JPH0667896A - シングルチップマイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】所定の命令を割り込みによって処理する場合、
その命令の割込みを起こすと判断できる命令コード部を
解析する際のメモリアクセス回数を低減する。 【構成】所定の命令コードまたはその命令コードのトラ
ップを起こすと認識できる命令コード部から次の命令の
第１バイトまでのバイト長の情報を格納するアドレスを
保持するＳＰレジスタ１１４と、割り込み処理を制御す
る制御部１２０とを備える。制御部１２０に、所定の命
令コードが入力されるとＳＰレジスタ１１４の値をアド
レスとして、そのアドレスに命令コードまたはバイト長
の情報を格納するよう制御させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシングルチップマイクロ
コンピュータに関し、特に所定の命令コードを入力する
と割り込み動作を行うシングルチップマイクロコンピュ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、ＣＰＵ等の単機能のみを備えた複
数のＩＣチップを搭載したマイクロコンピュータ（以下
マルチチップマイコンと記す）に代わり、ＣＰＵを含む
割込コントローラ，シリアルコントローラ，タイマなど
周辺ＩＯコントローラ等の機能を１チップ上に搭載した
シングルチップマイクロコンピュータ（以下シングルチ
ップマイコンと記す）の使用される割合が高くなってき
ているが、このシングルチップマイコンを使用する場
合、たとえ従来のマルチチップマイコンとソフトウェア
に完全な交換性があっても、シングルチップマイコンは
従来のマルチチップマイコンとはアーキテクチャが異な
るため、マルチチップマイコン用に開発されたソフトウ
ェアをそのままシングルチップマイコンで動作させるこ
とができない場合が多い。

【０００３】例えば、従来のマルチチップマイコンは周
辺ＩＯコントローラを制御するために、入出力命令を用
いて周辺ＩＯコントローラ内の制御レジスタの制御デー
タの授受を行うのが一般的であるが、シングルチップマ
イコンにはこれら周辺ＩＯコントローラが内蔵されてい
るため、チップ内の制御レジスタに対してデータ転送命
令を用いてデータアクセスを行えば良いことになる。

【０００４】このように従来のマルチチップマイコン用
のプログラムで用いられている入出力命令は、シングル
チップマイコン用のプログラムではデータ転送命令で代
替できる場合が多い。このような場合に、入出力命令を
処理するために割り込み（以下トラップと記す）を起こ
し、そのトラップ処理ルーチンにおいて、ユーザが適当
な処理を行うことを可能にしたシングルチップマイコン
がある。

【０００５】このような従来のシングルチップマイコン
の一例について説明する。

【０００６】最初に従来のシングルチップマイコンの構
成、シングルチップマイコンと外部メモリとの接続およ
び外部メモリ内のプログラム配置の一例について図１０
〜図１２を用いて説明する。

【０００７】図１０は従来のシングルチップマイコンの
ブロック図である。

【０００８】シングルチップマイコン１００ｂは、種々
の演算処理を行う演算処理部１１０ｂ、命令キューレジ
スタ１３０、命令キューレジスタ１３０からの命令コー
ドを入力解読し種々の制御信号を演算処理部１１０ｂ，
アドレスバス端子１４０，データバス端子１５０および
外部メモリ２００に出力したり、演算処理部１１０ｂか
らの情報を入力したりする制御部１２０ｂから構成され
ており、シングルチップマイコン１００ｂと外部メモリ
２００とはアドレスバス端子１４０，データバス端子１
５０を介して接続されている。

【０００９】演算処理部１１０ｂは、演算部１１１、プ
ログラムの実行状況を示す１６ビットのレジスタである
プログラムステータスワード（以下ＰＳＷと記す）レジ
スタ１１２、汎用レジスタ群１１３、スタックエリアの
ポインタを指す１６ビットレジスタであるスタックポイ
ンタ（以下ＳＰと記す）レジスタ１１４、シングルチッ
プマイコン１００ｂが実行しようとしているプログラム
メモリアドレスのオフセット情報を保持する１６ビット
カウンタであるプログラムカウンタ（以下ＰＣと記す）
１１５で構成されておりそれぞれが内部バス１１６を介
して接続されている。

【００１０】図１１に示すように、ＰＳＷレジスタ１１
２の最上位ビットはＭＤフラグであり、ＭＤフラグが
「０」のときはシングルチプマイコン１００ｂは入出力
命令をそのまま実行し、ＭＤフラグが「１」のとき入出
力命令がシングルチンプマイコン１００ｂ入力されると
トラップを発生するものとする。

【００１１】なお、シングチップマイコン１００ｂの命
令のうち、１バイト目で動作が決まりかつ１バイトで構
成される入力命令コードの１つを「５７Ｈ」とする。

【００１２】次に、外部メモリ２００内のプログラム配
置の一例を図１２に示す。外部メモリ２００内は、ベク
タ領域２０１、プログラムエリア２０２、スタックエリ
ア２０３、命令コード解析ルーチンエリア２０４、命令
別処理ルーチンエリア２０５で構成されている。

【００１３】以下に各領域について説明する。

【００１４】ベクタ領域２０１は、トラップなどによる
割り込み処理ルーチンの開始アドレスが格納されている
エリアで、１ベクタは２バイト（１ワード）で構成さ
れ、割り込みが発生すると、制御部１２０ｂの制御によ
り、割り込み要因に対応したベクタの内容がＰＣ１１５
にロードされる。エミュレーション中のトラップのベク
タ番号は「１６」（ベクタアドレスは「００２０Ｈ」番
地）に設定されているものとする。

【００１５】なお、ベクタ領域２０１は「００００Ｈ」
〜「００ＦＦＨ」番地に配置してある。

【００１６】プログラムエリア２０２は、レジスタ等の
初期化およびメインの処理を行うプログラムが格納され
ている領域である。なお、プログラムエリア２０２は
「０２００Ｈ」〜「０５ＦＦＨ」番地に配置してあるも
のとする。

【００１７】スタックエリア２０３は、トラップが発生
した場合にプログラム実行中のＰＳＷレジスタ１１２お
よびＰＣ１１５の情報をセープすることなどに使用され
る。スタックエリア２０３は「２０００Ｈ」〜「２ＦＦ
ＥＨ」番地に配置してある。

【００１８】シングルチップマイコン１００ｂがトラッ
プを起こした後に実行される命令コード解析ルーチンで
は、トラップを起こした命令コード部を認識しその命令
コード値を利用して命令別処理ルーチンに分岐する処理
が行われる。命令コード解析ルーチンエリア２０４は
「３２００Ｈ」〜「３２ＦＦＨ」番地に配置してある。

【００１９】命令別処理ルーチンでは、トラップを起こ
した命令に対してユーザが行う適当なソフトウェア処
理、トラップから復帰するために必要なＰＣ補正および
トラップからの復帰命令（以下リターン命令と記す）に
よる処理が行われる。リターン命令はこの命令別処理ル
ーチンの最後の処理になるように配置してある。命令別
処理ルーチンエリア２０５は「５７００Ｈ」番地〜「５
７ＦＦＨ」番地に配置してある。

【００２０】またプログラムエリア２０２内には、１バ
イト目で動作が決まりかつ１バイトで構成される入力命
令のコード「５７Ｈ」が「０４２５Ｈ」番地に配置して
ある。

【００２１】次にシングルチップマイコン１００ｂの動
作について図１３，図１４のフローチャートを用いて説
明する。

【００２２】まずリセットにより、シングルチップマイ
コン１００ｂのＰＣ１１５は「０２００Ｈ」に、ＰＳＷ
レジスタ１１２中のＭＤフラグは「０」に初期化され、
シングルチップマイコン１００ｂは「０２００Ｈ」番地
以降のプログラムを実行していくものとする。

【００２３】「０２００Ｈ」以降に配置されているプロ
グラムにおいてはＳＰレジスタ１１４の値を「２ＦＦＥ
Ｈ」に初期化したり、ＰＳＷレジスタ１１２のＭＤフラ
グを「１」にして入出力命令をトラップ処理するモード
に変更する処理等が行われる。

【００２４】次に、命令コード「５７Ｈ」が入力された
場合におけるシングルチップマイコン１００ｂの動作に
ついてそれぞれ説明する。

【００２５】まず制御部１２０ｂは、外部メモリ２００
からＰＣ１１５の指すアドレス「０４２５Ｈ」番地の命
令コード「５７Ｈ」を命令キューレジスタ１３０に取り
込み、ＰＣ１１５の値をインクリメントする制御信号を
発生する。

【００２６】次に命令キューレジスタ１３０から「５７
Ｈ」が出力され、制御部１２０ｂに入力された場合、制
御部１２０ｂは、１バイト目でトラップとなる命令コー
ドが入力されたときの同制御部１２０ｂの制御フローす
なわち図１３に示した処理を行う制御信号を演算処理部
１１０ｂに対して出力する。

【００２７】まず、トラップから復帰するための情報の
一つでありトラップが発生する直前のＰＳＷレジスタ１
１２の値をＳＰレジスタ１１４に退避する制御、すなわ
ち （１）制御部１２０ｂはＳＰレジスタ１１４の値「２Ｆ
ＦＥＨ」を内部バス１１６に出力して、演算部１１１に
入力後、「２」を減じてその演算結果の「２ＦＦＣＨ」
を内部バス１１６に出力し、ＳＰレジスタ１１４に格納
する （２）制御部１２０ｂは、ＳＰレジスタ１１４の値を内
部１１６，アドレスバス端子１４０を通して、またＰＳ
Ｗレジスタ１１２の値を内部バス１１６，データバス端
子１５０を通して外部メモリ２００のアドレス「２ＦＦ
ＣＨ」にＰＳＷレジスタ１１２の値を書き込むという制
御を行う。

【００２８】次に、トラップを発生した命令を確認する
ためにトラップを発生した命令の先頭アドレスをスタッ
クに格納する制御、すなわち （３）前述の（１）項の処理で更新されたＳＰレジスタ
１１４の値「２ＦＦＣＨ」を内部バス１１６に出力し
て、演算部１１１に入力後、「２」を減じてその演算結
果の「２ＦＦＡＨ」を内部バス１１６に出力し、ＳＰレ
ジスタ１１４に格納する （４）ＳＰレジスタ１１４の値を内部バス１１６、アド
レスバス端子１４０を通して外部に出力する。また同時
に「０４２５Ｈ」番地の次の番地の命令コードをフェッ
チするため「０４２６Ｈ」に更新されていたＰＣ１１５
の値をデクリメントして、トラップを起こす命令の先頭
アドレス「０４２５Ｈ」を内部バス１１６，データバス
端子１５０を通して外部出力し、外部メモリ２００のア
ドレス「２ＦＦＡＨ」にＰＣ１１４の値を書き込むとい
う制御を行う。

【００２９】最後に、トラップ処理ルーチンの先頭アド
レスに分岐するため、ベクタ番号「１６」（１０Ｈ）を
参照し分岐する制御、すなわち （５）外部メモリ２００のアドレス「００２０Ｈ」番地
の値「３２００Ｈ」をデータバス端子１５０、内部バス
１１６を通してＰＣ１１５に書き込み、ＰＣ１１５の指
す外部メモリ２００のアドレス「３２００Ｈ」番地の命
令コードをフェッチするという制御を行う。

【００３０】以上に示した処理により、命令コード解析
ルーチンエリア２０４の先頭アドレスに分岐する。

【００３１】次に、図１４に示した命令コード解析ルー
チンおよび命令別処理ルーチン、すなわちトラップ動作
の次にシングルチップマイコン１００ｂが実行するプロ
グラム処理について説明する。

【００３２】そのうちのステップＳ１〜Ｓ５の命令コー
ド解析ルーチンにおいては （１）作業用に使用する汎用レジスタ群１１３のＸＲレ
ジスタの値を外部メモリ２００に退避する（メモリライ
ト１回目） （２）前述の（３）項の制御によって更新されたＳＰレ
ジスタ１１４が指す外部メモリ２００のアドレス「２Ｆ
ＦＡＨ」の内容（トラップを起こした命令の先頭アドレ
ス「０４２５Ｈ」）をＸＲレジスタに転送する（メモリ
リード１回目）そして、ＸＲレジスタの値が指す外部メ
モリ２００のアドレス「０４２５Ｈ」のデータ「５７
Ｈ」をＸＲレジスタに転送する（メモリリード２回目） （３）ＸＲレジスタの値を８ビット左シフトし、これを
命令別処理ルーチンエイア２０５の先頭アドレスとして
分岐するという処理が行われる。続いて図１４のＳ６〜
Ｓ８の命令別処理ルーチンでは、 （４）トラップを起こした命令に対応したユーザによる
適当なソフトウェア処理を行う （５）命令別処理ルーチンの最後の処理であるリターン
命令の実行によりトラップをおこした命令の次のアドレ
スの命令を実行するために、ＳＰレジスタ１１４が指す
外部メモリ２００のアドレス値「２ＦＦＡＨ」の内容す
なわちトラップを起こした命令の先頭アドレス値「０４
２５Ｈ」をインクリメントする （６）割り込みから復帰するためのリターン命令を実行
するという処理が行なわれる。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のシング
ルチップマイクロコンピュータでは、一例として１バイ
ト命令でトラップを発生する入力命令の１つのみに対す
る従来のシングルチップマイコンの動作およびユーザの
行うソフトウェア処理の場合、トラップを起こす命令に
対してユーザが行なう適正なソフトウェア処理（命令別
処理ルーチン）に分岐するため、命令コード解析ルーチ
ンにおいてトラップを起こした命令コード部を認識する
ソフトウェア処理には、３回のメモリアクセスが必要と
なる。

【００３４】また、従来のシングルチップマイコンで
は、１バイト目でトラップを発生する命令は１つだけで
なく複数存在することが多い。よって、トラップとなる
命令コード中のトラップをおこしたコード部の認識のた
めには、図１４に示した処理の他に、作業用のＸＲレジ
スタに格納された命令コードが、トラップとなる命令コ
ード部と一致するかを判断するソフトウェア処理が必要
となる。このときトラップとなる命令コード群を外部メ
モリ２００に配置している場合は、１バイト目でトラッ
プとなる入出力命令では上記３回のメモリアクセスに加
えて、ＸＲレジスタに読み込んだ１バイト目の命令コー
ドとトラップとなる命令コードと比較するために命令コ
ードのテーブル（図１２は示してない。）を参照する回
数と同じ回数（最初の比較で一致する場合もあるので最
低１回）、合計すると最低４回のメモリアクセスが必要
となる。

【００３５】また、トラップを起こすバイト長の異なる
命令が混在していることもあるため、１バイト目で一致
する命令コードが存在しなかった場合は２バイト目の命
令コードを外部メモリ２００から読み込むためにメモリ
アクセスが１回必要となるうえ、読み込んだ命令コード
のテーブルを参照するときにメモリアクセスが最低１回
必要となり、前述の”最低４回”を加えると、合計して
最低６回のメモリアクセスが必要となる。

【００３６】このようにトラップとなる命令コードのパ
ターンが増えるほど、命令コード解析ルーチンでのメモ
リアクセスが増加するという問題点を有していた。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明のシングルチップ
マイクロコンピュータは、所定の命令コードおよびこの
命令コードのトラップを起こすと認識できる命令コード
部から次の命令の第１バイトまでのバイト長の値の一方
を格納するスタックのアドレスを保持するレジスタと、
割り込み処理を実行する手段と、前記割り込み処理を制
御する制御部とを備え、前記制御部を、前記所定の命令
コードが入力されると、前記レジスタの値をアドレスと
し該アドレスに前記所定の命令コードおよびこの命令コ
ードのトラップを起こすと認識できる命令コード部から
次の命令の第１バイトまでのバイト長の値の一方を格納
する制御を行うようにした構成を有している。

【００３８】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００３９】図１は本発明の第１の実施例のシングルチ
ップマイクロコンピュータおよびこれと接続する外部メ
モリのブロック図である。

【００４０】シングルチップマイクロコンピュータ（以
下、シングルチップマイコンという）１００は、種々の
演算処理を行う演算処理部１１０、命令キューレジスタ
１３０、命令キューレジスタ１３０から出力される命令
コードを入力解読し種々の制御信号を演算処理部１１
０，アドレスバス端子１４０，データバス端子１５０お
よび外部メモリ２００に対して出力したり、演算処理部
１１０からの情報を入力したりする制御部１２０から構
成されている。

【００４１】演算処理部１１０、演算部１１１，プログ
ラムステータスワード（以下、ＰＳＷという）レジスタ
１１２，汎用レジスタ群１１３，スタックポインタ（以
下、ＳＰという）レジスタ１１４，プログラムカウンタ
（以下、ＰＣという）１１５がそれぞれ内部バス１１６
を介して接続されている。またシグルチップマイコン１
００と外部メモリ２００とはアドレスバス端子１４０，
データバス端子１５０を介して接続されている。なお、
ＰＳＷレジスタ１１２の最上位ビットは、図１１と同様
にＭＤフラグであり、このＭＤフラグが「０」のときは
シングルチップマイコン１００は入出力命令をそのまま
実行し、ＭＤフラグが「１」のとき入出力命令がシング
ルチップマイコン１００に入出されるとトラップを発生
するものとする。

【００４２】なお、シングルチップマイコン１００の命
令のうち、１バイト目で動作が決まりかつ１バイトで構
成され、ＭＤフラグが「０」のときは入力命令をそのま
ま実行し、ＭＤフラグが「１」のときトラップをを発生
する入力命令コードの１つを「５７Ｈ」とする。

【００４３】次に、外部メモリ２００内のプログラム配
置の一例を図２に示す。

【００４４】外部メモリ２００内はベクタ領域２０１、
プログラムエリア２０２、スタックエリア２０３、命令
コード解析ルーチンエリア２０４、命令別処理ルーチン
エリア２０５で構成されている。

【００４５】次に各領域について説明する。

【００４６】ベクタ領域２０１は、トラップなどによる
割り込み処理ルーチン開始アドレスが格納されているエ
リアで、１ベクタは２バイト（１ワード）で構成され、
トラップなどの割り込みが発生すると、制御部１２０の
制御により、割り込み要因に対応したベクタの内容がＰ
Ｃ１１５にロードされる。エミュレーション中のトラッ
プのベクタ番号は「１６」（ベクタアドレスは「００２
０Ｈ」番地）に設定されているものとする。

【００４７】なお、ベクタ領域は「００００Ｈ」〜「０
０ＦＦＨ」番地に配置してある。

【００４８】プログラムエリア２０２は、レジスタ等の
初期化およびメインの処理を行うプログラムを格納して
ある領域である。なお、プログラムエリア２０２は「０
２００Ｈ」〜「０５ＦＦＨ」番地に配置してあるものと
する。

【００４９】スタックエリア２０３は、トラップが発生
した場合にプログラム実行中のＰＳＷレジスタ１１２お
よびＰＣ１１５の情報をセープすることなどに使用され
る。スタックエリア２０３は「２０００Ｈ」〜「２ＦＦ
ＥＨ」番地に配置してある。

【００５０】シングルチップマイコン１００がトラップ
を起こした後に実行される命令コード解析ルーチンで
は、トラップを起こした命令コード部を認識しその命令
コード値を利用して命令別処理ルーチンに分岐する処理
が行われる。命令コード解析ルーチンエリア２０４は
「３２００Ｈ」〜「３２ＦＦＨ」番地に配置してある。

【００５１】命令別処理ルーチンでは、トラップを起こ
した命令に対してユーザが行う適当なソフトウェア処
理、トラップから復帰するために必要なＳＰレジスタ１
１４の補正およびトラップからの復帰命令（以下リター
ン命令と記す）による処理が行われる。リターン命令は
このルーチンの最後の処理なるように配置してある。命
令別処理ルーチンエリア２０５は「５７００Ｈ」番地〜
「５７ＦＦＨ」番地に配置してある。

【００５２】またプログラムエリア２０２内には、１バ
イト目で動作が決まりかつ１バイトで構成される入出力
命令のコード「５７Ｈ」が「０４２５Ｈ」番地に配置し
てある。

【００５３】次にシングルチップマイコン１００の動作
について図３〜図５を用いて説明する。

【００５４】まずリセットにより、シングルチップマイ
コン１００のＰＣ１１５は「０２００Ｈ」に、ＰＳＷレ
ジスタ１１２中のＭＤフラグは「０」に初期化され、シ
ングルチップマイコン１００は「０２００Ｈ」番地以降
のプログラムを実施していくものとする。

【００５５】「０２００Ｈ」番地以降のプログラムにお
いては、スタックポインタＳＰ１１２の値を「２ＦＦＥ
Ｈ」に初期化したり、ＭＤフラグを「１」にして入出力
命令をトラップにより処理するモードに変更する処理等
が行われる。

【００５６】次に、１バイト目で命令の動作が決まりか
つ１バイトで構成される入出力命令のコードが入力され
た場合におけるシングルチップマイコン１００の動作に
ついて説明する。

【００５７】まず制御部１２０は、外部メモリ２００か
らＰＣ１１５の指すアドレス「０４２５Ｈ」番地の命令
コード「５７Ｈ」を命令キューレジスタ１３０に取り込
み、ＰＣ１１５の値をインクリメントする制御信号を発
生する。

【００５８】次に命令キューレジスタ１３０から「５７
Ｈ」が制御部１２０に入力されると、制御部１２０はま
ず図３に示した処理を行う制御信号を演算処理部１１０
に対して出力する。

【００５９】まず、トラップから復帰するための情報の
一つでありトラップが発生する直前のＰＳＷレジスタ１
１２の値をスタックに退避する制御、すなわち （１）制御部１２０はＳＰレジスタ１１４の値「２ＦＦ
ＥＨ」を内部バス１１６に出力して、演算部１１１に入
力後、「２」を減じてその演算結果の「２ＦＦＣＨ」を
内部バス１１６に出力し、ＳＰレジスタ１１４に格納す
る （２）制御部１２０は、ＳＰレジスタ１１４の値を内部
バス１１６、アドレスバス端子１４０を通して、またＰ
ＳＷレジスタ１１２の値を内部バス１１６、データバス
端子１５０を通して外部メモリ２００のアドレス「２Ｆ
ＦＣＨ」にＰＳＷレジスタ１１２の値を書き込むという
制御を行う。

【００６０】次に、トラップから復帰するための情報で
ありトラップを発生した命令の次の命令の先頭アドレス
をスタックに格納する制御、すなわち （３）前述の（１）項の処理で更新されたＳＰレジスタ
１１４の値「２ＦＦＣＨ」を内部バス１１６に出力し
て、演算部１１１に入力後、「２」を減じてその演算結
果の「２ＦＦＡＨ」を内部バス１１６に出力し、ＳＰレ
ジスタ１１４に格納する （４）ＳＰレジスタ１１４の値を内部バス１１６，アド
レスバス端子１４０を通して外部に出力する。次に、
「０４２５Ｈ」番地の次の番地の命令コードをフェッチ
するため「０４２５Ｈ」に更新されていたＰＣ１１５の
値を内部バス１１６，データバス端子１５０を通して外
部にそれぞれ出力し、外部メモリ２００のアドレス「２
ＦＦＡＨ」にＰＣ１１４の値を書き込むという制御を行
う。

【００６１】次に、トラップを起こした命令コード部の
値を認識するためにトラップを起こした命令のトラップ
と認識できる命令コード部の値をスタックに格納する制
御、すなわち （５）前述の（３）項の処理で更新されたＳＰレジスタ
１１４の値「２ＦＦＡＨ」を内部バス１１６に出力し
て、演算部１１１に入力後、「２」を減じてその演算結
果の「２ＦＦ８Ｈ」を内部バス１１６に出力し、ＳＰレ
ジスタ１１４に格納する （６）ＳＰレジスタ１１４の値を内部バス１１６，アド
レスバス端子１４０を通して外部に出力する。次に、命
令キューレジスタ１３０からの命令コードの値である
「５７Ｈ」をデータバス端子１５０を通して外部に出力
し、外部メモリ２００のアドレス「２ＦＦ８Ｈ」に書き
込むという制御を行う（（１）〜（６）までの処理で外
部メモリ２００のスタックエリア２０３は図４に示した
状態になる）。

【００６２】最後に、トラップ処理ルーチンの先頭アド
レス分岐するため、ベクタ番号「１６」（１０Ｈ）を参
照し分岐する制御、すなわち （７）ベクタ番号「１６」（１０Ｈ）を参照し分岐す
る。すなわち外部メモリ２００のアドレス「００２０
Ｈ」番地の値「３２００Ｈ」をデータバス端子１５０，
内部バス１１６を通してＰＣ１１５に格納し、ＰＣ１１
５の指す外部メモリ２００のアドレス「３２００Ｈ」番
地の命令コードをフェッチするという制御を行う。

【００６３】以上に示した処理により命令コード解析ル
ーチンの先頭アドレスに分岐する。

【００６４】次に、図５に示した命令コード解析ルーチ
ンおよび命令別処理ルーチン、すなわちトラップ動作の
次にシングルチップマイコン１００が実行するプログラ
ム処理について説明する。

【００６５】まず、命令コード解析ルーチンにおいては
図５のＳ１〜Ｓ４のソフトウェア処理、すなわち （１）作業用の汎用レジスタ群１１３のＸＲレジスタの
内容をメモリに格納する（メモリライト１回目） （２）ＳＰレジスタ１１４の内容に「２」加えたアドレ
ス値「２ＦＦＡＨ」の値「００５７Ｈ」をＸＲレジスタ
に転送する（メモリリード１回目） （３）ＸＲレジスタの値を８ビット左シフト、これを命
令別処理ルーチンの先頭アドレスとして分岐するという
処理を行う。

【００６６】次に図５のＳ５〜Ｓ７に示した命令別処理
ルーチンの処理、すなわち （４）トラップを起こした命令に対応したユーザの適当
なソフトウェア処理を行う （５）ＳＰレジスタ１１４の内容に「２」の内容に
「２」加える（その値は「２ＦＦＡＨ」となる） （６）リターン命令を実行するという処理を行う。

【００６７】図６は本発明の第２の実施例のシングルチ
ップマイコンのブロック図およびこれと接続する外部メ
モリのブロック図である。この実施例は、トラップを起
こした命令のトラップを起こすと認識できる命令コード
部からの次の命令の第１バイトまでのバイト長を表す値
をスタックに格納するシングルチップマイコンであり、
この実施例が第１の実施例と異なる点は、制御部１２０
ａが定数発生回路１１７にトラップを起こした命令のト
ラップを起こすと認識できる命令コード部から次の命令
の第１バイトまでのバイト長を表す値を発生させ、その
値を内部バス１１６に出力する制御を行うよにした点で
ある。

【００６８】シグルチップマイコン１００ａにおいて、
１バイト目でトラップとなる命令のコードの１つが「５
７Ｈ」であることは第１お実施例と同じであるが、それ
以外にＰＳＷレジスタ１１２のＭＤフラグが「１」のと
きにトラップを発生し、ｎバイト目（ｍは２以上の整
数）で命令の動作が決まりかつｍバイト（ｍは２以上の
整数でｍ≧ｎ）で構成される出力命令の１つとして、３
バイトで構成され、ＭＤフラグが「１」の場合に２バイ
ト目でトラップとなる命令のコード「９ＦＨ」「７５
Ｈ」「４０Ｈ」があるものとする。

【００６９】図７は本実施例における外部メモリ２００
内のプログラム配置図であり、「７５００Ｈ」番地〜
「７５ＦＦＨ」番地の命令別処理ルーチンＢを命令コー
ド「９ＦＨ」「７５Ｈ」「４０Ｈ」の命令別処理ルーチ
ンに設定していることと、命令のコード「９ＦＨ」「７
５Ｈ」「４０Ｈ」を「０５８０Ｈ」番地〜「０５８２
Ｈ」番地に配置していること以外は第１の実施例におけ
る外部メモリ２００のプログラム配置図と同じである。

【００７０】次に本発明の動作につい説明する。

【００７１】まず、１バイト目でトラップとなる命令コ
ード「５７Ｈ」をシングルチップマイコン１００ａが外
部メモリ２００から命令キューレジスタ１３０に取り込
み、命令コード「５７Ｈ」を命令キューレジスタ１３０
から制御部１２０ａに入力されると、図８のＳ１，Ｓ２
の処理と（図３のＳ１，Ｓ２と同様の処理）を行う制御
信号を演算処理部１１０ａに対して出力する。

【００７２】次に、制御部１２０ａは図２のＳ３に示す
処理を行う制御信号を出力する。すなわち、制御部１２
０ａは、ＳＰレジスタ１１４の値「２ＦＦＡＨ」を内部
バス１１６に出力して、演算部１１１に入力後、「２」
を減じてその演算結果の「２ＦＦ８Ｈ」を内部バス１１
６に出力し、ＳＰレジスタ１１４に格納する。

【００７３】制御部１２０ａは、定数発生回路１１７に
トラップを発生した命令のトラップを起こすと認識でき
る命令コード部から次の命令の第１バイト目までのバイ
ト長の値「０００１Ｈ」発生させ、ＳＰレジスタ１１４
の値を内部バス１１６、アドレスバス端子１４０を通し
て、また定数発生回路１１７，ＰＳＷレジスタ１１２の
値を内部バス１１６、データバス端子１５０を通して外
部メモリ２００のアドレス「２ＦＦ８Ｈ」番地に「００
０１Ｈ」を書き込む。

【００７４】次に図８のＳ４に示した処理を実施して、
命令コード解析ルーチンの先頭アドレスに分岐する。

【００７５】続いて、図９に示した命令コード解析ルー
チンおよび命令別処理ルーチン、すなわちトラップ動作
の次にシングルチップマイコン１００ａが実行するプロ
グラム処理について説明する。

【００７６】命令コード解析ルーチンにおいては、 （１）汎用レジスタ群１１３の作業用のＸＲレジスタの
内容を外部メモリ２００に退避する（メモリライト１回
目） （２）図８のＳ２に示した処理によって更新されたＳＰ
レジスタ１１４の値「２ＦＦＡＨ」で示される外部メモ
リ２００のアドレスの内容「０００１Ｈ」をＸＲレジス
タに格納する（メモリリード１回目） （３）ＳＰレジスタ１１４に「２」加えた値のアドレス
「２ＦＦＣＨ」番地の内容「０４２６Ｈ」からＸＲレジ
スタの値「０００１Ｈ」を減算してその結果をＸＲレジ
スタに格納する（メモリリード２回目） （４）ＸＲレジスタの値「０４２５Ｈ」で指し示される
外部メモリ２００のアドレスの内容「５７Ｈ」をＸＲレ
ジスタに格納する（メモリリード３回目） （５）ＸＲレジスタの値を８ビット左シフトして、これ
を命令別処理ルーチンＡの先頭アドレスとして分岐する
という処理を行う。

【００７７】図９のＳ５，Ｓ６は命令別処理ルーチンＡ
での処理であり、第１の実施例における命令別処理ルー
チンと同じソフトウェア処理を行なう。

【００７８】３バイトで構成され２バイト目でトラップ
となる命令コード「９ＦＨ」「７５Ｈ」「４０Ｈ」をシ
ングルチップマイコン１００ａが処理する場合、以下に
示す点が異なるだけであとは命令コード「５７Ｈ」と場
合と同様な処理を行う。

【００７９】（１）制御部１２０ａはＰＣ１１５の値を
１インクリメントしてその値をＳＰレジスタ１１４の指
すアドレス「２ＦＦＣＨ」番地に書き込む制御を行う
（これによりスタックに格納されるＰＣの値は３バイト
命令「９ＦＨ」「７５Ｈ」「４０Ｈ」が配置されている
次のアドレス「０５８３Ｈ」となる）。

【００８０】（２）「２ＦＦＡＨ」番地には「０００２
Ｈ」が格納される。

【００８１】なお、本実施例のシングルチップマイコン
１００ａもトラップを起こすと認識できる命令コード部
の値が一致しないシングルチップマイコンの場合に有効
であるが、これが一致する場合においても、トラップを
起こす命令コードの第１バイトからトラップを起こすと
認識できる命令コード部までのバイト長の種類によって
割り込みベクタを別に設定して、異なる命令コード解析
ルーチンを設定することなどにより容易に実施できる。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明したように本発明は、トラッ
プを起こした命令コードを格納する場合、従来のマイク
ロコンピュータのように、トラップを起こした命令コー
ド部を認識するために１バイト目でトラップとなる命令
の場合は最低３回、２バイト目でトラップとなる命令の
場合は最低５回のメモリアクセスを必要としていた場合
と比較すると、所定のレジスタに命令コードを格納する
ため、命令コード部を認識するためのメモリアクセスは
２回のみであり、またトラップを起こした命令の先頭か
らトラップとなった命令コード部までのバイト長の値を
格納するマイクロコンピュータの場合、トラップを起こ
す命令コードのバイト位置に関係なく命令コードを認識
するためのメモリアクセスは４回のみであるので、命令
コード解析ルーチンでの処理を高速にできるという効果
を有する。

【００８３】なお、トラップを起こす命令コード部の値
をスタックに格納する方法とトラップを起こす命令のト
ラップを起こす命令コード部の値をスタックに格納する
方法とトラップを起こす命令のトラップを起こすと認識
できる命令コード部から次の命令コードの第１バイトま
でのバイト長を表す値をスタックに格納する方法を混在
させることも可能である。例えば１バイト目コード部の
値を、３バイト目でトラップとなる命令コードの場合は
トラップを起こす命令のトラップを起こすと認識できる
命令コード部から次の命令コードの第１バイトまでのバ
イト長を表す値を所定のレジスタに格納するという制御
を行う。この場合、トラップを起こす命令の第１バイト
からトラップを起こすと認識できる命令コード部までの
バイト長を表す値が１バイト目でトラップとなる命令お
よび２バイト目でトラップとなる命令コードと一致して
しまって、命令コード解析ルーチンで両者のどちらであ
るかが認識不可となるときは、トラップのベクタを、１
バイト目でトラップとなる命令および２バイト目でトラ
ップとなる命令の場合と未定義命令の場合で別に設定す
ること等の簡単な対応を施せばよい。このように本発明
により応用効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。

【図２】図１に示された実施例のシングルチップマイコ
ンと接続する外部メモリのメモリマップである。

【図３】図１に示された実施例の動作の一部を説明する
ためのフローチャートである。

【図４】図１に示された実施例の動作を説明するための
外部メモリの一部のメモリマップである。

【図５】図１に示された実施例の動作の他の一部を説明
するためのフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施例のブロック図である。

【図７】図６に示された実施例のシングルチップマイコ
ンと接続する外部メモリのメモリマップである。

【図８】図６に示された実施例の動作の一部を説明する
ためのフローチャートである。

【図９】図６に示された実施例の動作の他の一部を説明
するためのフローチャートである。

【図１０】従来のシングルチップマイコンの一例を示す
ブロック図である。

【図１１】図１０に示されたシングルチップマイコンの
ブログラムステータスワードレジスタのデータフォーマ
ット図である。

【図１２】図１０に示されたシングルチップマイコンと
接続する外部メモリのメモリマップである。

【図１３】図１０に示されたシングルチップマイコンの
動作の一部を説明するためのフローチャートである。

【図１４】図１０に示されたシングルチップマイコンの
動作の他の一部を説明するためのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１００，１００ａ，１００ｂ シングルチップマイク
ロコンピュータ １１０，１１０ａ，１１０ｂ 演算処理部 １１１ 演算部 １１２ プログラムステータスワードレジスタ １１３ 汎用レジスタ群 １１４ スタックポインタレジスタ １１５ プログラムカウンタ １２０，１２０ａ，１２０ｂ 制御部 １３０ 命令キューレジスタ ２００ 外部メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の命令コードおよびこの命令コード
   のトラップを起こすと認識できる命令コードから次の命
   令の第１バイトまでのバイト長の値の一方を格納するス
   タックのアドレスを保持するレジスタと、割り込み処理
   を実行する手段と、前記割り込み処理を制御する制御部
   とを備え、前記制御部を、前記所定の命令コードが入力
   されると、前記レジスタの値をアドレスとし該アドレス
   に前記所定の命令コードおよびこの命令コードのトラッ
   プを起こすと認識できる命令コード部から次の命令の第
   １バイトまでのバイト長の値の一方を格納する制御を行
   うようにしたことを特徴とするシングルチップマイクロ
   コンピュータ。