JPH08166887A

JPH08166887A - 割込み処理からの復帰方法

Info

Publication number: JPH08166887A
Application number: JP6308694A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yasojima; 広至八十島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JP3013725B2

Abstract

(57)【要約】【目的】割込み処理において効率的にスタックのメモ
リ領域を使用し、命令数の少ないプロセッサの処理速度
を犠牲にすることない割込み処理からの復帰方法を提供
する。【構成】割込み処理機能を備え、スタックポインタに
よるメモリへのレジスタ退避方式のプロセッサにおい
て、割込みを受け付けると、スタックポインタ１２の値
を増加し、割込まれたプログラムへの戻り番地１０と状
態情報１１をまとめて１ワードとし、スタックポインタ
１２の指すメモリ１３に格納し、ディレイ付き復帰命令
を実行すると、戻り番地１０を復帰し、次のディレイス
ロットにある命令の実行が終了してからスタックポイン
タ１２の値を減少させ、スタックポインタ１２の指すメ
モリ１３からレジスタへの転送命令をディレイスロット
に置くことにより状態情報１１を復帰する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプロセッサの割込み処理
からの復帰の方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来のプロセッサの割込み制御方
式について説明する。通常、プロセッサが処理の実行中
に優先度の高い割込み要求が発生すると、この処理を中
断して処理の再開に必要な情報として内部レジスタに格
納しているプログラム番地、命令、状態情報、データな
どが、スタックポインタの指すスタックなどのメモリに
退避される。そして、この割込み処理が終了すると、ス
タックに退避していたデータが内部レジスタに復帰され
て、処理が再開される。通常、処理の再開にはプログラ
ム番地と状態情報が不可欠な情報となる。また、サブル
ーチンを処理するときも、内部レジスタの情報をスタッ
クに退避するが、サブルーチンから復帰するときはプロ
グラム番地だけが不可欠な情報となる。

【０００３】図５は従来のプロセッサの内部レジスタの
待避と復帰を示した構成図である。プログラムカウンタ
（以下ＰＣと略す）４０はプログラムの番地を格納する
レジスタで、ＳＦ４１は状態情報を格納するレジスタ
で、ＳＰ４２はスタック４３の番地を格納するレジスタ
である。スタック４３は、内部レジスタの退避用に使わ
れるメモリである。

【０００４】図６は、サブルーチン処理と割込み処理を
する場合のフローチャートであり、以下に図５,図６を
用いてそれらの処理を説明する。

【０００５】プロセッサがＣＡＬＬ命令８０を実行する
と、ＳＰ４２がインクリメント８１され、ＰＣ４０すな
わちサブルーチンからの戻り番地がスタック４３に退避
８２され、ＰＣ４０にサブルーチンプログラムの番地Ａ
ＤＤＲＡが設定８３される。サブルーチン処理８４を終
え、ＲＥＴＡ命令８５を実行すると、スタック４３から
ＰＣ４０が復帰８６され、ＳＰ４２がデクリメント８７
され、もとのプログラムに戻る。

【０００６】次に割込みが発生し、これを受け付ける８
８と、ＳＰ４２がインクリメント８９され、ＰＣ４０す
なわち割込み処理からの戻り番地がスタック４３に退避
９０され、ＳＰ４２がインクリメント９１され、ＳＦ４
１がスタック４３に退避９２され、ＰＣ４０に割込みプ
ログラムの番地ＡＤＤＲＢが設定９３される。割込み処
理９４を終え、ＲＥＴＢ命令９５を実行すると、スタッ
ク４３からＳＦ４１が復帰９６され、ＳＰ４２がデクリ
メント９７され、スタック４３からＰＣ４０が復帰９８
され、ＳＰ４２がデクリメント９９され、もとのプログ
ラムに戻り、プログラムを再開１００する。例えば、特
開平３ー５９７２７号公報、あるいは特開平５ー２５０
１６１号公報参照。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方式ではＰＣ４０の格納に１番地、ＳＦ４１の格
納に１番地使用するので、プログラム番地や状態情報の
データ幅が１ワードのデータ幅より小さいときには、ス
タックのメモリ使用効率が悪い。

【０００８】また、復帰するときの命令として、サブル
ーチンからの復帰命令（ＲＥＴＡ）と割込み処理からの
復帰命令（ＲＥＴＢ）の２命令を用意するか、状態フラ
グ４１の復帰命令とＰＣ４０の復帰命令の２命令を順次
実行しなければならない。

【０００９】本発明は上記従来の欠点に鑑み、スタック
メモリの使用効率を上げると同時に、割込み処理からの
復帰とサブルーチンからの復帰を共通の命令で実行可能
なプロセッサの割込み処理からの復帰方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】また本発明は上記従来の欠点に鑑み、割込
み処理からの復帰とサブルーチンからの復帰を共通の命
令で実行可能なプロセッサの割込み処理からの復帰方法
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】上記問題点を解決するた
めに第１の発明の割込み処理からの復帰方法は、割込み
処理機能を備え、スタックポインタによるメモリへのレ
ジスタ退避方式のプロセッサにおいて、割込みが発生し
たときに、スタックポインタの値を第１方向から変動し
てから、割込まれたプログラムへの戻り番地と状態情報
をまとめて１ワードとし、スタックポインタの指すメモ
リに格納するステップと、ディレイ付き復帰命令のとき
に、戻り番地を復帰し、次のディレイスロットにある命
令の実行が終了してからスタックポインタの値を前記第
１方向と逆の第２方向に変動させる制御をし、スタック
ポインタの指すメモリからレジスタへの転送命令をディ
レイスロットに置くことにより、状態情報を復帰するス
テップとを備えたものである。

【００１２】また第２の発明の割込み処理からの復帰方
法は、割込み処理機能を備えるプロセッサにおいて、割
込み処理中か処理中ではないかを示すフラグを備え、復
帰命令の実行のときに、割込まれたプログラムへの戻り
番地を復帰すると同時に前記フラグが割込み処理中を示
しているときには、状態情報も復帰することを特徴とす
るものである。

【００１３】

【作用】第１の発明の割込み処理からの復帰方法は、戻
り番地と、状態情報をまとめてスタックポインタの指す
番地のメモリに格納する。したがって、スタックとして
のメモリを効率的に使用できる。また、割込み処理から
の復帰を実行するときは、割込み処理で状態情報が変化
してしまうようなプログラムになっているときに、あら
かじめディレイ付き復帰命令のディレイスロットにスタ
ックポインタの指す番地のデータを状態情報を格納する
レジスタに転送する命令を置くことにより、状態情報が
復帰されるので、割込みからの復帰命令とサブルーチン
からの復帰命令を共通化でき、しかもディレイスロット
を利用することによって、処理ステップの増加も少な
い。

【００１４】また第２の発明の割込み処理からの復帰方
法は、割込み処理中フラグによってサブルーチン処理か
らの復帰か割込み処理からの復帰かを自動的に判断して
状態情報の復帰を決定するので、割込み処理からの復帰
は、割込まれたプログラムへの戻り番地と状態情報を同
時に復帰させることができ、サブルーチン処理からの復
帰と割込み処理からの復帰のときに、共通にＲＥＴ命令
を使うことができる。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例の割込みから
の復帰方式を適用したパイプライン方式のプロセッサに
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は本実施例のプロセッサの内部レジス
タの退避と復帰を示す構成図である。ＰＣ１０はプログ
ラムの番地を格納するレジスタで、ＳＦ１１は状態情報
を格納するレジスタで、ＳＰ１２はスタック１３の番地
を格納するレジスタである。スタック１３は内部レジス
タなどの退避用に使用するメモリで、１ワードにＰＣ１
０とＳＦ１１をまとめて格納できるだけの幅を備えてい
る。

【００１７】図２は同実施例のサブルーチン処理と割込
み処理の場合のフローチャートである。次に、かかるプ
ロセッサの動作について、図１，図２を用いて説明す
る。

【００１８】ＣＡＬＬ命令２１を実行すると、ＳＰ１２
がインクリメント２２され、ＰＣ１０すなわちサブルー
チンからの戻り番地がスタックに退避２３され、ＰＣ１
０にサブルーチンプログラムの番地ＡＤＤＲＡが設定２
４される。サブルーチン処理２５を終え、ＲＥＴ命令２
６を実行すると、スタック１３からＰＣ１０が復帰２７
され、次のディレイスロットにある命令の実行２８後、
ＳＰ１２がデクリメント２９され、もとのプログラムに
戻る。

【００１９】次に割込みが発生し、これを受け付ける３
０と、ＳＰ１２がインクリメント３１され、ＰＣ１０す
なわち割込み処理からの戻り番地とＳＦ１１が１ワード
にまとめられてスタック１３に退避３２され、ＰＣ１０
に割込みプログラムの番地ＡＤＤＲＢが設定３３され
る。割込み処理３４を終え、ＲＥＴ命令３５を実行する
と、スタック１３からＰＣ１０が復帰３６され、次のデ
ィレイスロットにある命令の実行３７後、ＳＰ１２がデ
クリメント３８される。このディレイスロットにスタッ
ク１３からＳＦ１１への転送命令３７を置くことによっ
てスタックからＳＦが復帰３７され、プログラムが再開
３９される。

【００２０】以上のように本実施例によれば、プログラ
ムの番地と状態フラグがまとめてスタックメモリ１３の
同じ番地に格納されるので、スタックとしてのメモリ使
用効率が上がり、またサブルーチン処理からの復帰と割
込み処理からの復帰のときに、共通にＲＥＴ命令を使う
ことができ、特に割込み処理からの復帰のときにはＳＦ
１１を復帰する命令をディレイスロットに置くことがで
きるので、ディレイスロットを有効に利用できる。

【００２１】なお、本実施例では退避のときにＳＰをイ
ンクリメントし、復帰のときにＳＰをデクリメントした
が、退避のときにＳＰをデクリメントし、復帰のときに
ＳＰをインクリメントしてもよい。

【００２２】（実施例２）本発明の第２の実施例とし
て、割込み処理中であることを示すフラグを備えたプロ
セッサについて説明する。本実施例はデータパス系は第
１の実施例で示した図１の構成を用い、制御系は図３に
示す構成を採用したものである。

【００２３】図３は本実施例の制御系の構成を示した図
である。割込み処理中フラグ５０は、プロセッサが割込
み処理中であるか、処理中でないかを示すフラグであ
る。命令デコーダ５２は、割込み処理中フラグ５０と命
令５１を入力とし、ＰＣ復帰信号５３,ＳＦ復帰信号５
４,プロセッサの各種内部ブロックの制御信号５５を生
成する。

【００２４】次に、かかるプロセッサの動作について説
明する。ＲＥＴ命令が命令デコーダ５２に入力される
と、ＰＣ復帰信号５３がアクティブになり、ＰＣが復帰
され、同時に割込み処理中フラグ５０から処理中である
ことが入力されると、ＳＦ復帰信号５４がアクティブに
なり、ＳＦが復帰される。

【００２５】サブルーチン処理と割込み処理をする場合
について図４によって説明する。ＣＡＬＬ命令６０を実
行すると、ＰＣすなわちサブルーチンからの戻り番地が
退避６１され、ＰＣにサブルーチンプログラムの番地Ａ
ＤＤＲＡが設定６２される。サブルーチン処理６３を終
え、ＲＥＴ命令６４を実行すると、割込み処理中フラグ
が処理中ではないことを示している（フラグ＝０）７３
ので、ＰＣが復帰６５され、もとのプログラムの処理に
戻る。

【００２６】割込みが発生し、これを受け付ける６６
と、ＰＣすなわち割込み処理ルーチンからの戻り番地と
ＦＳつまり状態情報が退避６７され、ＰＣに割込みプロ
グラムの番地ＡＤＤＲＢが設定６８される。割込み処理
６９を終え、ＲＥＴ命令７０を実行すると、割込み処理
中フラグが処理中であることを示している（フラグ＝
１）７４ので、ＰＣとＳＦが復帰７１され、もとのプロ
グラムが再開７２される。

【００２７】以上のように本実施例によれば、第１の実
施例と同様、プログラムの番地と状態フラグがまとめて
スタックメモリ１３の同じ番地に格納されるので、スタ
ックとしてのメモリ使用効率が上がる。命令デコーダ部
５２で、割込み処理中フラグ５０によってサブルーチン
処理からの復帰か割込み処理からの復帰かを自動的に判
断してＳＦ１１の復帰を決定するので、割込み処理から
の復帰は、ＰＣ１０とＳＦ１１を同時に復帰させること
ができ、サブルーチン処理からの復帰と割込み処理から
の復帰のときに、共通にＲＥＴ命令を使うことができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上のように第１の発明の割込み処理か
らの復帰方法によれば、本発明を適用したプロセッサ
は、割込みを受け付ると、プログラムの番地と状態フラ
グがまとめてスタックメモリの同じ番地に格納されるこ
とにより、スタックとしてのメモリの使用効率を上げら
れる。また、ディレイ付き復帰命令を実行するときに、
戻り番地が復帰され、次のディレイスロットにある命令
の実行が終了してからスタックポインタの値が更新され
るので、スタックポインタの指すメモリからレジスタへ
の転送命令を前記ディレイスロットに置くことにより状
態情報が復帰される。したがって、サブルーチンからの
復帰命令と割込みからの復帰命令を共通化でき、命令数
を減らすことができる。命令数が減れば命令のデコード
回路が簡素化され、動作周波数を上げることができる。

【００２９】また第２の発明の割込み処理からの復帰方
法によれば、割込み処理中フラグによってサブルーチン
処理からの復帰か割込み処理からの復帰かを自動的に判
断して状態情報の復帰を決定するので、割込み処理から
の復帰は、割込まれたプログラムへの戻り番地と状態情
報を同時に復帰させることができ、サブルーチン処理か
らの復帰と割込み処理からの復帰のときに、共通にＲＥ
Ｔ命令を使うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のプロセッサの内部レジ
スタの退避と復帰を示す構成図

【図２】同実施例のサブルーチン処理と割込み処理の場
合のフローチャート

【図３】本発明の第２の実施例の制御系の構成図

【図４】同実施例のサブルーチン処理と割込み処理の場
合のフローチャート

【図５】従来のプロセッサの内部レジスタの退避と復帰
を示す構成図

【図６】従来のサブルーチン処理と割込み処理の場合の
フローチャート

【符号の説明】

１０プログラムの番地を格納しているレジスタＰＣ１１状態情報を格納しているレジスタＳＦ１２スタックの番地を格納しているレジスタＳＰ１３スタックに使われているメモリ５０プロセッサが割込み処理中であることを示すフラ
グ５１命令のデコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】割込み処理機能を備え、スタックポインタ
によるメモリへのレジスタ退避方式のプロセッサにおい
て、割込みを受け付けたときに、スタックポインタの値
を第１方向に変動してから、割込まれたプログラムへの
戻り番地と状態情報をまとめて１ワードとし、スタック
ポインタの指すメモリに格納するステップと、ディレイ
付き復帰命令を実行するときに、前記戻り番地を復帰
し、次のディレイスロットにある命令の実行が終了して
から前記スタックポインタの値を前記第１方向と逆の第
２方向に変動させる制御をし、前記スタックポインタの
指すメモリからレジスタへの転送命令を前記ディレイス
ロットに置くことにより、前記状態情報を復帰するステ
ップとを備えた割込み処理からの復帰方法。
【請求項２】前記第１方向の変動を増加方向とすること
を特徴とする請求項１記載の割込み処理からの復帰方
法。
【請求項３】前記第１方向の変動を減少方向とすること
を特徴とする請求項１記載の割込み処理からの復帰方
法。
【請求項４】割込み処理機能を備えるプロセッサにおい
て、割込み処理中か処理中ではないかを示すフラグを備
え、復帰命令の実行のときに、割込まれたプログラムへ
の戻り番地を復帰すると同時に前記フラグが割込み処理
中を示しているときには、状態情報も復帰することを特
徴とする割込み処理からの復帰方法。
【請求項５】割込みを受け付けたときに、スタックポイ
ンタの値を変動してから、割込まれたプログラムへの戻
り番地と状態情報をまとめて１ワードとし、スタックポ
インタの指すメモリに格納するステップを有することを
特徴とする請求項４記載の割込み処理からの復帰方法。