JPH05313915A - マイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】内蔵するメモリの命令内容を、プログラムを変
更することなく参照・修正する。 【構成】所定の特権割込み命令を含む命令を格納する命
令メモリ６、割込み発生信号１０２を出力する割込み発
生部８、独自のクロック信号に制御されて命令ユニット
１及び演算ユニット２とは独立して動作し外部とのデー
タ授受を行う入出力ユニット４、入出力ユニット４によ
る入出力データを保持し演算ユニット２との間のデータ
授受作用を行うとともに基準アドレス値１０５を割込み
発生部８に対して送出する入出力レジスタ３、並びに入
出力レジスタ３より出力されるデータを入出力ユニット
４による書込み制御信号１０４を介して命令メモリ６に
対する書込みを行うメモリ制御部５を備えており、特権
割込み時に実行される命令を命令メモリ６に書込む処理
を命令ユニット１および演算ユニット２とは無関係に実
行することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロコンピュータに
関し、特に特殊な割り込みが発生した時にプログラムと
は別な命令を実行することができるマイクロコンピュー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロコンピュータの１例が図
２に示される。図２において、当該マイクロコンピュー
タは、命令のフェッチとフェッチされた命令のデコード
を行う命令ユニット１と、デコードされた命令に従い動
作する演算ユニット２と、フェッチする命令のアドレス
を示すプログラムカウンタ７と、このプログラムカウン
タ７により指示される特権割込みの命令メモリ６と、特
権割込み処理を行う割込み制御部９と、特権割込みを発
生させる割込み発生部８とにより構成されている。この
うち演算ユニット２は、本発明に関係が無いので、その
機能についての詳細な説明は省略する。本マイクロコン
ピュータには、外部からクロック１０１が供給されてお
り、このクロック１０１を基に動作が行われる。

【０００３】次に動作について説明する。このマイクロ
コンピュータにおいては、フェッチする命令のアドレス
はプログラムカウンタ７から出力される。この命令アド
レスは、割込み発生部８に入力されるとともに、アドレ
スバス２０７を通じてマイクロコンピュータの外部にも
出力される。外部に出力されたアドレスに基づいて命令
がフェッチされ、データバス２０６を通して命令ユニッ
ト１に入力されてデコードされる。デコード後に演算ユ
ニット２にその情報が渡され、演算ユニット２において
所定の演算動作が実行される。

【０００４】マイクロコンピュータには、その内部に命
令メモリ６が備えられているが、この命令メモリ６に格
納されている命令が実行されるのは、特権割込みが発生
した場合に限られている。特権割込みは、例えば次のよ
うに発生される。割込み発生部８には、予め比較用の基
準値１０５を演算ユニット２から書き込んでおく。この
割込み発生部８においては、この書き込まれた基準値１
０５とプログラムカウンタ７から出力されるアドレスを
比較する。この比較結果が一致した場合には、その旨の
一致信号１０２を割込み制御部９に送る。割込み制御部
９においては、一致信号１０２を受け付けると特権割込
みとして処理し、制御信号１０３を命令ユニット１と演
算ユニット２に送る。これらの二つのユニットにおいて
は、それぞれ特権割込み処理を行い、さらに制御信号１
０６を介して、プログラムカウンタ７に対し命令メモリ
６のアドレスを示すように指示する。プログラムカウン
タ６においては、制御信号１０６を受けて、その示すア
ドレスを命令メモリ６の先頭アドレスを示す値にする。
この後、命令ユニット１において割込み処理が終了する
と、順次命令メモリ６に格納されている命令がフェッチ
されて実行されていく。最終命令に割り込み解除の命令
を記述しておけば、割込みが解除されて元のプログラム
に戻る。

【０００５】この命令メモリには、特権割込み時に実行
する命令をあらかじめ書き込んでおかなければならな
い。このために、演算ユニット２から所定のデータがこ
の命令メモリ６に書き込めるように、バス２０８とメモ
リ制御信号１１２が容易されている。命令メモリ６に書
き込まれるデータは、マイクロコンピュータにおいて、
その格納されているアドレスをアドレスバス２０７を通
して外部に出力し、データバス２０６を介してそのデー
タを入力しなければならない。外部より入力されたデー
タは、演算ユニット２により、バス２０８およびメモリ
制御信号１１２を介して命令メモリ６に格納されてい
く。この時この一連の動作を行うためのプログラムは、
予めこのマイクロコンピュータのプログラムの一部とし
て容易しておかなければならない。

【０００６】この他、前述した方式と似た方式にマクロ
サービスと呼ばれるものがある。これは命令メモリに格
納される命令があらかじめ決められており、特殊な割込
みが発生した場合には決められた動作を行い、プログラ
ミングの手間を省こうとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマイク
ロコンピュータにおいては、特権割込み時に行う命令を
命令メモリ６に格納するための命令を、あらかじめプロ
グラムの中に記述しておかなければならない。このため
特権割込み時に処理する内容を変更するためには、マイ
クロコンピュータのプログラムの所定の動作を中断して
（例えばサブルーチンコール）、命令メモリ６に特権割
込み時の命令を再ロードしなければならない。これによ
り、実行中の処理を中断させたくないプログラムの場合
には、命令メモリ６に変更する命令を書き込むことがで
きなくなるという欠点がある。

【０００８】またマクロサービス方式の場合には、これ
により書き込まれる命令が決められており、自由に変更
することができないという欠点がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロコンピ
ュータは、所定の特権割込み命令を含む命令を格納する
命令メモリと、前記命令メモリ内のフェッチする命令の
アドレスを指示するプログラムカウンタと、前記プログ
ラムカウンタにより指示される命令メモリ内の命令をフ
ェッチし、フェッチされた命令をデコードして出力する
命令ユニットと、前記命令ユニットにより出力される命
令により、所定の演算処理を行う演算ユニットと、前記
プログラムカウンタより出力される命令のアドレスと所
定の基準アドレス値とを比較して、両者が一致する場合
に所定の割込み発生信号を生成して出力する割込み発生
部と、前記割込み発生信号を受けて、特権割込み処理用
の制御信号を出力し、前記命令ユニットおよび演算ユニ
ットに送出する割込み制御部と、独自のクロック信号に
より制御されて、前記命令ユニットおよび演算ユニット
とは独立して入出力データ授受の処理を行い、前記割込
み発生部に対する基準アドレス値を出力するとともに、
前記命令メモリに対する書込み制御作用を行うデータ入
出力処理手段と、を少なくとも備え、特権割込み時に実
行される命令を前記命令メモリに書込む処理を、前記デ
ータ入出力手段単独の処理により実行することができる
ことを特徴としている。

【００１０】なお、前記データ入出力処理手段は、独自
のクロック信号に制御されて、前記命令ユニットおよび
演算ユニットとは独立して動作して外部とのデータ授受
を行う入出力ユニットと、前記入出力ユニットによる外
部との間の入出力データを保持し、前記演算ユニットと
の間のデータ授受作用を行うとともに、前記基準アドレ
ス値を前記割込み発生部に対して送出する入出力レジス
タと、前記入出力レジスタより出力されるデータを、前
記入出力ユニットによる書込み制御信号を介して、前記
命令メモリに対する書込みを行うメモリ制御部と、を備
えて構成してもよい。

【００１１】

【実施例】次に、本発明について、図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。従来技術の項目で説明した内容構成に、命令メモリ
６を制御するメモリ制御部５と命令ユニット１および演
算ユニット２とが独立に動作してデータの授受が行える
ように作用する入出力ユニット４と、さらにこの入出力
ユニット４と演算ユニット２の間に入りデータの受渡し
を行う入出力レジスタ３が追加されている。

【００１２】命令メモリ６にデータを書き込むために
は、データを入出力ユニット４を通して外部から受け取
る必要がある。この入出力ユニット４には、マイクロコ
ンピュータと外部とのインタフェースとして次の入出力
信号がある。動作基準として入力される専用のテスト・
クロック１０７と、動作モードを制御するために入力さ
れるモード信号１０８と、入力データ１０９と、出力デ
ータ１１０と、テスト制御部をリセットするために入力
されるテスト・リセット信号１１１である。

【００１３】ここで入出力ユニット４に外部から供給さ
れるテスト・クロック１０７は、マイクロコンピュータ
の命令ユニット１および演算ユニット２等が動作する時
の基準となるクロック１０１とは同じである必要はな
い。これにより命令ユニット１および演算ユニット２
と、入出力ユニット４とは独立に動作することが可能に
なる。この入出力ユニット４には、動作を指定するコマ
ンドと単なるデータとを入力することが可能である。こ
のコマンドの種類としては色々なものが考えられるが、
ここでは入出力ユニット４からアクセスする先を、命令
メモリ６か入出力レジスタ３あるいは割込み発生部８か
を選択するコマンドを考える。外部から入力されるモー
ド信号１０８は、入出力ユニットに入力された入力デー
タ１０９がコマンドか単なるデータかを指定する。また
コマンドによりデータを書き換える対象とする命令メモ
リ６を選択することもできる。

【００１４】入出力ユニット４に入力データ１０９を入
力するには、まずモード信号１０８により入出力ユニッ
ト４をコマンド入力モードにする。この後、命令メモリ
６を選択するコマンドを入力データ１０９を介して入力
する。さらに、命令メモリ６のどのアドレスに入力デー
タをロードするかを決定するコマンドを発行して、メモ
リ制御部５と所定の命令メモリ６とを接続する。次にモ
ード信号１０８を交信してデータ入力モードにする。こ
の後、命令メモリ６に書き込みたい入力データ１０９を
外部より入力して、入出力ユニット４を介して入出力レ
ジスタ３に書き込む。書き込まれた入力データは、入出
力ユニット４において生成される制御信号１０４に従
い、メモリ制御部５により所定の命令メモリ６に書き込
まれる。なお、これらの動作については、命令ユニット
１と演算ユニット２の動作からの影響を受けることな
く、独立に動作させることができる。すなわち命令ユニ
ット１および演算ユニット２の動作中においても、命令
メモリ６内のデータを書き換えることができる。すなわ
ち命令ユニット１および演算ユニット２の動作中におい
ても、命令メモリ６内のデータを書き換えることができ
る。

【００１５】特権割込みが発生した時に、命令メモリ６
に格納されている命令が実行されるのは、前述した図２
に示される従来例の場合と同じである。また発生させる
特権割込みを発生させるための機構は、図２の従来例の
場合とほぼ同じであるが、割込み発生部８に対して基準
値１０５を入力する時に、入出力ユニット４を介して入
出力レジスタ３からその入力を行う点で異なっている。
その方法としては前述のように、割り込み発生部８を選
択してデータを送ればよい。このあと特権割込みが発生
した場合に実行する命令を、命令メモリ６に前述した方
法で順に書き込む。

【００１６】すべての準備が整ったならば、この後命令
ユニット１と演算ユニット２に対してプログラムの実行
を開始させる。プログラムの実行を開始させると、外部
メモリからデータバス２０６を通して所要の命令をフェ
ッチしてきて実行し、その命令アドレスが割込み発生部
８にセットされているアドレスと一致した場合には、そ
の旨の割込み発生信号１０２が割込み制御部９に出力さ
れる。割込み制御部９においては、この割込み発生信号
１０２を受け付けると、命令ユニット１と演算ユニット
２に対して割込み信号１０３を出力し、特権割込み処理
を行う。特権割込み処理を受け付けた命令ユニット１に
おいては、プログラムカウンタ７に対してプログラムカ
ウンタ制御信号１０６を出力し、命令メモリ６の先頭ア
ドレスを示すように指示する。この結果、命令メモリ６
に格納されている命令が実行される。この命令メモリ６
の最後に割込み解除命令を書き込んでおけば、また元の
プログラムが実行される。演算ユニット２においては、
割込みが受け付けられたときの演算の途中結果を格納す
るなどの処理が行われる。

【００１７】プログラムを実行しているときに、特権割
込み処理中に行いたい命令を変更した場合には、前述の
手順でデータを書き換えれば良い。特権割込み処理中に
命令ユニット１と演算ユニット２に内蔵されているレジ
スタなどの内容を参照したい場合には、命令メモリ６の
中の指定されたレジスタのデータを、入出力レジスタ３
に転送する命令を記述しておけば良い。そうすると特権
割込みが発生した場合には、データが入出力レジスタ３
に転送される。転送されたデータは次のようにして読み
だす。まずモード信号１０８により入出力ユニット４を
コマンド入力モードにする。次にアクセスする先を入出
力レジスタ３にするコマンドを、入力データ信号１０９
を介して入力する。この後モード信号１０８によりデー
タ出力モードにして、当該データを出力すればよい。

【００１８】

【発明の効果】上述したように本発明は、特権割込み時
に実行する命令を命令メモリに書き込む処理を、命令ユ
ニットと演算ユニット自身に行わせる必要がないので、
プログラム実行中の命令ユニットおよび演算ユニットの
処理作用を中断することなく、特権割込み時の処理内容
を変更することが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 命令ユニット ２ 演算ユニット ３ 入出力レジスタ ４ 入出力ユニット ５ メモリ制御部 ６ 命令メモリ ７ プログラムカウンタ ８ 割り込み発生部 ９ 割り込み制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の特権割込み命令を含む命令を格納
   する命令メモリと、前記命令メモリ内のフェッチする命
   令のアドレスを指示するプログラムカウンタと、 前記プログラムカウンタにより指示される命令メモリ内
   の命令をフェッチし、フェッチされた命令をデコードし
   て出力する命令ユニットと、 前記命令ユニットより出力される命令により、所定の演
   算処理を行う演算ユニットと、 前記プログラムカウンタより出力される命令のアドレス
   と所定の基準アドレス値とを比較して、両者が一致する
   場合に所定の割込み発生信号を生成して出力する割込み
   発生部と、 前記割込み発生信号を受けて、特権割込み処理用の制御
   信号を出力し、前記命令ユニットおよび演算ユニットに
   送出する割込み制御部と、独自のクロック信号により制
   御されて、前記命令ユニットおよび演算ユニットとは独
   立して入出力データ授受の処理を行い、前記割込み発生
   部に対する基準アドレス値を出力するとともに、前記命
   令メモリに対する書込み制御作用を行うデータ入出力処
   理手段と、 を少なくとも備え、特権割込み時に実行される命令を前
   記命令メモリに書込む処理を、前記データ入出力手段単
   独の処理により実行することができることを特徴とする
   マイクロコンピュータ。
2. 【請求項２】 前記データ入出力処理手段が、 独自のクロック信号に制御されて、前記命令ユニットお
   よび演算ユニットとは独立して動作して外部とのデータ
   授受を行う入出力ユニットと、 前記入出力ユニットによる外部との間の入出力データを
   保持し、前記演算ユニットとの間のデータ授受作用を行
   うとともに、前記基準アドレス値を前記割込み発生部に
   対して送出する入出力レジスタと、 前記入出力レジスタより出力されるデータを、前記入出
   力ユニットによる書込み制御信号を介して、前記命令メ
   モリに対する書込みを行うメモリ制御部と、 を備える請求項１記載のマイクロコンピュータ。