JPH10320232A - マイクロプログラムデバッグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ある特定レジスタへ最も最近ライトアクセスし
たマイクロ命令の実行アドレスを保持することによっ
て、マイクロプログラムの不具合の解析を容易にし、フ
ァームウェアのデバッグ効率の向上を図る。 【解決手段】実行されるべきマイクロ命令が書き込み動
作を行うか否かを判断する手段と、この書き込み動作で
書き込まれるレジスタ番号がデバッグレジスタ４内の番
号と一致する場合のみ前述のマイクロ命令の実行アドレ
スを保持しておく手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロプログラム
デバッグ装置に関し、特にファームウェア（以下、ＦＷ
という。）の動作を解析するマイクロプログラムデバッ
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロプログラムのデバッグについ
て、一般的に行われる手法として「レジスタマッチ機
能」がある。たとえば、特開平３−７３０３５号公報に
よれば、マイクロ命令によりアクセスされるレジスタ群
中のレジスタ番号が、予め指定されたレジスタ番号と一
致するとＣＰＵにクロックストップをかけ、内部の情報
を表示し、この情報からハードウェアやソフトウェア等
の不具合を解析する。

【０００３】これに従うとレジスタ番号等の条件を設定
した後に実行中のソフトウェア，マイクロ命令等が条件
に合致した時点でＣＰＵクロックを止めることとなる。
この場合、設定条件の箇所で必ずハードウェア，ソフト
ウェアおよびマイクロ命令等が不具合となるケースでは
有効だが、常に設定条件の箇所でマイクロ命令が不具合
を起こすわけではない。すなわち、あるシーケンスを経
た後でのデータ等の設定および環境下でマイクロ命令等
がある特定のレジスタにアクセスして始めて不具合を起
こすようなケースでは、上述の方法で得られるデータで
は十分に解析できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のマイクロプログ
ラムデバッグ装置は次の問題点を有している。

【０００５】第一の問題点は、あるレジスタ番号へのラ
イトアクセスで常に不具合となる場合には有効である
が、あるレジスタ番号へのライトアクセスで常に不具合
とはならない場合にはデバッグ機能によるデータ採取が
十分でないという問題がある。

【０００６】その理由は、実際のマイクロプログラムの
不具合では、誤ったマイクロプログラムの記述により、
ある条件下において実行される特定レジスタ番号へのラ
イトアクセスが、データを誤ったものに設定しまうケー
スが多いからである。具体的に言うと、普通に実行され
る特定レジスタ番号へのライトアクセスでは特定レジス
タ番号への不正な更新とはならず、あるマイクロプログ
ラムが実行されたことによってＣＰＵ内部および外部に
設定されたデータ環境の中で実行される特定レジスタ番
号へのライトアクセスにより始めて不正なデータ更新と
なるようなケースがある。このケースでは、上述した手
法による採取データが、普通の特定レジスタ番号へのラ
イトアクセス、すなわち特定レジスタ番号への不正なデ
ータ更新でない時のデータである可能性があり、解析デ
ータとしては不十分なものとなってしまう。

【０００７】第二の問題点は、デバッグの条件を設定す
るタイミングが明白である場合は有効であるが、このケ
ースではない場合には、必要以上にデバッグ機能による
ＣＰＵのクロックストップが起こり、本来のマイクロプ
ログラムの不具合箇所の解析が効率よく行われないとい
う問題点がある。

【０００８】その理由は、デバッグ時の設定条件として
設定するレジスタ番号が指すレジスタ群はマイクロプロ
グラム中で通常汎用的に使用されているので、マイクロ
プログラムの不具合箇所以外においてもライトアクセス
されることとなり、これにより不具合箇所以外で不必要
なＣＰＵのクロックストップ機能が働いてしまうからで
ある。

【０００９】本発明の目的は、マイクロ命令からなるマ
イクロプログラムのデバッグ機能としてマイクロ命令に
よるアクセス可能なレジスタ群のうち、ある特定のレジ
スタへのライトアクセスの中で最も最近ライトアクセス
した時のマイクロ命令の実行アドレスを保持することに
より、効率よくマイクロプログラムの評価を行い、デバ
ッグ効率の向上を図るマイクロプログラムデバッグ装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロプログ
ラムデバッグ装置は、複数のマイクロ命令から構成され
るマイクロプログラムをデバッグするマイクロプログラ
ムデバッグ装置において、前記マイクロプログラムに含
まれるマイクロ命令がアクセスするレジスタのなかで特
定のレジスタにもっとも最近ライトアクセスしたマイク
ロ命令の実行アドレスを検知し報告するようにして構成
される。

【００１１】また、本発明のマイクロプログラムデバッ
グ装置は、実行するマイクロ命令が書込動作を行うか否
かを判断し、前記書込動作によって書き込まれるレジス
タ番号があらかじめ指定したレジスタ番号と一致すると
き、前記マイクロ命令の実行アドレスを保持するように
して構成される。

【００１２】また、本発明のマイクロプログラムデバッ
グ装置は、複数のマイクロ命令から構成されるマイクロ
プログラムを保持するマイクロプログラム保持手段と、
前記マイクロプログラムの実行するマイクロ命令のアド
レスを指示する実行アドレス指示手段と、前記実行アド
レス指示手段が支持する実行アドレスから読み出したマ
イクロ命令を保持するマイクロ命令保持手段と、前記実
行アドレスを保持する実行アドレス保持手段と、前記マ
イクロ命令保持手段が保持するマイクロ命令のオペレー
ションコードが書き込みコードのときヒット信号を送出
するデコード手段と、あらかじめ指定したレジスタのレ
ジスタ番号を保持するレジスタ番号保持手段と、前記マ
イクロ命令保持手段が保持するマイクロ命令のオペラン
ドアドレスと前記レジスタ番号保持手段が保持するレジ
スタ番号とを比較し一致信号を送出する比較手段と、前
記ヒット信号および前記一致信号に従って前記実行アド
レス保持手段に更新タイミングを与えるタイミング手段
とを備えて構成されている。

【００１３】さらに、本発明のマイクロプログラムデバ
ッグ装置は、前記実行アドレス保持手段，前記レジスタ
番号保持手段，前記比較手段，および前記タイミング手
段をそれぞれ複数個備え、マイクロ命令のライトアクセ
スを複数個のレジスタについて監視する。

【００１４】また、本発明のマイクロプログラムデバッ
グ装置は、複数のマイクロ命令から構成されるマイクロ
プログラムを保持するファームウェア格納バッファと、
前記マイクロプログラムの実行するマイクロ命令のアド
レスを指示するファームウェアアドレスレジスタと、前
記ファームウェアアドレスレジスタが指示する実行アド
レスから読み出したマイクロ命令を保持する命令レジス
タと、前記実行アドレスを保持するホールドレジスタ
と、前記命令レジスタが保持するマイクロ命令のオペレ
ーションコードが書き込みコードのときヒット信号を送
出するデコーダと、あらかじめ指定したレジスタのレジ
スタ番号を保持するデバッグレジスタと、前記命令レジ
スタが保持するマイクロ命令のオペランドアドレスと前
記デバッグレジスタが保持するレジスタ番号とを比較し
一致信号を送出する比較器と、前記ヒット信号および前
記一致信号に従って前記ホールドレジスタに更新タイミ
ングを与えるアンドゲートとを備えて構成されている。

【００１５】さらに、本発明のマイクロプログラムデバ
ッグ装置は、前記ホールドレジスタ，前記デバッグレジ
スタ，前記比較器，および前記アンドゲートをそれぞれ
複数個備え、マイクロ命令のライトアクセスを複数個の
レジスタについて監視する。

【００１６】すなわち、本発明のマイクロプログラムデ
バッグ装置によれば、マイクロ命令によりアクセス可能
なレジスタ群のうち、ある特定のレジスタへのライトア
クセスの中で最も最近ライトアクセスした時のマイクロ
命令の実行アドレスを保持することができる。したがっ
て、汎用的に使用されるある特定のレジスタにおいて、
どの実行アドレスでの書き込み動作でレジスタ内のデー
タが誤って書き込まれたか特定することが容易になる。

【００１７】また、特定のレジスタに対するライトアク
セスでのＣＰＵクロックをストップさせないので、不必
要な個所でのＣＰＵの動作ストップがなく、デバッグ作
業を効率よく実行できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながら説明する。

【００１９】図１は本発明の実施の第一の形態を示すブ
ロック図である。同図において、本発明によるマイクロ
プログラムデバッグ装置は、複数のマイクロ命令から構
成されるマイクロプログラムを保持するＦＷ格納バッフ
ァ２と、前記マイクロプログラムの実行するマイクロ命
令のアドレスを指示するＦＷアドレスレジスタ１と、前
記ＦＷアドレスレジスタが指示する実行アドレスから読
み出したマイクロ命令を保持する命令レジスタ３と、前
記実行アドレスを保持するホールドレジスタ８と、前記
命令レジスタが保持するマイクロ命令のオペレーション
コードが書き込みコードのときヒット信号を送出するデ
コーダ６と、あらかじめ指定したレジスタのレジスタ番
号を保持するデバッグレジスタ４と、前記命令レジスタ
が保持するマイクロ命令のオペランドアドレスと前記デ
バッグレジスタが保持するレジスタ番号とを比較し一致
信号を送出する比較器５と、前記ヒット信号および前記
一致信号に従って前記ホールドレジスタに更新タイミン
グを与えるアンドゲート７とを備える。

【００２０】なお、図１はＦＷによって実行・制御され
る中央処理装置（以下、ＣＰＵという。）の一部分を示
している。

【００２１】同図において、ＦＷアドレスレジスタ１
は、ソフトウェアの実行に伴い具体的な動作指示をＣＰ
Ｕに与えるＦＷの実行アドレスを格納している。このＦ
Ｗアドレスレジスタ１で示される実行アドレスにより、
ＦＷによるプログラムが格納されているＦＷ格納バッフ
ァ２から実行されるべきＦＷが命令レジスタ３に格納さ
れる。

【００２２】この命令レジスタ３に格納されたＦＷか
ら、動作を決定するオペレーションコードが抽出され、
このオペレーションコードが書き込みを行う命令かどう
か判断するデコーダ６に送られる。デコーダ６は、オペ
レーションコードが書き込みを行う命令であると判断す
ると「１」を送出する。

【００２３】また、命令レジスタ３からは同時にオペラ
ンドアドレスが抽出され比較器５に入力される。この比
較器５は、外部からの設定が可能なデバッグレジスタ４
からもデータ入力され、これら入力されるデータが一致
するか否かの判断をする。一致した場合この比較器５は
「１」を送出する。

【００２４】アンドゲート７は上記のデコーダ６と比較
器５からの出力で論理積をとり、その結果をホールドレ
ジスタ８に送出する。ホールドレジスタ８は、前記ＦＷ
アドレスレジスタ１の内容を保持するレジスタである
が、そのセット指示はアンドゲート７の出力により行わ
れる。アンドゲート７の出力が「１」である時にホール
ドレジスタ８はＦＷアドレスレジスタ１の内容セット
し、次のセット指示がアンドゲート７から来るまでは、
その内容を保持している。

【００２５】次に、上記のマイクロプログラムデバッグ
装置の動作を説明する。

【００２６】まず、ソフトウェアの指示により実際にＣ
ＰＵの動作を制御するＦＷの実行アドレスが、ＦＷアド
レスレジスタ１に格納される。このＦＷアドレスレジス
タ１の内容で示される実行アドレスがＦＷ格納バッファ
２に与えられ、該当するアドレスのＦＷが命令レジスタ
３に読み出される。

【００２７】読み出されたＦＷは一般的にＦＷが行う動
作を示すオペレーションコードのフィールドと、その動
作の結果を格納するレジスタ番号を示すオペランドアド
レスのフィールドと、オペレーションコードで示される
動作を行う際に参照されるレジスタ番号が示される参照
アドレス（１）および参照アドレス（２）のフィールド
から成り立っている。

【００２８】命令レジスタ３に格納されたＦＷにおい
て、オペレーションコードのフィールドはデコーダ６に
送出され、同時にオペランドアドレスのフィールドは比
較器５に送出される。

【００２９】デバッグレジスタ４には外部からの指示に
より、ある特定のレジスタ番号が設定されているとす
る。このレジスタ番号はＦＷのオペランドアドレス，参
照アドレス（１），参照アドレス（２）の各フィールド
で示されるレジスタ番号と同種のもので、言い換えれば
ＦＷによりアクセス可能なレジスタ群中に存在しうるレ
ジスタ番号となる。

【００３０】命令レジスタ３に格納されたＦＷが書き込
み動作行う命令であれば、デコーダ６を経てアンドゲー
ト７に「１」が送出される。また、同時に命令レジスタ
３から出力されているオペランドアドレスがデバッグレ
ジスタ４の内容と一致するならば、比較器５からアンド
ゲート７へ「１」が送出される。

【００３１】アンドゲート７では、デコーダ６および比
較基５からの入力が共に「１」である場合のみ、ホール
ドレジスタ８にセット指示信号である「１」を送出し、
ホールドレジスタ８はセット指示があった場合のみＦＷ
アドレスレジスタ１の内容を格納し保持する。これによ
り、命令レジスタ３に格納されたＦＷがデバッグレジス
タ４で示されるレジスタ番号に書き込み動作を行う場合
のみ、そのＦＷの実行アドレスをホールドレジスタ８に
保持することとなる。

【００３２】ＦＷで記述されたプログラム中に記述ミス
が入り、これによりある特定のレジスタに対する書き込
みが不正に行われるとする。ただし、このレジスタはＦ
Ｗのプログラムの中で汎用的にアクセスされ、どのＦＷ
のライトアクセスによって不正データとなったか分から
ない場合、外部からの設定手段によりデバッグレジスタ
４に、該当するレジスタ番号を設定しておく。すると、
ＦＷがデバッグレジスタ４で示されるレジスタ番号にラ
イトアクセスする度に、ホールドレジスタ８内の実行ア
ドレスは更新される。

【００３３】いま不具合のあるＦＷにより、デバッグレ
ジスタ４で示されたレジスタ番号にライトアクセス、す
なわち不正データの書き込みが行われたとする。このと
き、後続のＦＷでデバッグレジスタ４に示されるレジス
タ番号にリードアクセスが行われ、これにより読み出さ
れた不正なデータによってＣＰＵが不正な動作を行いエ
ラーとなる。このエラー発生時にホールドレジスタ８を
読み出すことにより、デバッグレジスタ４で示されるレ
ジスタ番号に、最も最近ライトアクセスしたＦＷが記述
されている実行アドレスが判明する。これによりＦＷで
記述されたプログラムの不具合解析を容易に実施でき
る。

【００３４】図２は本発明の実施の第二の形態を示すブ
ロック図である。同図において、本発明のマイクロプロ
グラムデバッグ装置は、前記ホールドレジスタ，前記デ
バッグレジスタ，前記比較器，および前記アンドゲート
をそれぞれ複数個（Ｎ個）備え、マイクロ命令のライト
アクセスを複数個のレジスタについて監視する。

【００３５】すなわち、同図は図１に示した第一の形態
と同様の構成であるが、異なる点はデバッグレジスタの
個数を複数個（Ｎ個）とし、比較器の個数もデバッグレ
ジスタ数に合わせて複数個（Ｎ個）とし、アンドゲート
の個数もデバッグレジスタ数に合わせて複数個（Ｎ個）
となり、ホールドレジスタの個数もまたデバッグレジス
タ数に合わせて複数個（Ｎ個）となっている。このよう
に構成することにより、第一の形態で示した動作の中
で、ライトアクセスを監視する特定のレジスタを複数個
（Ｎ個）指定できる。

【００３６】したがって、ＦＷの不具合を特定する際
に、ライトアクセスの監視対象が１つに絞りきれない場
合に、複数個（Ｎ個）までのレジスタ番号をデバッグレ
ジスタ４１〜４Ｎに設定しておくことによって、デバッ
グレジスタ４１〜４Ｎで設定されている各レジスタ番号
に対し、比較器５１〜５Ｎおよびアンドゲート７１〜７
Ｎの各処理を介して最も最近ライトアクセスした実行ア
ドレスをホールドレジスタ８１〜８Ｎの内容から得るこ
とができ、ＦＷのデバッグ効率を向上させることができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
るマイクロプログラムデバッグ装置は、マイクロ命令に
よりアクセス可能なレジスタ群のうち、ある特定のレジ
スタへのライトアクセスの中で最も最近ライトアクセス
した時のマイクロ命令の実行アドレスを保持することが
できるので、効率よくマイクロプログラムの解析を行
い、デバッグ効率を向上することができるという効果が
ある。

【００３８】その理由は、マイクロ命令で汎用的に使用
されるレジスタ群中のレジスタ番号のうち、ある特定の
レジスタ番号のライトアクセスしたときのみ、ＣＰＵの
クロックを止めることなく、その実行アドレスを保持し
たままで後続のマイクロ命令を実行させることによる。
すなわち、最後にある特定レジスタ番号中の不正に書き
換えられたデータが参照されてＣＰＵでエラーとなった
場合、最も最近にある特定レジスタの内容を不正なデー
タに更新したマイクロ命令の実行アドレスが分かるため
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の実施の第二の形態を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ ＦＷアドレスレジスタ ２ ＦＷ格納バッファ ３ 命令レジスタ ４ デバッグレジスタ ５ 比較器 ６ デコーダ ７ アンドゲート ８ ホールドレジスタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のマイクロ命令から構成されるマイ
   クロプログラムをデバッグするマイクロプログラムデバ
   ッグ装置において、前記マイクロプログラムに含まれる
   マイクロ命令がアクセスするレジスタのなかで特定のレ
   ジスタにもっとも最近ライトアクセスしたマイクロ命令
   の実行アドレスを検知し報告することを特徴とするマイ
   クロプログラムデバッグ装置。
2. 【請求項２】 実行するマイクロ命令が書込動作を行う
   か否かを判断し、前記書込動作によって書き込まれるレ
   ジスタ番号があらかじめ指定したレジスタ番号と一致す
   るとき、前記マイクロ命令の実行アドレスを保持するこ
   とを特徴とするマイクロプログラムデバッグ装置。
3. 【請求項３】 複数のマイクロ命令から構成されるマイ
   クロプログラムを保持するマイクロプログラム保持手段
   と、前記マイクロプログラムの実行するマイクロ命令の
   アドレスを指示する実行アドレス指示手段と、前記実行
   アドレス指示手段が支持する実行アドレスから読み出し
   たマイクロ命令を保持するマイクロ命令保持手段と、前
   記実行アドレスを保持する実行アドレス保持手段と、前
   記マイクロ命令保持手段が保持するマイクロ命令のオペ
   レーションコードが書き込みコードのときヒット信号を
   送出するデコード手段と、あらかじめ指定したレジスタ
   のレジスタ番号を保持するレジスタ番号保持手段と、前
   記マイクロ命令保持手段が保持するマイクロ命令のオペ
   ランドアドレスと前記レジスタ番号保持手段が保持する
   レジスタ番号とを比較し一致信号を送出する比較手段
   と、前記ヒット信号および前記一致信号に従って前記実
   行アドレス保持手段に更新タイミングを与えるタイミン
   グ手段とを備えることを特徴とするマイクロプログラム
   デバッグ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のマイクロプログラムデバ
   ッグ装置において、前記実行アドレス保持手段，前記レ
   ジスタ番号保持手段，前記比較手段，および前記タイミ
   ング手段をそれぞれ複数個備え、マイクロ命令のライト
   アクセスを複数個のレジスタについて監視することを特
   徴とするマイクロプログラムデバッグ装置。
5. 【請求項５】 複数のマイクロ命令から構成されるマイ
   クロプログラムを保持するファームウェア格納バッファ
   と、前記マイクロプログラムの実行するマイクロ命令の
   アドレスを指示するファームウェアアドレスレジスタ
   と、前記ファームウェアアドレスレジスタが指示する実
   行アドレスから読み出したマイクロ命令を保持する命令
   レジスタと、前記実行アドレスを保持するホールドレジ
   スタと、前記命令レジスタが保持するマイクロ命令のオ
   ペレーションコードが書き込みコードのときヒット信号
   を送出するデコーダと、あらかじめ指定したレジスタの
   レジスタ番号を保持するデバッグレジスタと、前記命令
   レジスタが保持するマイクロ命令のオペランドアドレス
   と前記デバッグレジスタが保持するレジスタ番号とを比
   較し一致信号を送出する比較器と、前記ヒット信号およ
   び前記一致信号に従って前記ホールドレジスタに更新タ
   イミングを与えるアンドゲートとを備えることを特徴と
   するマイクロプログラムデバッグ装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のマイクロプログラムデバ
   ッグ装置において、前記ホールドレジスタ，前記デバッ
   グレジスタ，前記比較器，および前記アンドゲートをそ
   れぞれ複数個備え、マイクロ命令のライトアクセスを複
   数個のレジスタについて監視することを特徴とするマイ
   クロプログラムデバッグ装置。