JPH09319592A - マイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】イベントカウントによる特権割込み処理におい
て、特権割込み処理時間とイベント発生タイミングとを
非同期化する。 【解決手段】割込み命令メモリ６，命令ユニット１，演
算ユニット２，プログラムカウンタ７，割込み制御部
８，メモリ制御部５，入出力ユニット４，入出力レジス
タ３とを有し、さらに、設定値を保持しイベントカウン
タ８に出力するカウンタ値保持回路８１を備え、このカ
ウンタ値保持回路８１に、データ入出力手段である入出
力ユニット４，入出力レジスタ３が、設定値を外部から
書き込む。イベントカウンタ８は設定値と一致したとき
カウンタ一致信号９３を出力し、対応する特権割込み処
理によりカウント指示信号９６が出力され、イベントカ
ウンタ８は初期化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロコンピュー
タに関し、特に特権割込み処理を実行できるマイクロコ
ンピュータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のマイクロコンピュータ
は、高速ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｏｒ）を有するエミュレータに用いられ、デ
バッグ機能をチップ内部に備え、これを外部ポートから
制御する形式のエミュレータを構成している。図２は、
この形式のエミュレータを構成する従来のマイクロコン
ピュータにおけるデバッグ割込み発生回路部分を示す部
分ブロック図である。

【０００３】図２を参照すると、このマイクロコンピュ
ータのおけるデバッグ割込み発生回路部分は、特権割込
み処理のために命令を格納する割込み命令メモリ６と、
命令のフェッチおよびフェッチされた命令のデコードを
行う命令ユニット１と、デコードされた命令に従い動作
する演算ユニット２と、フェッチする命令のアドレスを
示すプログラムカウンタ７と、このプログラムカウンタ
７により指示される特権割込み処理を行う割込み制御部
８と、命令メモリ６を制御するメモリ制御部５と、命令
ユニット１および演算ユニット２とが独立に動作してデ
ータの授受が行えるように作用する入出力ユニット４
と、この入出力ユニット４と演算ユニット２の間に入り
データの受け渡しを行う入出力レジスタ３と、を有して
いる。

【０００４】このマイクロコンピュータは、図示のデバ
ッグ回路以外の通常命令を格納する命令メモリが備えら
れ、この命令メモリには割込み回路内の命令メモリ６と
ともにコンピュータの処理のための命令メモリを構成す
る。各命令メモリのアドレス信号はアドレスバス２０３
を通してプログラムカウンタから送られ、命令メモリか
らのデータはデータバス１０３を通して命令ユニットに
送られ解釈および実行される。

【０００５】命令メモリ６にデータを書き込むために
は、データを入出力ユニット４を通して外部から受け取
る必要がある。この入出力ユニット４にはマイクロコン
ピュータと外部とのインタフェースとして次の信号があ
る。動作基準として入力される専用のクロック１０６
と、動作モードを制御する為に入力されるモード信号１
０７と入力データ１０８と出力データ１１０と入出力ユ
ニット４をリセットするために入力されるリセット信号
１０９である。

【０００６】ここで、入出力ユニット４に外部から供給
されるクロック１０６はマイクロコンピュータの命令ユ
ニット１，演算ユニット２などが動作するときの基準と
なるクロック１０１とは同じである必要はない。これに
より命令ユニット１および演算ユニット２と入出力ユニ
ット４とは独立に動作することが可能になる。この入出
力ユニット４には、動作を指定するコマンドと単なるデ
ータとを入力することが可能である。このコマンドの種
類としては種々なものが考えられるが、ここでは入出力
ユニット４からアクセスする先を命令メモリ６か入出力
レジスタ３あるいは割込み選択部１２かを選択するコマ
ンドを考える。外部から入力されるモード信号１０７
は、入出力ユニットに入力された入力データ１０８がコ
マンドか単なるデータかを指定する。また、コマンドに
よりデータを書き換える対象とする命令メモリ６を選択
することもできる。

【０００７】入出力ユニット４に入力データ１０８を入
力するには、まずモード信号１０７により入出力ユニッ
ト４をコマンド入力モードにする。この後、命令メモリ
６を選択するコマンドを入力データ１０８を介して入力
する。さらに、命令メモリ６のどのアドレスに入力デー
タをロードするかを決定するコマンドを発行して、メモ
リ制御部５と所定の命令メモリ６とを接続する。次に、
モード信号１０７により交信してデータ入力モードにす
る。この後、命令メモリ６に書き込みたい入力データ１
０８を外部より入力して、入出力ユニット４を介して入
出力レジスタ３に書き込む。書き込まれた入力データ
は、入出力ユニット４において生成される制御信号１０
４に従い、メモリ制御部５により所定のメモリ６に書き
込まれる。

【０００８】なお、これらの動作については命令ユニッ
ト１と演算ユニット２の動作中においても命令メモリ６
内のデータを書き換えることができる。すなわち命令ユ
ニット１および演算ユニット２の動作中においても命令
メモリ６内のデータを書き換える事ができる。同様の方
法にてイベントカウンタ８などにもデータを設定するこ
とができる。

【０００９】次に、割込み動作について説明する。この
マイクロコンピュータにおいては、フェッチする命令の
アドレスはプログラムカウンタ７から出力される。この
命令アドレスは割込みメモリ６に入力されると共に、ア
ドレスバス２０７を通じてマイクロコンピュータの外部
にも出力される。外部に出力されたアドレスに基づいて
命令がフェッチされデータバス２０６を通して命令ユニ
ット１に入力されてデコードされる。デコード後に演算
ユニット２にその情報が渡され、演算ユニット２におい
て所定の演算動作が実行される。

【００１０】マイクロコンピュータには、その内部に前
述した命令メモリ６が備えられているが、この命令メモ
リ６に格納されている命令が実行されるのは、特権割込
みが発生した場合に限られている。この特権割込みは、
例えば、次のように発生される。

【００１１】まず、外部からの入力される信号９１の状
態を状態検出部９で常に検出している。例えば、外部か
らの入力される信号９１として、シリアル入出力信号の
データのビットなどがある。これは、通信系などにより
送られてくるデータを用いるシステムのプログラム開発
などではビットを監視してデバッグするときに用いられ
る。

【００１２】次に、イベントカウンタ８よる特権割込み
を発生させることを入出力ユニット４から割込み選択部
１２を経由して割込み制御部１１に設定する。これはイ
ベントカウンタ８以外にも特権割込みの発生要因がある
からである。イベントカウンタ８には、予め比較用の基
準値を入出力ユニット４から前述の方法で書き込んでお
く。

【００１３】この設定の後、イベントカウンタ８におい
ては、状態検出部９から送られてくる状態検出信号９２
をカウントする。通常、ダウンカウントしていき０にな
ったときに、その旨のカウンタ一致信号９３を割込み発
生部１０に送る。割込み発生部１０においては、一致信
号９３を受け取り後、割込み制御部１１からの特権割込
み状態信号９４により割込みが可能かどうか判定し特権
割込み要求信号９５を割込み制御部１１に送る。

【００１４】割込み制御部１１では、演算ユニットで処
理されている命令が割込み遅延命令であったり不許可に
設定されているかどうかを命令ユニット１からの信号１
００によりチェックし、不許可状態であれば特権割込み
状態信号９４を生成し割込み発生部１０に送る。許可状
態であれば割込み制御部１１は、特権割込み信号９９を
命令ユニット１，演算ユニット２に送る。不許可状態で
あれば判定後、受付前の状態に復帰し、許可状態であれ
ば特権割込み処理が実行される。これらの二つのユニッ
トにおいては、それぞれ特権割込み処理を行い、さらに
命令ユニット１は制御信号２０５を介して、プログラム
カウンタ７に対してその命令メモリ６のアドレスを示す
ように指示する。これと同時に、この特権割込み信号９
４は割込み発生部１０にも送られる。

【００１５】特権割込みが受け付けられると、割込み発
生部１０では特権割込みを不許可にリセットする。これ
により、連続的に発生する割込みを制御できる。いった
ん特権割込みが発生してリセットされた許可・不許可の
設定は、前述した方法で再び設定しなければ、再度特権
割込みを受け付けることはできない。

【００１６】プログラムカウンタ７においては制御信号
２０５を受けて、その示すアドレスを命令メモリ６の先
頭アドレスを示す値にする。この後、命令ユニット１に
おいて割込み開始時の処理が終了すると、順次命令メモ
リ６に格納されている命令がフェッチされて実行されて
いく。最終命令に割込み解除の命令を記述しておけば、
割込みが解除されて元のプログラムに戻る。また、演算
ユニット２においては割込みが受け付けられた時の演算
の途中結果を格納するなどの処理が行われる。この命令
メモリ６に実行する命令を記述する方法は前述の通りで
ある。

【００１７】引き続いて再度特権割込みを発生させよう
とすると、以上述べた特権割込み処理を許可状態に設定
する過程を繰り返すことになる。このような特権割込み
を繰り返して発生させる例として、外部から入力される
データの状態をチェックする場合が考えられる。

【００１８】この例では、まず、決まったビット数だけ
入力されたときに特権割込みを発生させる条件を設定す
る。すなわち、ビット数をイベントカウンタ８に前述の
方法で設定する。次に、特権割込み処理の中に、この時
に実行すべき命令を特権割込み命令６に書いておく。次
に、その結果を示すデータを入出力ユニット４に送出す
る命令を書いておく。こうすると、特権割込み処理後
に、外部からこのデータが読み出せる。これは、命令ユ
ニット１と演算ユニット２の実行状態とは独立に入出力
ユニット４が動作できるためである。このようにするこ
とにより、このマイクロコンピュータの動作過程が把握
できるようになる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】この従来のマイクロコ
ンピュータにおいては、特権割込み処理中のイベントカ
ウンタを動作させることできない。また、特権割込み処
理終了後に再びカウントをさせようとした場合には、上
述した手順を再度繰り返さなければならない。このため
特権割込み処理が長い場合には、この期間中に状態検出
部に入力された信号のカウントができないという不都合
がある。検収対象の信号が割込み処理時間に比べて短い
場合には割込み処理期間中に入力された信号を取りこぼ
すことになる。

【００２０】したがって、本発明の目的は、イベントカ
ウントによる特権割込み処理において、特権割込み処理
時間とイベント発生タイミングとを非同期化することに
ある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、入
力される信号が予め設定された状態になったことを示す
状態検出信号を計数し計数値が予め設定された設定値に
達したとき一致信号を出力するイベントカウンタと、特
権割込み処理のプログラムを格納するメモリと、このメ
モリにプログラム命令を外部から書き込むデータ入出力
手段と、を備え、前記一致信号に対応した前記特権割込
み処理を行うマイクロコンピュータにおいて、前記イベ
ントカウンタが、前記一致信号に対応して前記計数値を
初期化している。また、イベントカウンタが、前記特権
割込み処理により前記計数値を初期化している。

【００２２】さらに、前記設定値を保持し前記イベント
カウンタに出力するカウンタ値保持回路を備え、前記デ
ータ入出力手段が、前記カウンタ値保持回路に前記設定
値を外部から書き込んでいる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００２４】図１は、本発明のマイクロコンピュータの
実施形態を示す部分ブロック図であり、デバッグ割込み
発生回路部分を示している。図１を参照すると、本実施
形態のマイクロコンピュータにおけるデバッグ割込み発
生回路部分は、図２に示した従来のマイクロコンピュー
タのデバッグ割込み発生回路部分と同じく、割込み命令
メモリ６，命令ユニット１，演算ユニット２，プログラ
ムカウンタ７，割込み制御部８，メモリ制御部５，入出
力ユニット４，入出力レジスタ３とを有し、さらに、設
定値を保持しイベントカウンタ８に出力するカウンタ値
保持回路８１を備え、このカウンタ値保持回路８１に、
データ入出力手段である入出力ユニット４，入出力レジ
スタ３が、設定値を外部から書き込んでいる。また、イ
ベントカウンタ８は設定値と一致したときカウンタ一致
信号９３を出力し、対応する特権割込み処理によりカウ
ント指示信号９６が出力され、イベントカウンタ８は初
期化される。

【００２５】本実施形態のマイクロコンピュータにおけ
る特権割込みは、例えば、次のように発生される。

【００２６】まず、状態検出部９では、外部からの入力
される信号９１の状態を常に検出している。この外部入
力信号９１として、例えば、シリアル入出力信号のデー
タのビットなどがあり、通信系などにより送られてくる
データを用いるシステムのプログラム開発などではビッ
トを監視してデバッグするときに用いられる。

【００２７】次に、イベントカウンタ８による特権割込
みを発生させることを入出力ユニット４から割込み選択
部１２を経由して割込み制御部１１に設定する。これは
イベントカウンタ８以外にも特権割込みの発生要因があ
るからである。

【００２８】次に、このイベントカウンタ８用のカウン
ト値として、予め、比較用の基準値を入出力ユニット４
から入出力レジスタ３経由でカウンタ値保持回路８１に
書き込んでおく。次に、カウンタ値保持回路８１の保持
カウント値をイベントカウンタ８に書き込みカウント指
示をするカウント指示信号９６により初期化する。イベ
ントカウンタ８はカウント値がロードされるとカウント
開始状態になり、状態検出部９から検出信号９２が入力
されればカウントを開始する。

【００２９】次に、このイベントカウンタ８において
は、状態検出部９から送られてくる状態検出信号９２を
カウントする。通常、ダウンカウントしていき０になっ
たときに、その旨のカウンタ一致信号９３を割込み発生
部１０に送る。割込み発生部１０においては、一致信号
９３を受け取り後、割込み制御部１１からの特権割込み
状態信号９４により割込みが可能かどうか判定し、割込
み可能であれば特権割込み要求信号９５を割込み制御部
１１に送る。

【００３０】割込み制御部１１では、演算ユニットで処
理されている命令が割込み遅延命令であったり不許可に
設定されているかどうかを命令ユニット１からの信号１
００によりチェックし、不許可状態であれば特権割込み
状態信号９４を生成し割込み発生部１０に送る。許可状
態であれば割込み制御部１１は、特権割込み信号９９を
命令ユニット１，演算ユニット２に送る。不許可状態で
あれば判定後、受付前の状態に復帰し、許可状態であれ
ば特権割込み処理が実行される。

【００３１】特権割込みが許可されれば、特権割込み信
号９９が割込み制御１１から送られる。割込み制御１１
は特権割込み信号９９を命令ユニット１と演算ユニット
２に送る。これらの二つのユニットにおいては、それぞ
れ特権割込み処理を行い、さらに命令ユニット１は制御
信号２０５を介して、プログラムカウンタ７に対してそ
の命令メモリ６のアドレスを示すように指示する。これ
と同時に、この特権割込み信号９４は割込み発生部１０
にも送られる。

【００３２】特権割込みが受け付けられると、割込み制
御部１１は、イベントカウンタ値保持回路８１の保持デ
ータをイベントカウンタ８に書込みカウント指示をする
カウント指示信号９６で行い初期化する。イベントカウ
ント値が書き込まれるとイベントカウンタ８は再びカウ
ントを始める。

【００３３】なお、本実施形態のマイクロコンピュータ
では、イベントカウンタ８が、カウンタ一致信号に対応
した特権割込み処理により計数値を初期化する例を示し
たが、他の実施形態のマイクロコンピュータとして、こ
のイベントカウンタがカウンタ一致信号に対応して計数
値を初期化する構成も可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるマイ
クロコンピュータは、特権割込み処理中にもイベントの
カウントが可能であり、特権割込み処理中に外部から入
力されるデータのカウントの取りこぼしが無くなるとい
効果がある。

【００３５】例えば、外部から入力されるシリアルデー
タの動きをチェックする場合を考える。時々動作がおか
しくなるので、内部状態をチェックするとする。このた
めに、送られてくるビット数をカウントしてあるビット
数送られてきた来たときに特権割込みを起動してチェッ
クするプログラムを実行させる。チェックするプログラ
ムを実行後再びカウントするわけだが、データの取りこ
ぼしがあると実行された結果を正しく把握することがで
きなくなってしまう。このようなことが本発明により解
消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロコンピュータの一実施形態を
示す部分ブロック図である。

【図２】従来のマイクロコンピュータの構成例を示す部
分ブロック図である。

【符号の説明】

１ 命令ユニット ２ 演算ユニット ３ 入出力レジスタ ４ 入出力ユニット ５ メモリ制御部 ６ 割込み用命令メモリ ７ プログラムカウンタ ８ イベントカウンタ ９ 状態検出部 １０ 割込み発生部 １１ 割込み制御部 １２ 割込み選択部 ８１ カウンタ値保持回路 ９１ 検出対象信号 ９２ 状態検出信号 ９３ カウンタ一致信号 ９４ 特権割込み状態信号 ９５ 特権割込み要求信号 ９６ カウント指示信号 ９７ 特権割込み選択信号 ９９ 特権割込み信号 １００ 特権割込み応答信号 １０１ 特権割込み条件設定信号 １０２ データバス １０３ 外部命令 １０４ 割込み命令 １０５ 特権割込みメモリ用データ １０６ クロック １０７ モード信号 １０８ 入力データ １０９ 出力データ １１０ リセット信号 ２００ データバス ２０１ データバス ２０２ メモリ制御用データバス ２０３ 外部命令メモリアドレス ２０４ 特権割込みメモリアドレス ２０５ プログラムカウンタ制御信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される信号が予め設定された状態に
   なったことを示す状態検出信号を計数し計数値が予め設
   定された設定値に達したとき一致信号を出力するイベン
   トカウンタと、特権割込み処理のプログラムを格納する
   メモリと、このメモリにプログラム命令を外部から書き
   込むデータ入出力手段と、を備え、前記一致信号に対応
   した前記特権割込み処理を行うマイクロコンピュータに
   おいて、前記イベントカウンタが、前記一致信号に対応
   して前記計数値を初期化することを特徴とするマイクロ
   コンピュータ。
2. 【請求項２】 前記イベントカウンタが、前記特権割込
   み処理により前記計数値を初期化する、請求項１のマイ
   クロコンピュータ。
3. 【請求項３】 前記設定値を保持し前記イベントカウン
   タに出力するカウンタ値保持回路を備え、前記データ入
   出力手段が、前記カウンタ値保持回路に前記設定値を外
   部から書き込む、請求項１または２記載のマイクロコン
   ピュータ。