JPH06309177A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH06309177A
JPH06309177A JP5101490A JP10149093A JPH06309177A JP H06309177 A JPH06309177 A JP H06309177A JP 5101490 A JP5101490 A JP 5101490A JP 10149093 A JP10149093 A JP 10149093A JP H06309177 A JPH06309177 A JP H06309177A
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藤 光 男 佐
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    • G06F9/30123—Organisation of register space, e.g. banked or distributed register file according to context, e.g. thread buffers
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    • G06F9/48—Program initiating; Program switching, e.g. by interrupt
    • G06F9/4806—Task transfer initiation or dispatching
    • G06F9/4812—Task transfer initiation or dispatching by interrupt, e.g. masked

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 割り込み処理又はサブルーチンプログラムへ
の移行処理を高速に行い、リアルタイム処理の向上を図
る。 【構成】 レジスタセット３１〜３ｎが複数組設けられ
たレジスタセット部と、レジスタセットを選択するため
のレジスタセット選択情報４２を記憶する手段４４と、
選択情報に従ってレジスタセットを選択する選択手段４
１と、レジスタセットの選択を変更させるためのレジス
タセット選択情報変更情報５２を記憶するプログラム記
憶手段５４と、割り込み受付処理時に、選択情報記憶手
段が記憶している選択情報４２を保存するために記憶す
る割り込み時記憶手段６３と、割り込み受付処理時に、
記憶手段が記憶している選択情報４２と、プログラム記
憶手段５４が記憶している選択情報変更情報５２とを用
いて所定の演算を行い、この演算結果を選択情報記憶手
段に与えて選択情報４２を変更させることで、レジスタ
セットの選択を変更させるＡＬＵ６２とを備える。

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
係わり、特にメインプログラムを処理している際にタス
クの切り替えを制御する手段を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロコンピュータにおける割
り込み処理の手順について説明する。
【０００３】図５に示されるように、メインプログラム
１１が処理されている最中に、割り込みの受付１２がな
されると、割り込み受付処理１３が開始される。この割
り込み受付処理１３としては、先ずメインプログラムの
状態を示すプログラム・ステータス・ワード（以下、Ｐ
ＳＷという）であって、フラグ情報を含むものを保存す
る。このＰＳＷの保存は、スタックポインタ（以下、Ｓ
Ｐという）で示される書き換え可能な記憶手段に行う。
さらに、メインプログラムのプログラムカウンタ（以
下、ＰＣという）の情報を、スタックに保存する。引き
続いて、割り込みにより処理すべきプログラムを指定す
るために、いずれの割り込み要求であるかを示すベクタ
情報をプログラム記憶手段から読み出してＰＣに記憶さ
せる。
【０００４】このような割り込み受付処理１３がなされ
た後、レジスタ退避処理１４を行う。この処理１４は、
メインプログラム１１処理中に割り込み受付がなされた
直前に用いていたレジスタの内容を、他の書き換え可能
な記憶手段に記憶させるものである。この後に、正規の
割り込み処理１５が実行される。
【０００５】割り込み処理１５が終了すると、メインプ
ログラムへの復帰処理１６がなされる。この復帰処理１
６として、記憶手段に退避させておいたレジスタの内容
をレジスタに格納させる。
【０００６】引き続いて割り込みリターン処理１７とし
て、スタックに記憶させておいたメインプログラムのＰ
Ｃ情報とＰＳＷ情報とを読み出す。読み出したＰＳＷ情
報は、ＰＳＷへそのまま書き込み、ＰＣ情報をＰＣに書
き込む。これにより、割り込み処理受付時に実行してい
たメインプログラム１８への復帰がなされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のマイク
ロコンピュータには次のような問題があった。割り込み
処理を行う場合には、上述のようにメインプログラムで
用いていたレジスタを退避させるという処理が必要であ
る。レジスタは通常複数で構成されており、全てのレジ
スタに記憶されていたデータを保存する作業には時間を
要する。さらに、このデータを格納させる記憶手段は書
き換え可能な記憶手段であり、通常はデータＲＡＭが用
いられるため、格納にも時間を要する。
【０００８】また、割り込み処理後にメインプログラム
に復帰するためには、退避させていたレジスタを復帰さ
せる必要がある。割り込みの度にレジスタの退避及び復
帰処理が必要になるが、この処理が割り込み処理全体に
占める割り合いは、レジスタの本数の増大と共に増加し
ていく傾向にある。従来は、レジスタの退避及び復帰処
理をＣＰＵからの命令を実行することで行っていた。
【０００９】この結果、割り込みによるタスクの切り替
えに時間がかかり過ぎて、リアルタイム処理に適したシ
ステムの構築が困難となってきた。このような問題は、
割り込み処理に限らずメインプログラムからサブルーチ
ンプログラムに移行する場合も同様である。
【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、割り込み処理又はサブルーチンプログラムへの移行
処理を高速に行いリアルタイム処理の向上を図ることが
できるマイクロコンピュータを提供することを目的とす
る。
【００１１】
【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、複数のレジスタを有するレジスタセットが複
数組設けられたレジスタセット部と、前記レジスタセッ
トを選択するための選択情報を記憶する第１の記憶手段
と、前記第１の記憶手段に記憶された前記選択情報に従
って前記レジスタセットを選択するレジスタ選択手段
と、前記レジスタセットの選択を変更させるための選択
情報変更情報を記憶する第２の記憶手段と、割り込み受
付処理時に、前記第１の記憶手段が記憶している前記選
択情報を保存するために記憶する第３の記憶手段と、割
り込み受付処理時に、前記第１の記憶手段が記憶してい
る前記選択情報と、前記第２の記憶手段が記憶している
前記選択情報変更情報とを用いて所定の演算を行い、こ
の演算結果を前記第１の記憶手段に与えて前記選択情報
を変更させる演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】割り込み処理時に、第１の記憶手段が記憶して
いる選択情報が第３の記憶手段に保存され、この選択情
報と第２の記憶手段が記憶している選択情報変更情報と
の間で所定の演算が行われ、この演算結果が前記第２の
記憶手段に与えられて選択情報が変更されることで、レ
ジスタセットの選択が変更される。このように、割り込
み受付処理時において、割り込みを処理する時のレジス
タセットの変更がＣＰＵ等からの命令を介在させずに自
動的に行われるため、割り込み処理用のプログラミング
の負担が軽減されると共に、割り込み受付処理が高速化
される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１に、本実施例によるマイクロコンピ
ュータにおいて割り込み処理を行う部分の構成を示す。
【００１４】ｍ個（ｍは、２以上の整数）のレジスタで
構成されたレジスタセットがｎ組（ｎは、２以上の整
数）設けられている。レジスタセット選択手段４１は、
この複数組のレジスタセット３１〜３ｎのうちのいずれ
かを選択するものである。
【００１５】レジスタセット選択手段４１は、選択情報
記憶手段４４から与えられる情報に基づいて選択を行
う。
【００１６】選択情報記憶手段４４は、メインプログラ
ムの状態を示すＰＳＷを記憶している。このＰＳＷに
は、いずれのレジスタセットを選択すべきかを示すレジ
スタセット選択情報４２とフラグ情報４３とが含まれて
いる。
【００１７】割り込み時記憶手段６３は、割り込み時に
メインプログラム処理中に使用していた選択情報記憶手
段４４の記憶内容を格納するものである。
【００１８】プログラム記憶手段５４は、ベクタ情報５
１、レジスタセット選択情報変更情報５２、及びレジス
タセット選択情報変更許可情報５３を記憶するものであ
る。このうちベクタ情報５１は、割り込みサービスルー
チンの先頭アドレスに関する情報である。レジスタセッ
ト選択情報変更情報５２は、割り込み時に選択すべきレ
ジスタセットを示す情報を得るために、後述するように
レジスタセット選択情報４２に加算すべきデータを示す
ものである。レジスタセット選択情報変更許可情報５３
は、レジスタセット選択情報４２の変更の許可又は不許
可を示すものである。
【００１９】スイッチング手段６１は、レジスタセット
情報変更許可情報５３に応じて開閉し、変更を許可する
場合に開いてレジスタセット選択情報変更情報５２をＡ
ＬＵ（ARITHMETIC AND LOGIC UNIT ）６２に与える。
【００２０】ＡＬＵ６２は、割り込み時にスイッチング
手段６１から与えられたレジスタセット選択情報変更許
可情報５３と、選択情報記憶手段４４から与えられたレ
ジスタセット選択情報４２とを与えられて加算し、その
結果を選択情報記憶手段４４に与えてレジスタセット選
択情報４２を書き換えるものである。
【００２１】このような構成を備えた本実施例におい
て、割り込み処理が行われる時の動作について、処理の
手順を示した図２と上述した図１とを用いて説明する。
【００２２】メインプログラム２１を処理している最中
に割り込み処理の受付２２が行われると、割り込み受付
処理２３が開始される。この割り込み受付処理２３とし
て、選択情報記憶手段４４に記憶されているレジスタセ
ット選択情報４２とフラグ情報４３とが割り込み時記憶
手段６３に格納されて保存される。この時の格納場所は
ＳＰで示される。また、図示されていないＰＣの情報も
スタックに保存される。
【００２３】次に、プログラム記憶手段５４に格納され
ている情報のうち、いずれの割り込み要求であるかを示
すベクタ情報５１が読み出されてスイッチング手段ＳＷ
６１に出力される。また、レジスタセット選択情報変更
許可情報５３がプログラム記憶手段５４から読み出され
てスイッチング手段６１に与えられ、レジスタセット選
択情報４２の変更が許可されるときはスイッチング手段
６１が開く。これにより、スイッチング手段６１に与え
られたレジスタセット選択情報変更情報５２がＡＬＵ５
２に出力される。割り込み処理によってはレジスタセッ
トを用いないこともある。そのような場合には、レジス
タセット選択情報４２を書き換える必要はないので、ス
イッチング手段６１を閉じるようなレジスタセット選択
情報変更許可情報５３が出力される。
【００２４】ＡＬＵ６２には、選択情報記憶手段４４か
ら出力されたレジスタ選択情報４２が与えられており、
これにレジスタセット選択情報変更情報５２が加算され
て出力される。
【００２５】この加算された結果は、新しいレジスタセ
ット選択情報として選択情報記憶手段４４に与えられ、
レジスタセット選択情報４２が書き替えられる。
【００２６】また、プログラム記憶手段５２から読み出
されたベクタ情報５１が、ＰＣに記憶される。
【００２７】このような割り込み受付処理２３により、
選択情報記憶手段４４に記憶されているレジスタセット
選択情報４２は、割り込み時とは異なるレジスタセット
を選択するように変更される。これにより、正規の割り
込み処理２４を実行することが可能になる。
【００２８】割り込み処理が終了した時には、割り込み
リターン命令（RETI）が実行されて割り込みリターン処
理２５が行われる。スタックに保存されたＰＣ情報が読
み出される。さらに、割り込み時記憶手段６３に保存さ
れていたレジスタセット選択情報４２とフラグ情報４３
とを含むＰＳＷ情報も読み出される。読み出されたＰＳ
Ｗ情報は、選択情報記憶手段４４にそのまま書き込まれ
る。ＰＣ情報は、ＰＣに書き込まれる。これにより、割
り込み受付時に実行していたメインプログラム２６へ復
帰する。
【００２９】ここで、割り込みによりレジスタセット３
１〜３ｎのいずれを選択するかについて、種々の形態が
考えられる。
【００３０】例えば、図３に示された形態では、多重割
り込みが可能であって、割り込みがある度にレジスタセ
ット選択情報４２に１のレジスタ選択情報変更許可情報
５３が加算される。メインプログラム処理時（ネスティ
ングレベルが０）は、レジスタセット３３が使用され
る。割り込み（レベル１）がなされると、レジスタセッ
ト選択情報４２に１が加算されてレジスタセット３４が
用いられる。さらに割り込み（レベル２）がなされる
と、レジスタセット選択情報４２に１が加算され、レジ
スタセット３５が選択される。このようにして、レベル
１から任意のレベルｉ（ｉは、２以上の整数）までの多
重割り込みが可能である。この後、割り込みリターンで
順次レベルｉからレベルｉ−１，…，２，１，０という
ように元のメインプログラムへ戻っていく。復帰処理の
際には、上述したように割り込み時記憶手段６３に保存
されていた割り込み処理受付前のレジスタセット選択情
報４２が選択情報記憶手段４４に書き込まれるため、加
算処理等の演算を行うことなく復帰が可能である。
【００３１】図４に示された割り込み処理の形態では、
予めメインプログラムで用いられるレジスタセット０と
各割り込み処理１〜３で用いられる各レジスタセット３
３，３４，３６との対応関係が固定されている。この場
合には、図３に示された形態とは異なり多重割り込みは
不可である。
【００３２】メインプログラム処理中はレジスタセット
３１が選択され、割り込み１の処理時は、レジスタセッ
ト選択情報変更情報５２に２のレジスタセット選択情報
４２が加算されてレジスタセット３３が選択される。割
り込み１の処理が終了すると、メインプログラムへ復帰
し、レジスタセット３１が再び選択される。その後、割
り込み２の処理時には、レジスタセット選択情報変更情
報５２に３のレジスタセット選択情報４２が加算されて
レジスタセット３４が選択され、終了するとメインプロ
グラムへ復帰してレジスタセット３１に戻る。同様に、
割り込み２が処理される時は、レジスタセット選択情報
変更情報５２に５のレジスタセット選択情報４２が加算
されてレジスタセット３４が選択され、メインプログラ
ムへ復帰した後、割り込み３が処理される時にレジスタ
セット３６が選択される。
【００３３】このように、図４に示された割り込み処理
の形態では、割り込みが発生する毎にレジスタセット選
択情報４２にレジスタセット選択情報変更情報５２が加
算されて得られるレジスタセット選択情報は、直接選択
すべきレジスタセットを示す情報となる。
【００３４】上述した本実施例によれば、割り込み時の
処理に必要なプログラミングの負担が軽減される。即
ち、レジスタセットが複数組設けられており、割り込み
時に選択すべきレジスタセットの選択情報をレジスタセ
ット選択情報変更情報を加算することで、ＣＰＵからの
命令を介在させることなくレジスタセットを自動的に切
り替えることができ、処理が高速化される。この結果、
レジスタの使用数が増大してもリアルタイムで割り込み
を処理することが可能である。
【００３５】上述の実施例は一例であり、本発明を限定
するものではない。例えば、実施例では割り込み処理に
ついて述べたが、メインプログラム処理中にサブルーチ
ンプログラムへ移行する場合にも、本発明を適用するこ
とができる。この場合にも、割り込み処理時と同様に、
選択情報記憶手段４４に記憶されていた内容が割り込み
時記憶手段６３に保存され、レジスタセット選択情報４
２とレジスタセット選択情報変更情報５２とが加算され
て新しいレジスタセット選択情報が選択情報記憶手段４
４に書き込まれる。また、本実施例ではレジスタ選択情
報４２にレジスタセット選択情報変更情報５２を加算し
て変更後の選択情報を得ている。しかし、演算方法とし
ては加算に限定されず、減算や乗算等の他の演算方法を
用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
コンピュータは、割り込み受付処理時又はサブルーチン
プログラム受付処理時において、第１の記憶手段が記憶
している選択情報と第２の記憶手段が記憶している選択
情報変更情報との間で所定の演算が行われ、演算結果が
前記第２の記憶手段に与えられて選択情報が変更される
ことで、レジスタセットの選択の変更がＣＰＵ等からの
命令を介在させずに自動的に行われるため、割り込み処
理のプログラミングの負担が軽減されると共に、割り込
み受付処理が高速化され、リアルタイム処理を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるマイクロコンピュータ
の構成を示したブロック図。
【図２】同マイクロコンピュータにおいて割り込みが発
生した時の処理の手順を示した動作フロー図。
【図３】同マイクロコンピュータにおいて割り込みが発
生した時のレジスタセットの選択の形態を示した動作フ
ロー図。
【図４】同マイクロコンピュータにおいて割り込みが発
生した時のレジスタセットの選択の他の形態を示した動
作フロー図。
【図５】従来のマイクロコンピュータにおいて割り込み
が発生した時のレジスタセットの選択の形態を示した動
作フロー図。
【符号の説明】
２１，２６ メインプログラム処理 ２２ 割り込み受付 ２３ 割り込み受付処理 ２４ 割り込み処理 ２５ 割り込みリターン処理 ３１〜３ｎ レジスタセット ４１ レジスタセット選択手段 ４２ レジスタセット選択情報 ４３ フラグ情報 ４４ 選択情報記憶手段 ５１ ベクタ情報 ５２ レジスタセット選択情報変更情報 ５３ レジスタセット選択情報変更許可情報 ５４ プログラム記憶手段 ６１ スイッチング手段 ６２ ＡＬＵ ６３ 割り込み時記憶手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のレジスタを有するレジスタセットが
    複数組設けられたレジスタセット部と、 前記レジスタセットを選択するための選択情報を記憶す
    る第１の記憶手段と、 前記第１の記憶手段に記憶された前記選択情報に従って
    前記レジスタセットを選択するレジスタセット選択手段
    と、 前記レジスタセットの選択を変更させるための選択情報
    変更情報を記憶する第２の記憶手段と、 割り込み受付処理時に、前記第１の記憶手段が記憶して
    いる前記選択情報を保存するために記憶する第３の記憶
    手段と、 割り込み受付処理時に、前記第１の記憶手段が記憶して
    いる前記選択情報と、前記第２の記憶手段が記憶してい
    る前記選択情報変更情報とを用いて所定の演算を行い、
    この演算結果を前記第１の記憶手段に与えて前記選択情
    報を変更させる演算手段とを備えたことを特徴とするマ
    イクロコンピュータ。
  2. 【請求項２】前記レジスタセット部において、メインプ
    ログラム処理時に用いるレジスタセットと、割り込み処
    理時に用いるレジスタセットとが予め決定されており、 前記第２の記憶手段が記憶している前記選択情報変更情
    報と前記第１の記憶手段が記憶している前記選択情報と
    を用いて演算した結果は、割り込み処理時に用いるレジ
    スタセットを直接示すものであることを特徴とする請求
    項１記載のマイクロコンピュータ。
  3. 【請求項３】前記第２の記憶手段が記憶している前記選
    択情報変更情報は所定値に固定されており、割り込み受
    付処理がある度に前記第１の記憶手段が記憶している前
    記選択情報と前記所定値との間で所定の演算が行われる
    ことを特徴とする請求項１記載のマイクロコンピュー
    タ。
  4. 【請求項４】前記第１の記憶手段が記憶している前記選
    択情報の変更を許可するか否かを示す選択情報変更許可
    情報を記憶する第４の記憶手段と、 割り込み受付処理時に、前記第４の記憶手段が記憶して
    いる前記選択情報変更許可情報が前記選択情報の変更を
    許可するものである場合にのみ、前記第２の記憶手段が
    記憶している前記選択情報変更情報を前記演算手段に与
    える手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ない
    し３のいずれかに記載のマイクロコンピュータ。
  5. 【請求項５】複数のレジスタを有するレジスタセットが
    複数組設けられたレジスタセット部と、 前記レジスタセットを選択するための選択情報を記憶す
    る第１の記憶手段と、 前記第１の記憶手段に記憶された前記選択情報に従って
    前記レジスタセットを選択するレジスタセット選択手段
    と、 前記レジスタセットの選択を変更させるための選択情報
    変更情報を記憶する第２の記憶手段と、 メインプログラムからサブルーチンプログラムの処理へ
    移行する時、前記第１の記憶手段が記憶している前記選
    択情報を保存するために記憶する第３の記憶手段と、 前記サブルーチンプログラムの処理に移行する時、前記
    第１の記憶手段が記憶している前記選択情報と、前記第
    ２の記憶手段が記憶している前記選択情報変更情報とを
    用いて所定の演算を行い、この演算結果を前記第１の記
    憶手段に与えて前記選択情報を変更させる演算手段とを
    備えたことを特徴とするマイクロコンピュータ。
  6. 【請求項６】前記レジスタセット部において、メインプ
    ログラム処理時に用いるレジスタセットと、サブルーチ
    ンプログラム処理時に用いるレジスタセットとが予め決
    定されており、 前記第２の記憶手段が記憶している前記選択情報変更情
    報と前記第１の記憶手段が記憶している前記選択情報と
    を用いて演算した結果は、サブルーチンプログラム処理
    時に用いるレジスタセットを直接示すものであることを
    特徴とする請求項５記載のマイクロコンピュータ。
  7. 【請求項７】前記第２の記憶手段が記憶している前記選
    択情報変更情報は所定値に固定されており、サブルーチ
    ンプログラムの処理に移行する度に前記第１の記憶手段
    が記憶している前記選択情報と前記所定値との間で所定
    の演算が行われることを特徴とする請求項５記載のマイ
    クロコンピュータ。
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Cited By (1)

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