発生した割
込み要求を受理すべきか否かの判断は、実行中のレジス
タファイルに対応する割込み受理を許可する優先度との
比較に基づきなされる。このため、コンテキストスイッ
チがあっても比較の対象を変更するだけでよく、スイッ
チングの度毎に優先度の設定をし直す必要かない。

また、請求項（２）の発明の構成により、割込みが発生
した場合に割込み要求信号を一時記憶しておき、コンテ
キストスイッチの際に前記割込み要求信号を出力して割
込み処理を行なう手段を備えているため、割込みの受理
をコンテキストスイッチの時点まで待たせることができ
るので、割込み処理を通常タスクと同列に扱うことかで
きる。

さらに、請求項（３）の発明の構成により、現在実行し
ているタスクの実行を継続しコンテキストスイッチの際
に割込みを受理するか、又は現在実行しているタスクを
中断し即座に割込み処理を行なうかを切り替えフラグに
より選択する手段を備えているため、通常タスク列に割
込み処理を組み入れるか、又は従来と同様に割込み要求
を即座に受理するかの切り替えをフラグ操作のみで実現
できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る割込み処理装置の第１実施例を示
す構成図であって、第７図の場合と同様にｎ個のレジス
タファイル（ファイル番号：１゜２、−・−、ｎ）Ｒ１
，Ｒ２，−、Ｒｎを備えるマルチレジスタファイルシス
テムが構築されている。

レジスタファイルＲ１でタスク（プログラム）を実行中
に割込みが発生した場合、その発生した割込みの優先度
がどのレベルであれば割込みを受理するかを指定する割
込み受理レベル設定レジスタＬｌが設定され、以下レジ
スタファイルＲ２は割込み受理レベル設定レジスタＬ２
と、・・・・・・、レジスタファイルＲｎは割込み受理
レベル設定レジスタＬｎと各々対になっている。割込み
受理レベル設定レジスタＬｌ、Ｌ２．・・・、Ｌｎは各
々対応するレジスタファイルＲ１，Ｒ２，・・・、Ｒｎ
で実行するタスクの優先度に応じて任意設定でき、タス
クの処理内容がリアルタイム性の高い場合やシステムの
スルーブツトを左右する場合には設定値を低くし、緊急
の度合が高い割込み要求のみをタスクを中断して受理す
るようにする。

実行すべきレジスタファイルＲ１，Ｒ２，・・・。

Ｒｎはレジスタファイル選択部１１で選択される。

レジスタファイル選択部１１からのレジスタファイル選
択信号は割込み受理レベル設定レジスタ選択部１５にも
入力され、実行中のレジスタファイルの割込み受理レベ
ル設定レジスタＬｌ、Ｌ２゜・・・、Ｌｎの値は比較部
１６に入力される。

一方、割込み要求か発生すると割込み要求信号１２が割
込み受理部１３に入力され、発生した割込み要因に対応
する割込み要因優先度が割込み要因優先レベル決定部１
４で設定される。そして、発生した割込み要因に対応す
る割込み要因優先度と実行中のレジスタファイルの割込
み受理レベル設定レジスタの値とが比較部１６て比較さ
れ、割込み要因優先度の値が割込み受理レベル設定レジ
スタの値よりも大きいか又は同じであれば、割込み受理
信号１７を出力し、実行中のタスクを中断して割込み処
理を実行する。

以上の場合において、割込み受理レベル設定レジスタＬ
ｌ、Ｌ２．・・・、Ｌｎの値をタスク実行前にあらかじ
め設定しておくことにより、コンテキストスイッチの際
に、割込受理レベルを操作する必要がなくなり、オーバ
ーヘッドを極力押さえることができる。つまり、コンテ
キストスイッチの高速化を実現できる。

第２図は各レジスタファイルＲ１，Ｒ２，・・・。

Ｒｎ毎に割込み受理レベル設定レジスタＬｌ、Ｌ２、・
・・、Ｌｎが設けられた前記割込み処理装置の割込み受
理タイミングを示す図である。

レジスタファイルＲｎに設定された割り込み受理レベル
は（１１０：２進数、以下同様）であり、レジスタファ
イルＲ１に設定された割込み受理レベルは（１１１）で
あり、レジスタファイルＲ２に設定された割込み受理レ
ベルは（００１）であって、レジスタファイルＲｎの実
行中に発生した割込み要因の優先度が（００１）である
とすると、割込み優先度（００１）がレジスタファイル
Ｒｎに設定された割込み受理レベル（１１０）より低い
ので、レジスタファイルＲｎのタスクが継続して実行さ
れる。

レジスタファイルがＲｎからＲ１にコンテキストスイッ
チされると、割込み受理レベルは（１１１）に変更され
るが、依然として割込み優先度（００１）の方が低いの
で、レジスタファイルＲ１のタスクがそのまま実行され
る。

一方、レジスタファイルがＲ１からＲ２にコンテキスト
スイッチされると、割込み優先度（００１）がレジスタ
ファイルＲ２に設定された割込み受理レベル（００１）
以上になるため、割込みが受理されるので、レジスタフ
ァイルＲ２のタスクが中断されて割込み処理が開始され
る。

このように第１実施例によると、レジスタファイルのＲ
ｎからＲ１へのコンテキストスイッチ及びレジスタファ
イルのＲ１からＲ２へのコンテキストスイッチの際に割
込み受理レベルを操作する必要がなく、オーバーヘッド
を抑制することができる。

第３囚は本発明に係る割込み処理装置の第２実施例を示
す構成図である。

レジスタファイル選択部２６からの選択信号２４はレジ
スタファイル群２２の中から実行すべき１つのレジスタ
ファイル１．・・・・・・を選択する。

各タスクは処理が終了すると実行タスクの変更（コンテ
キストスイッチ）のシステムコール２３を実行し、レジ
スタファイル選択部２６にタスク終了を知らせる。する
と、レジスタファイル選択部２６は選択されたレジスタ
ファイルを解放するとともに、次に実行するタスクが使
用するレジスタファイルを選択する。

各タスクの実行中に割込み要求信号２５が発生すると、
レジスタファイル選択部２６は従来とは異なり、直ちに
割込み処理用のレジスタファイルの選択を行なうことな
くシステムコール２３の発生を待つ。そして、システム
コール２３をトリガとして割込み処理を実行するのであ
る。

第４図はコンテキストスイッチの際に割込みを受理する
第２実施例の割込み処理装置のシーケンスを示した図で
ある。

タスクの切り替えはシステムコール２７，２８゜２９に
よって行われる。本第２実施例では割込み処理も１つの
タスクとして取扱い、割込み要求３０によって直ちに割
込み処理を行わずに、レジスタファイル２による通常タ
スクのシステムコール２８によって割込みが受理される
。システムコールの発生はタスクの終了、ＩＯハンドラ
の起動、新たなタスクの起動、実行タスクの変更等が考
えられるが、ここにおけるシステムコール２８は実行タ
スクの変更（コンテキストスイッチ）に基づくものであ
り、コンテキストスイッチ時に割込み受理を許可するこ
とによって通常タスク及び割込み処理の双方に一定の応
答性が得られる。システムコール２８によりレジスタフ
ァイルｋに割込み処理が割り当てられて実行される。つ
まり、通常タスクと割込み処理とかシステムコールとい
うトリガにより対等に扱われる。

第５図は第２実施例におけるレジスタファイル選択部２
６の詳細を示す回路図である。割込み要求信号３５はフ
リップフロップ３６で一旦保持される。そしてブリップ
フロップ３６の出力と実行タスクの変更（コンテキスト
スイッチ）のシステムコール信号３７とはＡＮＤゲート
３８に入力され、ＡＮＤゲート３８の出力は割込み受理
信号４０になる。従って、割込み要求信号３５が発生し
てから割込み受理に至るにはシステムコール信号３７の
発行が必要条件になる。

また、システムコール信号３７と割込み受理信号４０の
反転信号とはＡＮＤゲート３つに入力されてレジスタフ
ァイル選択許可信号４１になる。

従って、システムコール信号３７によりレジスタファイ
ルが切り替えられて割込み要求が受理されると、割込み
受理信号４０が発生しない限り、通常タスク実行の為の
コンテキストスイッチは禁止される。

第６図は前記第２実施例におけるレジスタファイル選択
部２６の変形例を示す回路図である。この変形例におい
ては、割込み要求信号４２はフリップフロップ４３で一
旦保持される。そして、即座に割込みを受理せずに現在
実行しているタスクの実行を継続しコンテキストスイッ
チの際に割込み要求を受理するか、又は現在実行してい
るタスクを中断して即座に割込み処理を実行するかを、
指定する切り替えフラグ４４により行なうものであって
、切り替えフラグ４４によってマルチプレクサ４５の出
力を切り替えるものである。

マルチプレクサ４５はＡＮＤゲートとＯＲゲートとから
なり、切り替えフラグ４４が“１“のとき、フリップフ
ロップ４３の出力がそのまま有効となり、現在実行して
いるタスクを中断して即座に割込み処理を実行する。

一方、切り替えフラグ４４が“０”のときは、割込み要
求を受理せずに現在実行しているタスクを継続して実行
し、コンテキストスイッチの際に割込みを受理するため
、フリップフロップ４３の出力かそのまま有効にはなら
ず、システムコール信号４７が発行されて初めてマルチ
プレクサ４５は割込み受理信号４８を出力する。

システムコール信号４７と割込み受理信号４８の反転信
号とはＡＮＤゲート４６に入力され、レジスタファイル
選択許可信号４９となる。従って、システムコール信号
４７によりレジスタファイルが切り替えられて割込み要
求が受理されると、割込み受理信号４８が発生しない限
り、通常タスク実行のためのコンテキストスイッチは停
止される。

以上のように、割込み要求があると即座に割込みを受理
するか、又は通常タスク列に割込み処理を組み入れるか
の切り替えをフラグ操作のみで実現でき、より柔軟性の
高いシステムを構築できる。

（発明の効果）請求項（１）の発明に係る割込み処理装置によると、複
数のレジスタファイル毎に、割込み受理を許可する優先
度を設定するレジスタを備えているため、コンテキスト
スイッチの際にレジスタを設定し直す必要がなくなるの
で、コンテキストスイッチの高速化が実現でき、通常タ
スク処理の実行速度か向上する。

また、請求項（２）の発明に係る割込み処理装置による
と、割込み要求信号を一時記憶しておきコンテキストス
イッチの際に前記割込み要求信号を出力して割込み処理
を行なう手段を備えているため、割込みの受理をコンテ
キストスイッチの時点まで待たせることができるので、
割込み処理を通常タスクと同列に扱うことができ、通常
タスク処理の実行速度が向上する。

さらに、請求項（３）の発明に係る割込み処理装置によ
ると、現在実行しているタスクの実行を継続しコンテキ
ストスイッチの際に割込みを受理するか、又は現在実行
しているタスクを中断し即座に割込み処理を行なうかを
切り替えフラグにより選択する手段を備えているため、
切り替えフラグを操作するたけて、割込み受理をコンテ
キストスイッチの時点まで待たせて通常タスク処理の実
行速度を向上させる動作と、従来同様に割込みを即座に
受理する動作との切り替えができるので、より柔軟性の
高い割込み処理操作を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る割込み処理装置の第１実施例の構
成を示すブロック図、第２図は前記第１実施例に係る割
込み処理装置の動作を示すタイミングチャート図、第３
図は本発明に係る割込み処理装置の第２実施例の構成を
示すブロック図、第４図は前記第２実施例に係る割込み
処理装置の動作を示すシーケンス図、第５図は前記第２
実施例におけるレジスタファイル選択部の詳細を示す回
路図、第６図は前記第２実施例におけるレジスタファイ
ル選択部の変形例の詳細を示す回路図、第７図は従来の
割込み処理装置の構成を示すブロック図である。Ｒ１，Ｒ２，Ｒｎ・・レジスタファイルＬｌ、　　Ｌ２
．　　Ｌｎ・・・割込み受理レベル設定レジスタ１１・・・レジスタファイル選択部１２・・・割込み要求信号１３・・・割込み受理部１４・・・割込み要因優先レベル決定部１５・・・割込
み受理レベル設定レジスタ選択部１６・・・比較部１７・・・割込み受理信号２２・・・レジスタファイル群２３・・・システムコール２４・・・選択信号２５・・・割込み要求信号２６・・・レジスタファイル選択部２７．２８．２９・・・システムコール３０・・・割込
み要求３５・・・割込み要求信号３６．４３・・・フリップフロップ３７．４７・・システムコール信号３８．３９．４６・・・ＡＮＤゲート４０．４８・・・割込み受理信号４１．４９・・・レジスタファイル選択許可信号４４・
・・切り替えフラグ４５・・・マルチプレクサ特許出願人　　松下電器産業株式会社　旨坏１・代　理
　人　　弁理士　前　１）　弘　・菓、）づこ第２図第３図 →時間ヱ！第４図毘５回晃６図尾７回

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のレジスタファイルで構成されるマルチレジ
スタファイルシステムにおいて割込みが発生した場合に
、現在実行しているタスクを中断して割込み処理を行な
うか又は現在実行しているタスクの実行を継続するかの
選択を、発生した割込み要因の優先度とレジスタに設定
された割込み受理を許可する優先度との比較により決定
する割込み処理装置であって、前記複数のレジスタファ
イル毎に、前記の割込み受理を許可する優先度を設定す
るレジスタを各々備えていることを特徴とする割込み処
理装置。
（２）複数のレジスタファイルで構成されるマルチレジ
スタファイルシステムにおいて割込みが発生した場合に
割込み要求信号を一時記憶しておき、コンテキストスイ
ッチの際に前記割込み要求信号を出力して割込み処理を
行なう手段を備えていることを特徴とする割込み処理装
置。
（３）複数のレジスタファイルで構成されるマルチレジ
スタファイルシステムにおいて割込みが発生した場合に
、割込みを即座に受理することなく現在実行しているタ
スクの実行を継続しコンテキストスイッチの際に割込み
を受理するか、又は現在実行しているタスクを中断し即
座に割込み処理を行なうかを切り替えフラグにより選択
する手段を備えていることを特徴とする割込み処理装置
。