JPH08263282A - Ｒｏｍプログラム処理装置のための分岐制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入れ替えられるＲＯＭコードの代替コードを
供給する効率のよい手段を提供する。 【解決手段】 プログラムカウント値を明示するための
プログラムカウンタ２８と、前記プログラムカウント値
にしたがって、予め記憶されているプログラムを実行す
るためのプロセッサ（ＣＰＵ）１０と、或る範囲のプロ
グラムカウント値の発生に応じてアクセスすることので
きるプログラムが予め格納されているＲＯＭ１４と、予
め格納されているプログラムセグメントを包含する補助
メモリ２０と、ＲＯＭ内のプログラムカウント値の前記
範囲内の所定のプログラムカウント値を記憶している制
御回路とからなり、前記制御回路は、プログラムカウン
タのプログラムカウント値と前記所定のプログラムカウ
ント値との一致に応答してプログラムカウンタに分岐プ
ログラムカウント値をロードさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読み出し専用メモ
リ（以下、単に「ＲＯＭ」という）プログラムにしたが
って操作されるマイクロプロセッサに関し、とくに前記
ＲＯＭの一部が入れ替えられたときに前記マイクロプロ
セッサが代わりのプログラムソースに効率よく分岐しう
るようにするシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロプロセッサは、通常、実行され
るプログラムのステップのシーケンスを制御するための
プログラムカウンタを包含している。このプログラムカ
ウンタの値は、命令アドレスが実行される順に当該命令
アドレスを指すように増えてゆく。各プログラムカウン
タの出力は、そのマイクロプロセッサを制御するプログ
ラムから命令を呼び出させる（ｆｅｔｃｈ）。マイクロ
プロセッサがＲＯＭコードにより操作されるときには、
プログラムカウンタの出力はＲＯＭ内のプログラムのア
ドレスを通って減ってゆき、ＲＯＭに格納されている命
令のシーケンスをマイクロプロセッサに実行させるよう
に出力させる。このようなマイクロプロセッサは時には
「マスクプログラムド（ｍａｓｋ−ｐｒｏｇｒａｍｍｅ
ｄ）」プロセッサと呼ばれる。マスクプログラムドマイ
クロプロセッサは、追加の外づけＲＯＭまたはダウンロ
ード可能なランダムアクセスメモリ（以下、単に「ＲＡ
Ｍ」という）を使用することもできる。

【０００３】プロセッサ制御のためにＲＯＭを使うばあ
いには、プログラムエラーや入れ替えられたプログラム
シーケンスを処理するために技術が必要である。外づけ
のＲＯＭ／ＲＡＭ内のプログラムは、マスクプログラム
ドＲＯＭのばあいよりも簡単に更新しうるとともに、マ
スクプログラムドＲＯＭにエラーが確認されたばあいに
はバックアップとして使用することができる。そのよう
なエラーは、従来技術では、入れ替えられるべきマスク
プログラムドＲＯＭ内のコードをまず確認することによ
って処理されている。つぎに、その入れ替えられるべき
コードの最初のコードラインに到達したときに、マイク
ロプロセッサのノンマスカブル割り込み入力（ｎｏｎ−
ｍａｓｋａｂｌｅ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｉｎｐｕｔ）
へ信号が発せられて、マイクロプロセッサはこれに応じ
て割り込み処理をし、これに分岐アドレスが続く。この
ような動作は、多数のクロックサイクルに割り込み状態
を作ること、分岐アドレスを取り出して実行すること、
割り込み状態から回復することなどを要求する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、入れ替えられるＲＯＭコードの代替コードを供
給する効率の良い手段を提供することである。

【０００５】本発明の他の目的は、ＲＯＭ内で入れ替え
られるべきコードに達したときに代替コードへ実質的に
継ぎ目なくジャンプを行わせるためのシステムを提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】コンピュータ制御される
装置は、プログラムカウント値を明示するためのプログ
ラムカウンタと、前記プログラムカウント値にしたがっ
て予め格納されているプログラムを実行するためのプロ
セッサとを包含している。前記装置は、或るスパン、ま
たは範囲のプログラムカウント値の発生に応じてアクセ
スすることのできるプログラム（第１プログラム）が予
め格納されているＲＯＭを含む。補助メモリは、予め格
納されているプログラムセグメントを含む。制御手段で
ある制御回路がプログラムカウンタに接続されており、
ＲＯＭ内のプログラムカウント値の前記範囲内の所定の
プログラムカウント値を記憶する。前記制御回路は、プ
ログラムカウンタのプログラムカウント値と予め格納さ
れている所定のプログラムカウント値との一致に応じて
プログラムカウンタに分岐プログラムカウント値をロー
ドさせる。その値は、サブスパン、または小さい範囲の
前記ＲＯＭ内のプログラムカウントアドレスの代わりに
前記補助メモリに予め格納されているプログラムセグメ
ントにプロセッサが直ちにアクセスして実行することを
可能にする。プロセッサは、分岐プログラムカウント値
があたかも前のプログラムカウント値から続くつぎのプ
ログラムカウント値であるかのように分岐プログラムカ
ウント値に応答することにより、２番目の予め格納され
ているプログラムを継ぎ目なしに実行する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１はプロセッサ手段である中央
演算処理装置（以下、単に「ＣＰＵ」という）１０を含
むコンピュータ装置のブロック図であり、ＣＰＵ１０は
バスシステム１２によりコンピュータ装置の残りの構成
要素に接続されている。ＲＯＭ１４は、バスシステム１
２に接続されており、ＣＰＵ１０により実行される第１
のプログラムであるオペレーティングプログラム１５を
含んでいる。ＲＡＭ１６がバスシステム（バス）１２に
接続されており、ＲＡＭ１６はコンピュータ装置の揮発
性データ記憶設備となっている。入出力（以下、単に
「Ｉ／Ｏ」という）モジュール１８は、オペレーティン
グプログラム１５の中のコードの一部と入れ替えられる
べきコードのセグメントを記憶する補助メモリ手段であ
る補助記憶モジュール２０と接続される。補助記憶モジ
ュール２０はＲＡＭまたはＲＯＭとして構成される。補
助記憶モジュール２０内のコードリストに分岐するべき
ときをＣＰＵ１０が知ることを可能にする回路は、アド
レス比較器２２、分岐制御レジスタ２４、およびプログ
ラムカウンタロードコントローラ２６、さらにはプログ
ラムカウンタ２８からなり、前記回路は制御手段を構成
している。後述するように、複数の分岐制御レジスタ
（たとえば２４´）を設けることができる。

【０００８】以下の説明においては、ＲＯＭ１４内のオ
ペレーティングプログラム１５は、アドレス１〜２００
を有する２００ラインのコードを含むと仮定する。さら
に、アドレス１０１〜１２５は補助記憶モジュール２０
のアドレス３０１〜３２５に存在する代替コードと入れ
替えられていると仮定する。

【０００９】分岐制御レジスタ２４には、代わりのアド
レスへの分岐動作が起こるべきプログラムカウント値で
ある初期プログラムカウント値、すなわち分岐プログラ
ムカウント値が最初にロードされている。さらに、分岐
制御レジスタ２４は、補助記憶モジュール２０のプログ
ラムセグメントである代替コードセグメントの最後のコ
ードライン、すなわち分岐プログラムの終了カウント値
からつぎのプログラムカウント値を受け取るためのレジ
スタ位置を含むことができる。このレジスタ位置がない
ばあいには、代替コードは、その最後の項目として、元
のコードリストへの復帰を行わせる「分岐（ｂｒａｎｃ
ｈ−ｔｏ）」命令を含んでいなければならない。分岐制
御レジスタ２４へのロードは、バスシステム１２に接続
された、たとえばＪＴＡＧ、ＤＭＡ（ｄｉｒｅｃｔ ｍ
ｅｍｏｒｙ ａｃｃｅｓｓ、ダイレクト メモリ アク
セス）やそれに匹敵する他のアクセス回路などの外づけ
インターフェース（図示せず）を介して行うことができ
る。

【００１０】通常の条件下では、ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ
１４と組み合わされて、プログラムカウンタ２８からの
プログラムカウント出力（これはライン３０を介してバ
スシステム（バス）１２に供給される）の制御下でオペ
レーティングプログラム１５のコードラインを次々に実
行する。各プログラムカウント値は、ライン３２を介し
てアドレス比較器２２へも供給される。前もって、アド
レス比較器２２内のレジスタには、分岐動作が始まるべ
きカウント、すなわち分岐プログラムカウント値とその
分岐動作の終了カウントとを定義するアドレス値がロー
ドされている。アドレス比較器２２において、ＣＰＵ１
０からライン３４を介して供給された信号はアドレスの
一致が起きたときを除いて、常にプログラムカウンタロ
ードコントローラ２６によりプログラムカウンタ２８の
値を普通に増やす。

【００１１】プログラムカウンタ２８からのプログラム
カウント出力がアドレス比較器２２において前もってロ
ードされていたアドレス値と一致するときには、制御出
力がアドレス比較器２２から出てプログラムカウンタロ
ードコントローラ２６に供給される。これに応じて、プ
ログラムカウンタロードコントローラ２６は、分岐制御
レジスタ２４に格納されている値をプログラムカウンタ
２８にロードさせる。その結果として、つぎの出力プロ
グラムカウントは、分岐制御レジスタ２４に前もって格
納されていた値となる。これに応じて、つぎの命令カウ
ントとして分岐制御レジスタ値がＣＰＵ１０に供給され
る。したがって、分岐制御レジスタにより指定されたア
ドレスからプログラムの実行が継ぎ目なしに続けて行わ
れる。

【００１２】分岐プログラムの終了時に、プログラムカ
ウンタ２８（その値は増やされ続けてきた）は、代替プ
ログラムの終了カウントに達する。その終了カウントの
値がライン３２に出るとき、アドレス比較器２２（前述
したように、終了カウント値がロードされている）は、
一致を認識して、プログラムカウンタロードコントロー
ラ２６によりオペレーティングプログラム１５内のつぎ
のアドレス値をプログラムカウンタ２８にロードさせ
る。したがって、ＣＰＵ１０はオペレーティングプログ
ラム１５内のつぎのアドレス値にアクセスして、完了す
るまで継ぎ目なしに動作し続ける。前述したように、も
し代替コードが最後の「分岐（ｂｒａｎｃｈ−ｔｏ）」
命令を含んでいたならば、この動作は入れ替えられるこ
とができる。そのような分岐命令は、わずかに低速で主
プログラムへの復帰を行わせるが、分岐命令は分岐制御
レジスタを他の用途のために取っておく。

【００１３】図１に示されている代表的なアドレス値を
検討する。ＣＰＵ１０は通常オペレーティングプログラ
ム１５のアドレス１〜２００にアクセスし、それらを逐
次実行する。アドレスがアクセスされるごとに、プログ
ラムカウンタ２８の値はつぎの値へと増やされる。しか
し、ここで、ＲＯＭ１４内のアドレス１０１〜１２５が
補助記憶モジュール２０内のアドレス３０１〜３２５と
置き換えられていると仮定する。プログラムカウンタ２
８が１０１という値を明示しているとき、その値は、ア
ドレス比較器２２により、アドレス比較器２２に予め格
納されていた１０１という値と一致すると判定される。
その結果として、アドレス比較器２２は制御信号をプロ
グラムカウンタロードコントローラ２６に供給し、プロ
グラムカウンタロードコントローラ２６は３０１という
プログラムカウントを分岐制御レジスタ２４からプログ
ラムカウンタ２８に書き込ませる。すると、ＣＰＵ１０
はＩ／Ｏモジュール１８を介して補助記憶モジュール２
０内のアドレス３０１にアクセスすることによってプロ
グラムカウント３０１（これはプログラムカウンタ２８
から出る）に応答する。

【００１４】ＣＰＵ１０がアドレス３０１〜３２５を順
に下ってゆくとき、プログラムカウンタ２８の値は増や
され続ける。プログラムカウンタ２８がアドレス３２５
に達すると、その値はアドレス比較器２２に渡される
が、アドレス比較器２２には３２５という値が前もって
ロードされている（代替プログラムの終了カウントとし
て）。一致を判定すると、アドレス比較器２２は信号を
プログラムカウンタロードコントローラ２６に供給し、
これにより１２６というプログラムカウントを分岐制御
レジスタ２４からプログラムカウンタ２８にロードさせ
る。ＣＰＵ１０がつぎにプログラムカウンタ２８にアク
セスするとき、アドレス値１２６がライン３０に出力さ
れる。したがってＣＰＵ１０はＲＯＭ１４内のオペレー
ティングプログラム１５のアドレス１２６にアクセスす
る。このプログラムはその後オペレーティングプログラ
ム１５の残りのアドレスをその終わりまで順に下り続け
る。

【００１５】追加の分岐制御レジスタ２４´を使って、
置き換えられるべきコードの開始カウント値および終了
カウント値の両方を確実にアドレス比較器２２に適切に
ロードすることによって追加の分岐動作を実行すること
ができる。代替コードは補助記憶モジュール２０内にあ
ると仮定してきたけれども、その代わりに訂正用のソフ
トウェアをＲＡＭ１６にダウンロードして実行させるよ
うにしても良い。したがって、外づけのプロセッサを使
って所要のコードをＩ／Ｏモジュール１８を介してダウ
ンロードすることができる。さらに、ＲＡＭ１６はこの
コンピュータ装置に内蔵されているものとして図示され
ているが、このＲＡＭは、代替コードを実行する目的で
記憶している外づけのメモリ（ソース）であっても良
い。電源を切ったり入れたりするごとにＲＡＭ１６にダ
ウンロードしなければならない手段を省くために補正ソ
フトウェアを小型の内蔵型ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッ
シュＲＯＭに組み込んでおくこともできる。電源を入れ
るたびにそのフラッシュＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ内の
ソフトウェアを作動させてアドレス比較器２２および分
岐制御レジスタ２４の中のアドレスを初期化することも
できる。

【００１６】以上の説明は本発明を例証するに過ぎない
ものであることが理解されなければならない。当業者は
本発明から逸脱することなく種々の置換や変更を工夫す
ることができる。したがって、本発明は、特許請求の範
囲の欄の記載内容に含まれるそのような置換、変更、変
形などを全て包摂するものである。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、入れ替えられるＲＯＭ
コードの代替コードを供給する効率のよい手段を提供す
ることができる。

【００１８】さらに、本発明によれば、ＲＯＭ内で入れ
替えられるべきコードに達したときに代替コードへ実質
的に継ぎ目なくジャンプすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムのブロック図である。

【符号の説明】

１０ ＣＰＵ １４ ＲＯＭ ２２ アドレス比較器 ２４ 分岐制御レジスタ ２６ プログラムカウンタロードコントローラ ２８ プログラムカウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユカ ランタ フィンランド共和国、24130 サロ、ラシ ンプハルタヤンカツ ５

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラムカウント値を明示するための
   プログラムカウンタと、前記プログラムカウンタに接続
   されており、前記プログラムカウント値にしたがってプ
   ログラムを実行するプロセッサ手段と、前記プロセッサ
   手段に接続されており、或る範囲のプログラムカウント
   値にしたがってアドレス可能な第１プログラムを包含す
   る読み出し専用メモリ手段と、前記プロセッサ手段に接
   続されており、プログラムセグメントを包含する補助メ
   モリ手段と、前記プログラムカウンタおよび前記プロセ
   ッサ手段に接続されており、プログラムカウント値の前
   記範囲内にある所定のプログラムカウント値と、前記プ
   ログラムセグメントへのアクセスを可能にする初期プロ
   グラムカウント値との両方を記憶する制御手段とからな
   っており、前記制御手段は前記プログラムカウンタが明
   示するプログラムカウント値と前記所定のプログラムカ
   ウント値との一致に応じて前記プログラムカウンタに前
   記初期プログラムカウント値を出力させるようになって
   おり、前記プロセッサ手段は前記初期プログラムカウン
   ト値に応じて前記プログラムセグメントを実行すること
   を特徴とするコンピュータ装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記プログラムカウン
   タからのプログラムカウントと前記所定のプログラムカ
   ウント値との一致を判定したときに前記初期プログラム
   カウント値である分岐プログラムカウント値を前記プロ
   グラムカウンタにロードさせるアドレス比較器を含んで
   おり、前記プロセッサ手段は前記分岐プログラムカウン
   ト値に応じて前記プログラムセグメント内のコードの第
   １ラインをつぎに実行する請求項１記載のコンピュータ
   装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は前記分岐プログラムカウ
   ント値を記憶する分岐制御レジスタをさらに含み、前記
   分岐制御レジスタは前記アドレス比較器からの一致出力
   に応じて前記分岐プログラムカウント値を前記プログラ
   ムカウンタにロードする請求項２記載のコンピュータ装
   置。
4. 【請求項４】 前記アドレス比較器は、前記プログラム
   セグメントにより置き換えられるコードリストの終了コ
   ードラインを定義するプログラムカウント値の前記範囲
   内のコードリストの判定を可能にする値をさらに含んで
   おり、前記分岐制御レジスタは、あわせて前記プログラ
   ムセグメントを構成するコードのラインの長さを定義す
   る分岐プログラムカウント値と終了分岐プログラムカウ
   ント値の両方を含む請求項３記載のコンピュータ装置。
5. 【請求項５】 前記分岐制御レジスタは外づけのソース
   からアクセスして前記分岐レジスタ内へアドレスをロー
   ドすることができるように接続されている請求項４記載
   のコンピュータ装置。
6. 【請求項６】 前記プログラムセグメントが前記第１プ
   ログラムへの分岐命令で終了する請求項３記載のコンピ
   ュータ装置。
7. 【請求項７】 前記補助メモリ手段が入出力ポートを介
   して前記コンピュータ装置に接続されてなる請求項１記
   載のコンピュータ装置。