JPH11102306A - エミュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 エミュレーション用マイクロプロセッサのＯ
Ｓによる代行メモリへのタスク情報の書込みの監視機能
を高速化する。また、ユーザシステムでのマルチタスク
処理におけるタスク単位での実行時間測定を行なう。 【解決手段】 エミュレータ制御用マイクロプロセッサ
２がシステムバス１３を介して所定の条件を設定可能な
条件設定レジスタと、エミュレーション対象となるシス
テムとエミュレーション用マイクロプロセッサ１とを接
続するエミュレーションバス１１上の信号と上記条件設
定レジスタに設定された内容とを比較する比較手段とを
設け、上記条件設定レジスタにはエミュレーション用マ
イクロプロセッサのＯＳによる特定アドレスへの特定の
データの書込みを設定しておき、上記比較手段が一致を
検出したときはエミュレータ制御用マイクロプロセッサ
に対して割込み信号を入力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エミュレータを用いた
マイクロコンピュータ応用システムの評価技術さらには
エミュレーション中のマイクロプロセッサからエミュレ
ータ制御用マイクロプロセッサに対する情報の伝達方式
に適用して有効な技術に関し、例えばインサーキット・
エミュレータに利用して有効な技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】マイクロコンピュータ応用システムの開
発において、その応用システムのデバッグやそのシステ
ムの詳細な評価を行なうため、インサーキット・エミュ
レータが使用されている。インサーキット・エミュレー
タはエミュレーション対象となる応用システムのマイク
ロプロセッサと同機能のマイクロプロセッサを有し、こ
のマイクロプロセッサにてユーザ・プログラムを実行、
停止させながらユーザシステムを代行制御し、ユーザ・
プログラム実行中の応用システム上の信号を採取して解
析することにより、ハードウェアおよびソフトウェアの
デバッグを可能にするものである。

【０００３】上記機能を可能にするため、インサーキッ
ト・エミュレータには、任意のポイントでユーザ・プロ
グラムの実行を停止させるブレーク制御回路や応用シス
テム上の信号を採取するためのトレースメモリと呼ばれ
る回路が設けられている。さらに、インサーキット・エ
ミュレータには、ユーザシステムに充分なメモリが実装
されていない場合に貸し出される代行メモリなどが設け
られる。このようなエミュレータに関して記載された文
献の例としては、（株）オーム社、昭和５９年１１月３
０日発行の「ＬＳＩハンドブック」第５６２頁〜５６３
頁がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エミュレーション対象
となるユーザシステムが、ＯＳ（オペレーティングシス
テム）を有しマルチタスク処理などを実行可能に構成さ
れている場合、タスクの実行開始（切替えを含む）はＯ
Ｓが制御するため、ＯＳによって外部（エミュレータ制
御用マイクロプロセッサ等）へタスクの実行開始が発生
したことを知らせることが可能である。

【０００５】本発明者らは、代行メモリはエミュレーシ
ョン用マイクロプロセッサとエミュレータ制御用マイク
ロプロセッサの両方からアクセス可能にされる点に着目
して、上記ＯＳによるタスクの実行をエミュレータ制御
用マイクロプロセッサに知らせる方法として、上記代行
メモリを使用する技術について検討した。しかしなが
ら、上記のような方法にあっては、エミュレーション用
マイクロプロセッサのＯＳによる代行メモリへのタスク
実行情報の書込みがあったことを、エミュレータ制御用
マイクロプロセッサのソフトウェアが認知するには、周
期的に上記代行メモリを読みに行くなど複雑な処理手順
が必要であり、エミュレータ本来の処理スピードが低下
するという問題点があることが明らかになった。また、
従来のエミュレータにおいては、ユーザシステムでのマ
ルチタスク処理おけるタスク単位での実行時間測定が行
なえないという課題があることも明らかになった。

【０００６】本発明の目的は、エミュレーション対象と
なるシステムにおいて所定のタスクの実行があった場合
に、エミュレーション用マイクロプロセッサのＯＳから
エミュレータ制御用マイクロプロセッサのソフトウェア
へ直ちにタスクの実行があったことを知らせ、エミュレ
ータの処理スピードを向上させることができるようなエ
ミュレーション技術を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、エミュレーション対
象となるシステムでのマルチタスク処理おけるタスク単
位での実行時間測定およびタスク実行回数測定を行なえ
るエミュレーション技術を提供することにある。

【０００８】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、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下
記のとおりである。

【００１０】すなわち、エミュレータ制御用マイクロプ
ロセッサがシステムバスを介して所定の条件を設定可能
な条件設定レジスタと、エミュレーション対象となる機
器（ユーザシステム）とエミュレーション用マイクロプ
ロセッサとを接続するエミュレーションバス上の信号と
上記条件設定レジスタに設定された条件とを比較する比
較手段とを設け、上記条件設定レジスタにはエミュレー
ション用マイクロプロセッサのＯＳによる特定アドレス
への特定のデータの書込みを設定しておき、上記比較手
段が一致を検出したときはエミュレータ制御用マイクロ
プロセッサに対して割込み信号を入力するようにしたも
のである。

【００１１】さらに、上記比較手段から出力される一致
信号によりクロックの計数動作をする計時用カウンタ
と、上記比較手段から出力される一致信号を計数する回
数測定用カウンタとを設け、上記条件設定レジスタには
例えば着目するタスクの実行開始条件と実行終了条件と
を設定するようにした。

【００１２】上記した手段によれば、エミュレーション
対象となる機器においてタスクの開始あるいは停止があ
ったときにＯＳによって特定のアドレスへ特定のデータ
の書込みを行なうと、上記比較手段によって検出されて
エミュレータ制御用マイクロプロセッサに対して割込み
信号が入力されるため、エミュレータ制御用マイクロプ
ロセッサのソフトウェアは所定のタスクの実行があった
ことを直ちに知ることができるようになる。また、上記
計時用カウンタと回数測定用カウンタによって所定のタ
スクの実行時間および実行回数を測定することができる
ようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に本発明に係るエミュレータ
の概略構成図を示す。

【００１４】この実施例のエミュレータは、エミュレー
ション対象のユーザシステム２０のマイクロプロセッサ
と同等の機能を有しユーザプログラムをエミュレーショ
ンするためのエミュレーション用マイクロプロセッサ
１、該エミュレーション用マイクロプロセッサ１が接続
されたエミュレーションバス１１とユーザシステム２０
との接続を行なうユーザインタフェース部１２、エミュ
レータ全体の制御を司るエミュレータ制御用マイクロプ
ロセッサ２、バスの切り替え等エミュレーション動作を
制御するためのエミュレーション制御部３、エミュレー
ション停止時に使用するメモリ４、エミュレーション中
にユーザプログラムを所望のポイントで停止させたりト
レースを開始するための条件などの成立を検出する条件
一致検出部５、ユーザプログラム実行中のエミュレーシ
ョンバス１１上の信号等を時系列的に記憶するトレース
メモリ６、ユーザシステムの任意のアドレスに割り付け
て使用することができるエミュレーションメモリ（代行
メモリ）７、システムバス１３に接続されエミュレータ
制御用マイクロプロセッサ２を動作させるためのプログ
ラムが格納されるシステムメモリ８、システムのマンマ
シンインタフェースなどのＩ／Ｏを制御するＩ／Ｏイン
タフェース部９などから構成される。

【００１５】ユーザシステム２０上に設けられたマイク
ロプロセッサ接続用コネクタ２１には、ユーザインタフ
ェース部１３から延設されたケーブル１４の先端のプロ
ーブ１５が結合され、エミュレーションバス１１と接続
可能とされる。また、上記Ｉ／Ｏインタフェース部９に
は、システムプログラムなどを入れる磁気記憶装置１
６、エミュレーション実行やデバッグのための表示を行
なうＣＲＴ表示装置１７などが接続される。上記エミュ
レーション制御部３、メモリ４、条件一致検出部５、ト
レースメモリ６およびエミュレーションメモリ７はエミ
ュレーションバス１１およびシステムバス１３に接続さ
れ、エミュレーション用マイクロプロセッサ１とエミュ
レータ制御用マイクロプロセッサ２の両方からアクセス
可能にされている。

【００１６】さらに、この実施例のエミュレータにおい
ては、条件一致検出部５で検出された条件の成立回数や
ある条件成立の時間を計数する実行時間／回数測定部１
０が設けられている。

【００１７】図２は上記条件一致検出部５および実行時
間／回数測定部１０の一実施例のブロック図を示す。

【００１８】条件一致検出部５は、システムバス１３を
介してエミュレータ制御用マイクロプロセッサ２が所定
の条件を設定可能な条件設定レジスタ５１と、該条件設
定レジスタ５１に設定された条件とエミュレーションバ
ス１１上の信号とを比較し一致したときに一致検出信号
を出力するコンパレータ５２とを備えている。上記条件
設定レジスタ５１およびコンパレータ５２はそれぞれ複
数個用意されており、従来の一般的なエミュレータと同
様に、エミュレーション実行中にユーザプログラムを停
止させたいブレークポイントやトレースメモリへのトレ
ースを開始するポイントを設定し、検出する機能を有し
ている。ブレークポイントが検出されると、条件一致検
出部５からエミュレーション用マイクロプロセッサ１に
対してブレーク信号が供給され、トレースポイントが検
出されるとトレースメモリ６に対してトレース開始信号
が供給される。

【００１９】さらに、この実施例においては、上記条件
設定レジスタ５１にエミュレーション用マイクロプロセ
ッサのＯＳによる特定アドレスへの特定のデータの書込
み（例えばエミュレーションメモリ７に対する所定コー
ドの書込み）が検出条件として設定可能にされており、
上記コンパレータ５２がこの条件の成立を検出したとき
はエミュレータ制御用マイクロプロセッサ２に対して割
込み信号ＩＲＱが供給されるように構成されている。従
って、エミュレータ制御用マイクロプロセッサ２は自ら
エミュレーションメモリ７の内容を読みに行かなくても
所定のタスクが実行されたことを知ることができる。

【００２０】また、実行時間／回数測定部１０には、上
記コンパレータ５２から出力される一致信号に基づいて
クロックの計数動作をする計時用カウンタ５３と、上記
コンパレータ５２から出力される一致信号を計数する回
数測定用カウンタ５４とが設けられている。従って、上
記条件設定レジスタ５１に、着目するタスクの実行開始
条件と実行終了条件とを設定すると、上記コンパレータ
５２がタスクの実行開始条件を検出したときに出力され
る一致信号により上記計時用カウンタ５３が例えばシス
テムクロック信号ＣＫの立ち上がりもしくは立ち下がり
に同期してカウントアップを開始し、上記コンパレータ
５２がタスクの実行終了条件を検出したときに出力され
る一致信号により上記計時用カウンタ５３はカウントア
ップ動作を停止するように動作する。

【００２１】これによって、上記計時用カウンタ５３は
所望のタスクの実行時間を計時することができる。ま
た、上記回数測定用カウンタ５４には上記コンパレータ
５２から出力される一致信号が入力されこれを計数する
ように構成されているため、上記コンパレータ５２が条
件設定レジスタ５１に設定されているタスク実行終了条
件（タスク実行開始条件でも可）を検出する度にカウン
トアップし、タスクの実行回数を計数することができ
る。

【００２２】なお、上記のような所望のタスクの実行回
数および実行時間の測定を可能にするため、エミュレー
ション用マイクロプロセッサのＯＳには以下に述べる機
能を持たせておく（ＯＳが本来持つ同様の動作を利用し
てもよい）。第１に、ＯＳがタスクの実行を開始する際
に、予め決定した特定のアドレス（例えばエミュレーシ
ョンメモリ７内のアドレス）にこれから実行するタスク
の番号の書込みを行なう。第２に、タスクの処理が終了
した時点で、予め決定した他の特定のアドレスに処理を
終了したタスクの番号の書込みを行なう。ＯＳは、エミ
ュレーション開始前に、ユーザシステム上のメモリもし
くはエミュレータ内のメモリ４もしくは７に格納され
る。

【００２３】以下、本実施例のエミュレータにおいて、
所望のタスクの実行回数および実行時間の測定を行なう
場合の手順を図３のタイムチャートを用いて説明する。

【００２４】先ず、エミュレータ制御用マイクロプロセ
ッサ２によって条件設定レジスタ５１に、測定しようと
するタスクの実行を開始する際にＯＳが書込みを行なう
ように予め決定した上記「特定のアドレス」を設定して
からエミュレーションを開始する。

【００２５】すると、エミュレーション用マイクロプロ
セッサ１は、ユーザプログラムの実行を開始する。この
とき、ＯＳはカーネル状態（待機状態）にあり、ユーザ
プログラムにおいてタスク処理が発生すると、ＯＳがタ
スクの実行を開始する際に特定のアドレスにこれから実
行するタスクの番号の書込みを行なう。すると、エミュ
レーションバス１１を監視するコンパレータ５２によっ
て検出され、計時用カウンタ５３に対して実行時間測定
カウンタイネーブル信号が供給され、計時用カウンタ５
３がクロックの計数を開始する。

【００２６】その後、ＯＳがタスクの処理を終了する際
に他の特定のアドレスに終了したタスクの番号の書込み
を行なうと、コンパレータ５２によって検出され、実行
時間測定カウンタイネーブル信号がネゲート（無効状態
へ移行）され、計時用カウンタ５３がクロックの計数を
停止するとともに、コンパレータ５２の一致信号が実行
回数測定カウンタ５４に対してカウントアップ信号とし
て供給され、実行回数が「＋１」される。しかる後、Ｏ
Ｓは終了したタスクに関する情報をエミュレーションメ
モリ７へ書き込んだ後、特定アドレス（例えばエミュレ
ーションメモリ７内のアドレス）へ特定データ（例えば
所定のコード）を書き込むことによってエミュレータ用
プロセッサ２に対するタスクの終了を通知してから、カ
ーネル状態へ移行する。上記特定アドレスへの特定デー
タの書込みによってコンパレータ５２は割込み信号ＩＲ
Ｑを生成し出力する。

【００２７】一方、上記エミュレータ制御用マイクロプ
ロセッサ２は、エミュレーション開始後はエミュレーシ
ョン監視状態に移行し、その後上記コンパレータ５２が
タスクの終了通知を検出したときに出力する割込み信号
ＩＲＱが入力されるため、タスクの実行が終了したこと
を認知して割込み処理へ移行し、上記カウンタ５３，５
４からタスク実行時間と実行回数を読み取るとともにエ
ミュレーションメモリ７からＯＳが書いたタスク情報を
読み出して、ＣＲＴ表示装置１７の表示画面へそれらの
情報を表示させてから、割込みを解除する。これによっ
て、エミュレータ制御用マイクロプロセッサ２に対する
割込み信号ＩＲＱがネゲートされる。

【００２８】以上説明したように、上記実施例は、エミ
ュレータ制御用マイクロプロセッサがシステムバスを介
して所定の条件を設定可能な条件設定レジスタと、エミ
ュレーション対象となるシステムとエミュレーション用
マイクロプロセッサとを接続するエミュレーションバス
上の信号と上記条件設定レジスタに設定された内容とを
比較する比較手段とを設け、上記条件設定レジスタには
エミュレーション用マイクロプロセッサのＯＳによる特
定アドレスへの特定のデータの書込みを設定しておき、
上記比較手段が一致を検出したときはエミュレータ制御
用マイクロプロセッサに対して割込み信号を入力するよ
うにしたので、エミュレーション対象となる機器におい
て、所定のタスクが実行されると、上記比較手段によっ
て検出されてエミュレータ制御用マイクロプロセッサに
対して割込み信号が入力されるため、エミュレータ制御
用マイクロプロセッサのソフトウェアは所定のタスクの
実行があったことを直ちに知ることができるという効果
がある。

【００２９】さらに、上記比較手段から出力される一致
信号によりクロックの計数動作をする計時用カウンタ
と、上記比較手段から出力される一致信号を計数する回
数測定用カウンタとを設け、上記条件設定レジスタには
例えば着目するタスクの実行を開始条件と実行終了条件
とを設定するようにしたので、上記計時用カウンタと回
数測定用カウンタによって所定のタスクの実行時間およ
び実行回数を測定することができるようになるという効
果がある。

【００３０】また、タスクの実行終了後にエミュレーシ
ョン用プロセッサのＯＳが、エミュレーションバスとシ
ステムバスの両方に接続されたメモリ（エミュレーショ
ンメモリもしくは代行メモリ）に、実行したタスクの情
報を書き込むようにしたので、エミュレータ制御用マイ
クロプロセッサはエミュレーションを停止させることな
く実行したタスクの情報をＣＲＴなどに表示させること
ができる。

【００３１】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、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、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。例えば、上
記実施例では、条件設定レジスタに設定される条件とし
てエミュレーションメモリに対するタスクの番号、タス
クの終了を通知するコード等の書込みを例にとって説明
したが、検出する条件はそれに限定されず、まれにしか
実行されない特定のアドレスなどオペレータが望む任意
の条件とすることができる。

【００３２】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるインサ
ーキット・エミュレータに適用した場合について説明し
たが、本発明はそれに限定されるものでなく、デバッ
ガ、テスター、シミュレータ等、エミュレーションもし
くはシミュレーション機能を有するデータ処理システム
に適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】本願におい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下記
のとおりである。

【００３４】すなわち、エミュレーション対象となるシ
ステムにおいてタスクの実行があった場合に、エミュレ
ーション用マイクロプロセッサのＯＳからエミュレータ
制御用マイクロプロセッサのソフトウェアへ直ちにタス
クの実行を知らせ、エミュレータの処理スピードを向上
させることができるとともに、タスク単位での実行時間
測定やタスク実行回数測定が行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエミュレータの一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】条件一致検出部および実行時間／回数測定部の
一実施例を示すブロック図である。

【図３】実施例のエミュレータにおけるエミュレーショ
ン動作の手順の一例を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ エミュレーション用マイクロプロセッサ ２ エミュレータ制御用マイクロプロセッサ ３ エミュレーション制御部 ４ メモリ ５ 条件一致検出部 ６ トレースメモリ ７ エミュレーションメモリ（代行メモリ） ８ システムメモリ ９ Ｉ／Ｏインタフェース部 １０ 実行時間／回数測定部 １１ エミュレーションバス １２ ユーザインタフェース部 １３ システムバス １４ ケーブル １５ プローブ １６ 磁気ディスク記憶装置 １７ ＣＲＴ表示装置 ２０ ユーザシステム ２１ コネクタ ５１ 条件設定用レジスタ ５２ コンパレータ ５３ 計時用カウンタ ５４ 回数測定用カウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恩田 秀夫 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 内藤 芳郎 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 青砥 義一 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エミュレーション対象とされる機器のマ
   イクロプロセッサの機能を代行もしくはエミュレーショ
   ン対象となるプログラムを実行するエミュレーション用
   マイクロプロセッサおよびシステム全体の制御を司る制
   御用マイクロプロセッサと、該制御用マイクロプロセッ
   サがシステムバスを介して所定の条件を設定可能な条件
   設定レジスタと、エミュレーション対象となる機器と上
   記エミュレーション用マイクロプロセッサとを接続する
   エミュレーションバス上の信号と上記条件設定レジスタ
   に設定された内容とを比較する比較手段とを備え、上記
   条件設定レジスタにはエミュレーション用マイクロプロ
   セッサのオペレーティングシステムによる特定アドレス
   への特定のデータの書込みを条件として設定しておき、
   上記比較手段が一致を検出したときに上記制御用マイク
   ロプロセッサに対して割込み信号を入力して条件の成立
   を認知させるようにしたことを特徴とするエミュレー
   タ。
2. 【請求項２】 上記比較手段から出力される一致信号に
   よりクロックの計数動作をする計時用カウンタが設けら
   れ、上記条件設定レジスタには着目するタスクの実行開
   始条件と実行終了条件とが設定され、上記比較手段によ
   り上記タスクの実行開始条件の成立が検出されたときに
   上記計時用カウンタが起動され、上記比較手段により上
   記タスクの実行終了条件の成立が検出されたときに上記
   計時用カウンタが停止されるように構成されてなること
   を特徴とする請求項１に記載のエミュレータ。
3. 【請求項３】 上記比較手段から出力される一致信号を
   計数する回数測定用カウンタとが設けられ、上記条件設
   定レジスタには着目するタスクの実行開始条件もしくは
   実行終了条件が設定され、上記比較手段により上記タス
   クの実行開始条件もしくは実行終了条件の成立が検出さ
   れたときに上記回数測定用カウンタが更新されるように
   構成されてなることを特徴とする請求項１または２に記
   載のエミュレータ。
4. 【請求項４】 上記タスクの実行開始条件もしくは実行
   終了条件は、上記エミュレーション用マイクロプロセッ
   サのオペレーティングシステムによる特定アドレスへの
   タスク番号の書込みであることを特徴とする請求項２ま
   たは３に記載のエミュレータ。
5. 【請求項５】 上記タスクの実行終了後に、上記エミュ
   レーション用マイクロプロセッサのオペレーティングシ
   ステムが、上記エミュレーション用マイクロプロセッサ
   と上記制御用マイクロプロセッサの両方がアクセス可能
   なメモリに、実行したタスクの情報を書き込むことを特
   徴とする請求項１、２、３または４に記載のエミュレー
   タ。