JPH0581045A - ハードウエア・レジスタ・アクセス方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハードウェア・レジスタのアクセス所要時間
の短縮 【構成】 ハードウェア・レジスタ２をアプリケーショ
ン３のデータとしてマップしておき、バス４とハードウ
ェア・レジスタ２とをレディ時にのみ閉成されるスイッ
チ４ａで接続し、バスモニタ５から出力されるバスタイ
ムアウト割込み信号に基づいてＯＳ１がビジー制御を行
なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はハードウェア・レジス
タ・アクセス方法およびその装置に関し、さらに詳細に
いえば、仮想記憶を用いたマルチタスクのオペレーティ
ング・システム（以下、ＯＳと略称する）においてハー
ドウェア・レジスタに対するアクセスを行なうための方
法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からＯＳの上で各種プログラムを動
作させるようにした制御システムにおいては、一般的に
かなり多数のハードウェア・レジスタを有するＣＰＵが
用いられ、これらハードウェア・レジスタの内容を適宜
変更し、または参照することにより必要な制御を行なう
ようにして、全体としての処理の高速化を図っている。
また、仮想記憶方式を採用してアクセス可能なメイン・
メモリ領域を仮想的に大きくし、複数のプログラムによ
る処理を同時に行なわせるマルチタスク機能をサポート
したＯＳにおいても上記ハードウェア・レジスタ・アク
セス方法が採用されている。

【０００３】上記ハードウェア・レジスタ・アクセス方
法についてさらに詳細に説明する。図３は従来の制御シ
ステムを概略的に示すブロック図であり、ＯＳ３１と、
ハードウェア・レジスタ３２と、ＯＳ上で動作するアプ
リケーション・プログラム（以下、アプリケーションと
略称する）３３とを有している。そして、アプリケーシ
ョン３３からハードウェア・レジスタ３２をアクセスす
る必要がある場合には、アプリケーション３３からＯＳ
３１に対してアクセス要求を行ない、アクセス要求を受
けたＯＳ３１がハードウェア・レジスタ３２に対するア
クセス制御を行なう。

【０００４】図４はＯＳ５１によるハードウェア・レジ
スタ３２のアクセス動作を説明するフローチャートであ
り、ステップＳＰ１においてハードウェア・レジスタ３
２がビジーであるか否かを判別し、ビジーでなければそ
のままステップＳＰ２においてハードウェア・レジスタ
３２に対するアクセスを行なう。逆に、ビジーであれ
ば、ステップＳＰ３においてレディ待ち処理を行なった
後、再びステップＳＰ１の判別を行なう。また、ハード
ウェア・レジスタ３２がビジーであった場合には、ハー
ドウェア・レジスタ３２がレディ状態になることに伴な
うレジスタ・レディ割込みに基づいてステップＳＰ４に
おいてレディ待ち解除処理を行なう。したがって、この
レディ待ち解除処理が行なわれれば、上記ステップＳＰ
３のレディ待ち処理によりハードウェア・レジスタ３２
のステータスがビジーからレディに変更されるので、そ
の後、ステップＳＰ２においてハードウェア・レジスタ
５２に対するアクセスを行なうことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の制御システ
ムにおいては、ハードウェア・レジスタ３２が全てＯＳ
３１により管理されており、アプリケーション３３から
直接ハードウェア・レジスタ３２をアクセすることは不
可能であるから、アプリケーション３３によるハードウ
ェア・レジスタ３２のアクセス所要時間が長くなってし
まい、全体として処理速度が低下してしまうという不都
合がある。

【０００６】即ち、アプリケーション３３からハードウ
ェア・レジスタ３２をアクセスする場合には、アプリケ
ーション３３からＯＳ３１に対してハードウェア・レジ
スタ５２のアクセスを要求する処理、ＯＳ３１によりハ
ードウェア・レジスタ３２をアクセスする処理およびハ
ードウェア・レジスタ３２に対するアクセスが完了した
ことをアプリケーション３３に通知する処理が必須とな
り、ＯＳ３１によるハードウェア・レジスタ３２のアク
セス所要時間がメモリ・アクセス所要時間と比較して大
巾に短縮できていても、アプリケーション３３によるハ
ードウェア・レジスタ３２のアクセスには上記の各種処
理が必須となるのであるから、アクセス所要時間を余り
短縮できていないことになる。

【０００７】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、アプリケーションからハードウェア・レ
ジスタをアクセスする場合の所要時間を大巾に短縮で
き、制御システム全体としての処理能力の向上を達成で
きるハードウェア・レジスタ・アクセス方法およびその
装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１のハードウェア・レジスタ・アクセス方
法は、ＯＳ上のプログラムのデータとしてハードウェア
・レジスタをマップしておくことによりプログラムから
直接ハードウェア・レジスタをアクセスするとともに、
ハードウェア・レジスタがビジーであることを条件とし
てアクセスに対するハードウェア・レジスタの反応を禁
止し、ＯＳにおいて割込みを発生させて割込み処理によ
りハードウェア・レジスタのビジー制御を達成する方法
である。

【０００９】請求項２のハードウェア・レジスタ・アク
セス装置は、ＯＳ上のプログラムのデータとしてマップ
されたハードウェア・レジスタと、ハードウェア・レジ
スタがビジーであることを条件としてアクセスに対する
ハードウェア・レジスタの反応を禁止する反応禁止手段
と、ＯＳにおいてハードウェア・レジスタのビジー制御
を達成できる割込みを発生させる割込み発生手段とを含
んでいる。

【００１０】

【作用】請求項１のハードウェア・レジスタ・アクセス
方法であれば、仮想記憶を用いたマルチタスクのＯＳに
おいてハードウェア・レジスタに対するアクセスを行な
う場合に、ＯＳ上のプログラムのデータとしてハードウ
ェア・レジスタをマップしておくことによりプログラム
から直接ハードウェア・レジスタをアクセスでき、プロ
グラムからＯＳに依頼してハードウェア・レジスタに対
するアクセスを行なう必要がなくなるので、ＯＳに対す
るアクセス依頼、ＯＳによるハードウェア・レジスタの
状態確認等に起因するオーバーヘッドを大巾に低減で
き、ハードウェア・レジスタ・アクセス所要時間を大巾
に短縮できる。また、ハードウェア・レジスタのビジー
制御についても、ハードウェア・レジスタがビジーであ
ることを条件としてアクセスに対するハードウェア・レ
ジスタの反応を禁止し、ＯＳにおいて割込みを発生させ
て割込み処理によりハードウェア・レジスタのビジー制
御を達成するようにしているのであるから、実際にビジ
ー制御を行なうことが必要になる頻度を低減でき、全体
としてビジー制御に必要な時間を短縮でき、この面から
もハードウェア・レジスタ・アクセス所要時間を大巾に
短縮できる。

【００１１】請求項２のハードウェア・レジスタ・アク
セス装置であれば、仮想記憶を用いたマルチタスクのＯ
Ｓにおいてハードウェア・レジスタに対するアクセスを
行なう場合に、ＯＳ上のプログラムのデータとしてハー
ドウェア・レジスタがマップされているのであるから、
ＯＳを介在させることなくプログラムから直接にハード
ウェア・レジスタをアクセスでき、プログラムからＯＳ
に依頼してハードウェア・レジスタに対するアクセスを
行なう必要がなくなるので、ＯＳに対するアクセス依
頼、ＯＳによるハードウェア・レジスタの状態確認等に
起因するオーバーヘッドを大巾に低減でき、ハードウェ
ア・レジスタ・アクセス所要時間を大巾に短縮できる。
また、ハードウェア・レジスタのビジー制御について
も、ハードウェア・レジスタがビジーであることを条件
としてアクセスに対するハードウェア・レジスタの反応
を反応禁止手段により禁止し、ＯＳにおいて割込みを発
生させて割込み処理によりハードウェア・レジスタのビ
ジー制御を達成するようにしているのであるから、実際
にビジー制御を行なうことが必要になる頻度を低減で
き、全体としてビジー制御に必要な時間を短縮でき、こ
の面からもハードウェア・レジスタ・アクセス所要時間
を大巾に短縮できる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明のハードウェア・レジスタ・
アクセス装置が組込まれた制御システムを概略的に示す
ブロック図であり、ＯＳ１と、ハードウェア・レジスタ
２と、アプリケーション３と、ハードウェア・レジスタ
２に対するアクセスを行なうためのバス４と、バス４の
状態を監視するバスモニタ５と、ＣＰＵ６とを有してい
る。そして、仮想記憶機能を用いてハードウェア・レジ
スタ２をアプリケーション３のデータとしてマップして
いる（図１中破線参照）。また、ハードウェア・レジス
タ２とバス４との間に、レディ時に両者を接続し、ビジ
ー時に両者の接続を遮断するスイッチ４ａを設けている
とともに、レディ状態になったことに応答してＯＳ１に
レジスタレディ割込み信号を供給するレディ割込み生成
部４ｂを設けている。さらに、バスモニタ５は、アクセ
ス要求があってから所定時間内にアクセスが行なわれな
かったことに応答してバスタイムアウト割込み信号を生
成してＯＳ１に供給する。尚、上記ＯＳ１はマルチタス
ク機能を有しているのであるから、上記アプリケーショ
ン３は同時に複数個が存在しているが、簡略化のために
１つだけを示している。

【００１３】上記構成の制御システムの動作は次のとお
りである。アプリケーション３はＯＳ１の上で動作して
いるのであるから、殆どの入出力デバイス（ハードディ
スク、プリンタ等）に対するアクセスは従来のシステム
と同様に、アプリケーション３からＯＳ１に対してアク
セス要求を出し、ＯＳ１がアクセス制御、ビジー制御等
を行なって入出力デバイスに対する実際のアクセスを行
ない、最後にアプリケーション３に対してアクセス完了
を通知するようにしている。したがって、複数のアプリ
ケーションから同一の入出力デバイスに対するアクセス
要求があった場合であっても、ＯＳ１が複数のアクセス
要求の調停を行ない、入出力デバイスに対するアクセス
を実行する。ここで、ハードディスク、プリンタ等の入
出力デバイスに対するアクセスはかなり遅いのであるか
らＯＳ１が介在した状態であっても特に不都合はなく、
これら入出力デバイスに対するアクセスを行なうための
プログラムの作成が不要になるという利点を有すること
になる。

【００１４】しかし、ハードウェア・レジスタ２に対す
るアクセスを行なう場合には、ハードウェア・レジスタ
２のアクセス所要時間が著しく短いのであるから、ハー
ドディスク、プリンタ等に対するアクセスと異なり、Ｏ
Ｓを介在させることにより、アクセス所要時間が著しく
短いという利点を十分には発揮できなくなってしまう。
この点を考慮して図１の実施例においては、ハードウェ
ア・レジスタ２をアプリケーション３のデータとしてマ
ップしているのであるから、アプリケーション３におい
て該当するハードウェア・レジスタ２がマップされてい
るデータ・アドレスを指定するだけで簡単に、かつ高速
にハードウェア・レジスタ２に対するアクセスを実現で
きる。

【００１５】また、ＯＳ１がシングルタスク機能のみを
サポートしている場合には、ハードウェア・レジスタ２
の内容が予期しない値に変更される危険性がないのであ
るが、この実施例においてはＯＳ１がマルチタスク機能
をサポートしているのであるから、何れかのアプリケー
ション３にとってハードウェア・レジスタの内容が変更
されては困る状態において他の何れかのアプリケーショ
ン３により該当するハードウェア・レジスタ２に対する
アクセスが行なわれる可能性がある。このような場合に
ハードウェア・レジスタ２に対するアクセスを無条件に
許容するとハードウェア・レジスタ２の内容が予期しな
い値になってしまい、元のアプリケーションが暴走し、
または予期しない処理結果を得ることになってしまう。

【００１６】しかし、この実施例においては、アプリケ
ーションがハードウェア・レジスタ２に対応するデータ
・アドレスを指定した場合であっても、スイッチ４ａを
介してバス４とハードウェア・レジスタとが接続されて
いる場合にのみハードウェア・レジスタ２に対するアク
セスを行なうことができ、バス４とハードウェア・レジ
スタ２との接続が遮断されている場合にはバスモニタ５
からＯＳ１に対してバスタイムアウト割込み信号が供給
されることに応答してレディ待ちの割込み処理を行ない
レディ割込み信号に基づいてレディ待ちを解除してハー
ドウェア・レジスタ２に対するアクセスを行なうことが
できる。したがって、ハードウェア・レジスタ２の内容
が他のタスクにより予期しない値に変更されるという不
都合を解消できる。

【００１７】以上の説明から明らかなようにこの実施例
においては、ＯＳ１の介在を必要とせずアプリケーショ
ン３から直接にハードウェア・レジスタ２をアクセスで
きるのでアクセス所要時間を著しく短縮できるととも
に、ハードウェア・レジスタ２が実際にビジー状態にな
った場合にのみビジー制御を行なうのでハードウェア・
レジスタ２のステータスをセンスしてビジー状態か否か
の判別を行なう必要がないことに伴なうビシー制御全体
としての所要時間をも短縮でき、しかもハードウェア・
レジスタ２に対するアクセスの競合を排除してハードウ
ェア・レジスタ２の内容が予期しない値に変更されるこ
とに伴なうアプリケーション３の暴走等を未然に防止で
きる。

【００１８】尚、図１は一般的な制御システムを例示し
ているが、グラフィックス表示装置におけるＣＰＵと、
ハードウェア化されたグラフィックス表示とを接続する
レジスタに適用できることはもちろんであり、この場合
にはグラフィックス表示装置の描画速度を著しく向上さ
せることができる。

【００１９】

【実施例２】図２はこの発明のハードウェア・レジスタ
・アクセス方法の一実施例を示すフローチャートであ
り、ステップＳＰ１においてアプリケーション３の、ハ
ードウェア・レジスタ２がマッピングされたデータ領域
に対応するデータ・アドレスが指定されるまで待ち、ス
テップＳＰ２において、指定されたデータ・アドレスに
基づいてアプリケーション３においてアクセスを開始す
る。この場合に、ハードウェア・レジスタ２がレディ状
態であれば直ちにアクセスが開始できるが、ビジー状態
であればアクセスを開始することができない。そして、
ステップＳＰ３においてハードウェア・レジスタ２に対
するアクセスが行なわれたか否かを判別し、アクセスが
行なわれたと判別された場合にはステップＳＰ４におい
てアクセス終了に対応してハードウェア・レジスタ２を
レディ状態にするとともにレディ割込み信号を発生し、
そのまま一連の処理を終了する。逆に、ステップＳＰ３
においてアクセスが行なわれていないと判別された場合
には、ステップＳＰ５においてアクセスに許容されてい
る限界時間が経過したか否かを判別し、経過していなけ
れば再びステップＳＰ３の判別を行なう。ステップＳＰ
５において限界時間が経過したと判別された場合には、
ステップＳＰ６においてバスタイムアウト割込み信号を
発生してステップＳＰ７においてハードウェア・レジス
タ２のレディ状態（レディ割込みに基づく処理を行なっ
てビジー状態が解除される状態）を待ち、再びステップ
ＳＰ１の判別を行なう。尚、上記ステップＳＰ７におい
てマルチタスク機能に基づいて他のアプリケーション３
の処理を行なうことができる。

【００２０】以上の説明から明らかなように、この実施
例においては、ハードウェア・レジスタ２がレディ状態
であればＯＳ１を介在させることなく直ちにアプリケー
ション３によるハードウェア・レジスタ２のアクセスを
行なうことができ、アクセス所要時間を従来方法と比較
して著しく短縮できる。また、ハードウェア・レジスタ
２のビジー制御を行なう場合にもレジスタのステータス
をセンスしてビジー状態か否かを判別するという従来方
法の処理が不要になり、実際にビジー状態になった場合
にのみビジー制御を行なえばよいので、ビジー制御所要
時間をも短縮できる。この結果、ＣＰＵ６およびハード
ウェア・レジスタ２の能力を最大限に発揮させることが
でき、制御システム全体として処理能力を向上させるこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、ＯＳを
介在させることなくプログラムから直接にハードウェア
・レジスタをアクセスしてアクセス所要時間を大巾に短
縮でき、しかもハードウェア・レジスタがビジーになっ
た場合にのみビジー制御を行なうのであるからアクセス
所要時間を一層短縮できるという特有の効果を奏する。
請求項２の発明も、ＯＳを介在させることなくプログラ
ムから直接にハードウェア・レジスタをアクセスしてア
クセス所要時間を大巾に短縮でき、しかもハードウェア
・レジスタがビジーになった場合にのみビジー制御を行
なうのであるからアクセス所要時間を一層短縮できると
いう特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のハードウェア・レジスタ・アクセス
装置が組込まれた制御システムを概略的に示すブロック
図である。

【図２】この発明のハードウェア・レジスタ・アクセス
方法の一実施例を示すフローチャートである。

【図３】従来の制御システムを概略的に示すブロック図
である。

【図４】ＯＳによるハードウェア・レジスタのアクセス
動作を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ ＯＳ ２ ハードウェア・レジスタ ３ アプ
リケーション ４ａ スイッチ ５ バスモニタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想記憶を用いたマルチタスクのオペレ
   ーティング・システム（１）においてハードウェア・レ
   ジスタ（２）に対するアクセスを行なう方法において、
   オペレーティング・システム（１）上のプログラム
   （３）のデータとしてハードウェア・レジスタ（２）を
   マップしておくことによりプログラム（３）から直接ハ
   ードウェア・レジスタ（２）をアクセスするとともに、
   ハードウェア・レジスタ（２）がビジーであることを条
   件としてアクセスに対するハードウェア・レジスタ
   （２）の反応を禁止し、オペレーティング・システム
   （１）において割込みを発生させて割込み処理によりハ
   ードウェア・レジスタ（２）のビジー制御を達成するこ
   とを特徴とするハードウェア・レジスタ・アクセス方
   法。
2. 【請求項２】 仮想記憶を用いたマルチタスクのオペレ
   ーティング・システム（１）においてハードウェア・レ
   ジスタ（２）に対するアクセスを行なう装置において、
   オペレーティング・システム（１）上のプログラム
   （３）のデータとしてマップされたハードウェア・レジ
   スタ（２）と、ハードウェア・レジスタ（２）がビジー
   であることを条件としてアクセスに対するハードウェア
   ・レジスタ（２）の反応を禁止する反応禁止手段（４
   ａ）と、オペレーティング・システム（１）においてハ
   ードウェア・レジスタ（２）のビジー制御を達成できる
   割込みを発生させる割込み発生手段（５）とを含むこと
   を特徴とするハードウェア・レジスタ・アクセス装置。