JPH07295836A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチタスクオペレーションによるプログラ
ム処理において、割り込み時の情報を全タスク共通の領
域に退避させ、ＲＡＭサイズを大幅に削減する。 【構成】 割り込み時のプログラムカウンタＰＣ、ステ
ータスレジスタＳＲの情報を記憶するための割り込み退
避領域ＩＳ１〜ＩＳｎを各割り込みレベル毎に設け、初
期状態では割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎに無効デー
タを格納し、ＣＰＵが割り込みを受け付け時にプログラ
ムカウンタＰＣ、ステータスレジスタＳＲの情報を割り
込み退避領域ＩＳｉに記憶させ、有効にさせる。割り込
み処理プログラムの実行後、割り込み復帰命令が出さ
れ、ＣＰＵは割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎから最も
高く、かつ有効な情報の格納されている割り込み退避領
域ＩＳｉから割り込み時の所定の情報を読み出し、プロ
グラムカウンタＰＣ、ステータスレジスタＳＲに復元
し、割り込み前に実行していたプログラムの実行を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、マルチタスクオペレーションによる割り込
み処理を行う半導体集積回路装置に適用して有効な技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者が検討したところによれば、半
導体集積回路装置では、ＣＰＵが割り込みを受け付けた
場合、割り込みプログラムによる処理が終了すると割り
込み受け付け時に実行していたプログラムの位置に戻る
ために、所定の割り込み情報をメモリ領域である割り込
み情報退避領域に記憶している。また、この割り込み情
報退避領域は、一般にスタック領域を使用している。

【０００３】さらに、この半導体集積回路装置は、割り
込み受け付け時に、一部または全ての割り込み情報をス
タック領域に記憶する方式（以下、この方式のＣＰＵを
従来方式のＣＰＵという）となっている。

【０００４】また、従来方式のＣＰＵの場合、本発明者
の検討によれば、マルチタスクオペレーションによるプ
ログラム処理において、割り込みが多重に発生してしま
うと、それぞれの割り込みに対する割り込み情報が１個
のスタック領域に記憶されるので、多重割り込みに対す
る割り込み情報がスタック領域に記憶されてもスタック
領域がオーバーフローしないようにそれぞれのタスク毎
にスタック領域を確保している。

【０００５】なお、マルチタスクオペレーションを述べ
てある例として、産業図書（株）発行「コンピューター
・アーキテクチャ」昭和５６年２月２５日発行、山田博
著，Ｐ１３１〜Ｐ１３８がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来方式のＣＰＵでは、マルチタスクオペレーション
によりプログラム処理を行う場合に、各々のタスク毎に
スタック領域を確保する必要があり、各タスク毎に多重
割り込みに対する割り込み情報がスタック領域に記憶さ
れても、スタックがオーバーフローしないように多量の
スタック領域を各タスク毎に確保する必要が生じ、必要
となるＲＡＭ領域が増大してしまい、シングルチップな
ど比較的ＲＡＭ容量の少ない半導体集積回路装置では、
ＲＡＭ容量が不足してしまい、プログラムの処理ができ
なくなってしまう。

【０００７】本発明の目的は、マルチタスクオペレーシ
ョンによるプログラム処理において、割り込み受け付け
時に所定の情報を記憶するスタック領域を大幅に削減で
きる半導体集積回路装置を提供することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１０】すなわち、本発明の半導体集積回路装置
は、マルチタスクオペレーションによりプログラム処理
の割り込み受け付け時に、割り込み発生前の状態を意味
する割り込み情報を記憶する専用の領域である割り込み
退避領域を設けたものである。

【００１１】

【作用】上記のような構成の半導体集積回路装置によれ
ば、それぞれのタスクに共通の割り込み退避領域を設け
ることにより、全体として必要なＲＡＭ容量を大幅に削
減することができる。

【００１２】それにより、たとえば、８ビットクラスの
シングルチップなどのＲＡＭ容量の少ない半導体集積回
路装置であっても内蔵されているＲＡＭだけでマルチタ
スクオペレーションを用いたプログラム処理により半導
体集積回路装置を動作させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例による半導体集
積回路装置のレジスタ群およびスタック領域の要部構成
図である。

【００１５】本実施例において、半導体集積回路装置に
設けられているレジスタ群１は、ＣＰＵ（図示せず）が
次に実行すべき命令のアドレスを格納しているレジスタ
であるプログラムカウンタＰＣと、ステータス結果をレ
ジストするレジスタであるステータスレジスタＳＲと、
プログラム演算に使用されるレジスタである汎用レジス
タＲ０〜Ｒｎと、スタック領域を指すレジスタであるス
タックポインタＳＰとにより構成されている。

【００１６】また、ＣＰＵに入力されている割り込み処
理プログラムには、割り込み処理プログラムから割り込
み前に実行していたプログラムへ復帰するための専用命
令である割り込み復帰命令が入力されている。

【００１７】さらに、割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎ
は、割り込み受け付け時のプログラムカウンタＰＣとス
テータスレジスタＳＲとの情報を記憶するための領域で
あり、これは各割り込みレベル毎に存在している。

【００１８】また、通常のプログラム処理において、ス
タックが必要になった場合は、スタックポインタＳＰの
指すスタック領域Ｓが使用され、割り込み退避領域ＩＳ
１〜ＩＳｎが通常のプログラム処理において使用される
ことはない。

【００１９】なお、割り込みスタック領域ＩＳ１〜ＩＳ
ｎには、初期状態で無効を意味するデータが格納され
る。

【００２０】次に、本実施例の作用について説明する。

【００２１】ＣＰＵが割り込みを受け付けると、ＣＰＵ
は割り込み情報として、割り込み受け付け時のプログラ
ムカウンタＰＣとステータスレジスタＳＲとの内容を当
該割り込みレベルに対応した割り込み退避領域ＩＳｉに
記憶させる。

【００２２】その後、ＣＰＵは割り込み処理を行うプロ
グラムである割り込み処理プログラムを実行させる。

【００２３】そして、割り込み処理プログラムが終了
し、割り込み前に実行していたプログラムに戻る場合に
は、割り込み処理プログラムにより割り込み復帰命令が
出力される。

【００２４】このとき、ＣＰＵは、割り込み退避領域Ｉ
Ｓ１〜ＩＳｎの中の有効な情報から最も高い割り込みレ
ベルに対応した割り込み退避領域からの割り込み情報、
即ち、割り込み受け付け時のプログラムカウンタＰＣと
ステータスレジスタＳＲとの情報内容を読み出し、それ
ぞれの情報をプログラムカウンタＰＣとステータスレジ
スタＳＲとに復元するとともに、読み出した最も高い割
り込みレベルに対応した割り込み退避領域の内容を無効
を意味する内容に更新する。

【００２５】これにより、ＣＰＵは、割り込み前に実行
していたプログラムの実行を再開する。

【００２６】また、上記より、割り込み退避領域ＩＳ１
〜ＩＳｎには、割り込み発生後、割り込み処理プログラ
ムが完了していない割り込みレベルに対応した割り込み
退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎにだけ有効な情報が格納されて
いることになる。すなわち、これを利用してより柔軟な
割り込み管理が可能となる。

【００２７】なお、例外発生時にも、例外処理プログラ
ム終了後に例外発生前の状態に戻るために、プログラム
カウンタＰＣとステータスレジスタＳＲとの情報内容を
例外情報として記憶する必要があるが、この場合には、
割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎとは別の領域である例
外発生時のスタックポインタＳＰの指すスタック領域Ｓ
に記憶させる。

【００２８】また、例外処理の受け付け前に実行してい
たプログラムへの復帰方法は、割り込み処理に用いられ
ている割り込み復帰方法とは別の手段を用意する必要が
ある。

【００２９】これは、割り込みと例外とでは、復帰時に
読み出すべきプログラムカウンタＳＲとステータスレジ
スタＳＲとの情報を記憶する領域が異なるためである。

【００３０】例外処理プログラムからの復帰方法として
は、割り込み復帰命令とは別に例外復帰命令を設ける
か、割り込み復帰命令と同一の命令で割り込み処理プロ
グラムからの復帰か例外処理プログラムからの復帰かを
示すパラメータを設けるようにする。

【００３１】また、割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎに
関して補足すると、割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎの
アドレスは、連続していてもそうでなくても、どちらで
もよい。

【００３２】さらには、プログラムで使用するアドレス
空間とは別の空間でも良い。すなわち、割り込み発生時
に割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎに割り込み情報を記
憶し、復帰時に割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎからプ
ログラムカウンタＰＣ，ステータスレジスタＳＲを復元
できれば良い。

【００３３】それにより、本実施例によれば、マルチタ
スクオペレーションによる割り込み受け付け時の情報を
記憶する領域を割り込み退避領域ＩＳ１〜ＩＳｎとする
ことにより、各タスク毎に確保する必要があった割り込
み情報の退避のための領域を縮小することができ、割り
込み処理に必要なＲＡＭサイズを大幅に削減できる。

【００３４】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００３６】（１）本発明によれば、マルチタスクオペ
レーションによる割り込み受け付け時の情報を記憶する
領域を割り込み退避領域だけにすることにより、割り込
み処理に必要なＲＡＭ領域を大幅に削減できる。

【００３７】（２）また、本発明では、シングルチップ
などの少ないＲＡＭ容量の半導体集積回路装置でもマル
チタスクオペレーションによるプログラム処理を行うこ
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半導体集積回路装置の
レジスタ群およびスタック領域の要部構成図である。

【符号の説明】

１ レジスタ群 ＰＣ プログラムカウンタ ＳＲ ステータスレジスタ Ｒ０〜Ｒｎ 汎用レジスタ ＳＰ スタックポインタ Ｓ スタック領域 ＩＳ１〜ＩＳｎ 割り込み退避領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチタスクオペレーションによりプロ
   グラム処理を行う半導体集積回路装置であって、割り込
   み受け付け時に、割り込み発生前の状態を意味する割り
   込み情報のみを記憶する専用領域である割り込み退避領
   域を設けたことを特徴とする半導体集積回路装置。