JPH11272632A - マルチプロセッサシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の共有メモリ型マルチプロセッサシステ
ムは、従来の汎用マイクロプロセッサとソフトウエアの
互換性がなく、小規模なマルチプロセッサシステムに適
用が難しく、簡単なハードウエアにて実現が不可能で、
ＬＳＩ化において外部接続信号線数が増加し、割込みベ
クタ読取りに伴う共有バスアクセスのオーバーヘッドが
発生し、割込み処理を並列処理するための効率的な分散
制御が難しいという課題があった。 【解決手段】 プロセッサ１ａと、１ｂの２つのプロセ
ッサの場合、ベクタレジスタ２ａ，２ｂ、各プロセッサ
のローカルバス５ａ、５ｂに接続されるベクタ制御部３
ａ、３ｂ、各プロセッサを共有バス１４に接続するため
のバスバッファ４ａ、４ｂ、各プロセッサからの共有バ
スアクセス要求を調停するための共有バスアービタ１
１、各プロセッサへの割込みを制御する割込み制御部１
０、共有バス１４に接続される共有メモリ１２、ＩＯ制
御部１３とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチプロセッサ
システムに関し、特に複数のプロセッサがバスを共有す
るマルチプロセッサシステムにおける割込み制御に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プロセッサにおいて、マルチタスクシス
テムのタスク切替え、ハードウェア例外処理、周辺ＩＯ
の処理終了通知など、実行中のプログラムの処理の切替
を行うために割込みが使用される。プロセッサ内部又
は、外部からの割込み要求が発生すると、プロセッサは
割込み受付許可状態であれば、実行中の命令を終了後、
次に実行すべき命令アドレスを示す命令レジスタなどの
所定のレジスタをメモリなどに退避して、その後、割込
みベクタの読取りを行う。

【０００３】割込みベクタは、予め定められたアドレス
のメモリ上に置かれ、その中には割込み要因に対応する
割込み処理プログラムの先頭メモリアドレスが格納され
ている。その後，プロセッサは割込みベクタで示される
メモリアドレスの命令を読込んで、割込み処理プログラ
ムの実行を行う。このように、割込みにより実行中のプ
ログラムの処理を一時中断し、割込み処理プログラムを
実行して、実行する処理の切替を行う。このような割込
み方式は、ベクタ割込みと呼ばれ、現在のマイクロプロ
セッサにおいて標準として広く普及している。

【０００４】近年、マルチメディア処理や高精細画像処
理などのさまざまな分野で、プロセッサ性能の向上に対
する要求が高まっている。しかし、現在のＬＳＩ（Larg
e S-cale Integration）製造技術では、デバイスの高速
化にも限度がある。そこで、分散処理方式のバス共有型
マルチプロセッサシステムが注目を浴びており、盛んに
研究、開発されている。このようなマルチプロセッサシ
ステムは、複数個の汎用マイクロプロセッサで構成され
るため、割込み処理においても従来の汎用マイクロプロ
セッサとの間で、ハードウェア及びソフトウェアにおい
て互換性が必要であり、ベクタ割込み方式を採用するこ
とが一般的である。

【０００５】図６に従来のマルチプロセッサシステムの
構成の一例を示す。本従来例１のマルチプロセッサシス
テムは、プロセッサ１ａ及び、１ｂの２つのプロセッサ
で構成され、共有メモリ１２が共有バス１４に接続され
ている。外部割込みであるＮＭＩ及び、ＩＲＱ割込み
は、予め割込み処理を行うプロセッサが決められてい
る。プロセッサ１ａがＮＭＩ割込み処理を、プロセッサ
１ｂがＩＲＱ割込み処理を、それぞれ担当するように割
込み信号が接続されている。又、割込みベクタ領域は、
プロセッサ１ａ，１ｂともに、共有メモリ１２の特定ア
ドレスに割付けられている。

【０００６】ＮＭＩ割込みが発生すると、ＮＭＩ要求信
号がプロセッサ１ａに入力される。プロセサ１ａは、割
込み受付可能で有れば、実行中の命令の終了後、次に実
行すべき命令アドレスを示す命令レジスタなどの所定の
レジスタを共有メモリ１２に退避して、その後、割込み
ベクタの読取りを行う。プロセッサ１ａが割込みベクタ
の読取りを要求すると、バスバッファ４ａがローカルバ
ス５ａ上のアドレス情報から、共有メモリ１２のアクセ
スであることを認識して、共有バスアービタ１１に共有
バス１４のアクセス要求を発生する。

【０００７】共有バスアービタ１１は、プロセッサ１ａ
とプロセッサ１ｂの共有バスアクセスの調停を行ってお
り、プロセッサ１ａの共有バス１４のアクセスが可能に
なると、バスバッファ４ａに共有バス１４のアクセスを
許可する。それによって、バスバッファ４ａは、プロセ
ッサ１ａのローカルバス５ａと共有バス１４を接続し
て、共有メモリ１２のアクセスを行い、割込みベクタの
読取りを行う。その後、読取った割込みベクタで示され
るメモリアドレスの命令を読込んで割込み処理プログラ
ムの実行を行う。ＩＲＱ割込みの場合も割込み処理プロ
セッサがプロセッサ１ｂになるだけで、ＮＭＩの場合と
同様にして割込み処理を行う。

【０００８】このようにして、マルチプロセッサの割込
み処理が行われるが、割込みの発生に伴って、割込みベ
クタの読出し処理が頻繁に発生すると、共有メモリ１２
上の割込みベクタテーブルの読出しサイクルだけでな
く、共有バス１４のアクセス権の獲得要求を出して、ア
クセス権を獲得するためのバス獲得サイクルが必要であ
り、又、他のプロセッサが共有バス１４のアクセスを行
っている場合には、そのサイクルが終了するまでベクタ
テーブルの読出しが待たされるため、マルチプロセッサ
システムを構成するプロセッサの数が増えるに従って、
割込みベクタ読取りに伴う共有バスのアクセスのオーバ
ーヘッドが大きくなり、割込み処理を含めたシステムの
処理能力が低下するという問題があった。又、割込み処
理を行うプロセッサが各割込み要因ごとにシステム構成
段階で固定化されるために、処理プログラムなどのアプ
リケーションが変るたびに負荷の軽いプロセッサに割込
み処理を振分けるような柔軟なシステム構成が取り難か
った。

【０００９】又、他の従来例として、図７に示すような
マルチプロセサシステムが提案されている。本従来例２
のマルチプロセッサシステムは、従来例１のマルチプロ
セッサシステムに、ローカルメモリ１５ａ及び，１５ｂ
が追加されたものであり、割込みベクタ領域を、それぞ
れのプロセッサ１ａ、１ｂのローカルメモリ１５ａ、１
５ｂに割付けたものである。本従来例２は、ＮＭＩ割込
みが発生すると、ＮＭＩ要求信号がプロセッサ１ａに入
力される。プロセサ１ａは、割込み受付可能で有れば、
実行中の命令の終了後、次に実行すべき命令アドレスを
示す命令レジスタなどの所定のレジスタをローカルメモ
リ１５ａに退避後、ローカルメモリ１５ａの割込みベク
タの読込みを行う。

【００１０】その後、読取った割込みベクタで示される
メモリアドレスの命令を読込んで割込み処理プログラム
の実行を行う。ＩＲＱ割込みの場合も割込み処理プロセ
ッサがプロセッサ１ｂになるだけで、ＮＭＩの場合と同
様にして割込み処理を行う。このようにして、割込みベ
クタを格納するためのローカルメモリを追加して、割込
みベクタ読取りに伴う共有バスアクセスのオーバーヘッ
ドを抑えるようにしている。しかしながら、本従来例２
においては、割込みベクタ格納用のローカルメモリを専
用に用意する必要があった。又、従来例１と同様に、割
込み処理を行うプロセッサは固定化されており、やは
り、柔軟なシステム構成が取り難いという問題がある。

【００１１】そこで、この問題を解決するために、特開
平６−３５８６４号公報には、新たにサブプロセッサバ
スを設けて、割込みベクタを格納する専用ローカルメモ
リを、サブプロセッサバスに接続することにより、割込
み処理に起因する共有バスのオーバーヘッドを抑えて、
かつ、従来のプロセッサとのソフトウェア的な互換性を
保つ技術が開示されている。又、上記特開平６−３５８
６４号公報の技術においては、割込み要求信号は、割込
み分配部において、共有バスを占有していないほうのプ
ロセッサに通知される仕組になっており、共有バスを使
用していないプロセッサ、即ち、負荷の軽いプロセッサ
に割込み処理を割振ることによって、システム全体の処
理効率が良くなるようになっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−３５８６４号公報の技術は、新たにサブプロセ
ッサバスと、ベクタ専用のローカルメモリを設ける必要
があり、メインプロセッサバスとサブプロセッサバスと
のアクセス切替制御や、サブプロセッサバスのアービト
レーション制御などの複雑な制御回路が必要になり、ハ
ードウエア量が増え、コストの増加を招くため、小規模
なマルチプロセッサシステムには適しておらず、共有バ
スを使用していないプロセッサがアイドル状態であると
判断して、一義的に共有バスを使用していないプロセッ
サに割込み処理を行わせるため、割込み発生時には共有
バスを使用していないが、内部演算処理などを実行して
いて処理負荷が高いプロセッサに割込み処理を行わせる
可能性があり、必ずしもシステム全体の処理効率が良く
ならなかった。

【００１３】又、マルチプロセッサシステムを１チップ
のＬＳＩに集積する場合に、サブプロセッサバスの追加
に伴う外部接続信号線数の増加を招き、ＬＳＩパッケー
ジのピン数が増えて、ＬＳＩチップの小型化が難しかっ
た。そのため、従来の汎用マイクロプロセッサとソフト
ウエアの互換性があり、小規模なマルチプロセッサシス
テムに適用可能で、簡単なハードウエアにて実現可能、
かつ、ＬＳＩ化においても外部接続信号線数が増えるこ
とが無く、割込みベクタ読取りに伴う共有バスのオーバ
ーヘッドを抑えた割込み制御回路が必要という課題があ
った。又、割込み処理を並列処理するために効率的に割
込みをプロセッサに分散させる割込み制御回路も必要と
言う課題があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載のマルチプロセッサシステムは、共
有の第１のバスに接続された共有メモリと、上記第１の
バスに接続された複数の第２のバスに、それぞれ接続さ
れた複数のプロセッサと、上記複数のプロセッサに対応
して、上記第２のバスに接続された複数の割込みベクタ
の格納手段と、上記複数のプロセッサの上記共有メモリ
に対する割込ベクタ読取りを検出するベクタ読取検出手
段と、上記複数のプロセッサが、上記共有メモリに対す
る割込みベクタの読取り要求を発生した際に、上記ベク
タ読取検出手段が割込みベクタ読取りを検出し、上記格
納手段に格納された割込みベクタを、上記第２のバス上
に送出するベクタ送出手段を備える。

【００１５】請求項２に記載のマルチプロセッサシステ
ムは、請求項１記載のマルチプロセッサシステムにおい
て、外部からの割込み要求を、上記複数のプロセッサに
通知する割込通知手段を備える。

【００１６】請求項３に記載のマルチプロセッサシステ
ムは、請求項１又は、請求項２記載のマルチプロセッサ
システムにおいて、上記ベクタ読取検出手段が、上記割
込みベクタの読取りを検出したとき、上記複数のプロセ
ッサから上記第１のバスへの割込みベクタ読取り要求を
阻止する阻止手段を備える。

【００１７】請求項４に記載のマルチプロセッサシステ
ムは、請求項１乃至請求項３記載のマルチプロセッサシ
ステムにおいて、上記複数のプロセッサの割込みベクタ
の書込みを検出する検出手段を備え、上記複数のプロセ
ッサから上記共有メモリへ、上記割込みベクタ書込み時
に、上記第２のバス上のデータを上記格納手段に格納す
る。

【００１８】請求項５に記載のマルチプロセッサシステ
ムは、請求項１乃至請求項４記載のマルチプロセッサシ
ステムにおいて、上記格納手段は、上記割込みベクタの
有効性を示すフラグを備え、上記割込通知手段は、上記
フラグを判定して割込みベクタが無効な場合に、割込み
通知を阻止する。

【００１９】請求項６に記載のマルチプロセッサシステ
ムは、請求項５記載のマルチプロセッサシステムにおい
て、上記フラグは、上記割込みベクタの書込みを検出す
る検出手段により、上記割込みベクタの書込みを検出し
て、上記割込みベクタの有効性がセットされる。

【００２０】上記構成により、割込み発生時の割込みベ
クタの読取り時に、共有バスの負荷を高めることがない
ので、システム全体のパフォーマンスを落すことなく、
割込みベクタ専用のローカルメモリを設けたり、外部接
続信号線数が増えることもなく、簡単なハードウエアで
実現可能な割込み制御回路が実現できる。又、割込み処
理を任意のプロセッサに割当てることができ、割込み処
理を効率良く分散処理できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明のマルチプ
ロセッサシステムの実施形態のブロック図である。図１
に示すように、本発明のマルチプロセッサシステムは、
２つのプロセッサ１ａ及び、１ｂと、前記プロセッサ１
ａ、１ｂに、対応して設けられたベクタレジスタ２ａ，
２ｂ及び、ローカルバス５ａ、５ｂと、上記ベクタレジ
スタ２ａ、２ｂとローカルバス５ａ、５ｂとを結ぶベク
タ制御部３ａ、３ｂと、上記プロセッサ１ａ、１ｂ及び
ベクタ制御部３ａ、３ｂを共有バス１４に接続するため
のバスバッファ４ａ、４ｂと、前記バスバッファ４ａ及
び、４ｂに接続され、上記プロセッサ１ａ、１ｂからの
共有バスアクセス要求を調停するための共有バスアービ
タ１１と、プロセッサ１ａ、１ｂへの割込みを制御する
割込み制御部１０と、共有バス１４に接続される共有メ
モリ１２及び、ＩＯ制御部１３とから構成される。尚、
一般的なマルチプロセッサシステムでは、この他に表示
装置、補助記憶装置、キーボード等の入力装置、通信装
置などの各種周辺ＩＯ装置が共有バスなどに接続される
構成であるが本発明に係わりの無い部分であるので、図
１には示していない。

【００２２】上記共有メモリ１２は、プロセッサ１ａ、
１ｂのメモリ空間にアドレス割付けされており、プロセ
ッサ１ａ、１ｂから全領域をアクセス可能な構成になっ
ている。プロセッサ１ａ、１ｂからの共有メモリ１２の
アクセス要求は、バスバッファ４ａ、４ｂを経由して共
有バスアービタ１１に入力され、アクセス許可応答が得
られると、バスバッファ４ａ、４ｂが、プロセッサ１
ａ、１ｂのローカルバス５ａ、５ｂを共有バス１４に接
続することによって行われる。上記共有バスアービタ１
１は、プロセッサ１ａとプロセッサ１ｂとからの共有メ
モリ１２や、ＩＯ制御部１３などの共有バス１４へのア
クセス要求の調停を行い、プロセッサ１ａ、１ｂからの
アクセス要求に対して、所定の優先順位に従って選択し
たプロセッサに対して共有バス１４の使用許可を与える
ものである。

【００２３】上記共有メモリ１２のアドレス割付けは、
プロセッサ１ａから見た場合も、プロセッサ１ｂから見
た場合も同一の割付けがされており、図３に示す構成に
なっている。アドレス0000番地から000C番地は、プロセ
ッサ１ａ、１ｂのベクタ領域に割当てられており、プロ
セッサ１ａ、１ｂの割込み処理プログラムの先頭アドレ
ス（割込みベクタ）を格納する領域である。これは、プ
ロセッサ１ａ、１ｂは、ベクタ割込み方式を採用した汎
用のマイクロプロセッサを使用するので、メモリの固定
アドレス領域が予め割込みベクタ領域として決められて
いるためである。

【００２４】プロセッサ１ａ、１ｂは、外部割込みとし
て、ＩＲＱ、ＮＭＩが割込み制御部１０から入力され
る。ＩＲＱ割込みは、ＩＯ制御部１３からの割込み信号
ＩＲＱ０と、その他のＩＯ制御部（図示せず）からの割
込み要求ＩＲＱ１，ＩＲＱ２信号が、割込み制御部１０
を経由して、プロセッサ１ａ、１ｂへの割込み要求ＩＲ
Ｑになる。ＮＭＩ割込みは、ＳＷ入力（図示せず）など
の外部からのＮＭＩ要求信号が、割込み制御部１０を経
由して、プロセッサ１ａ、１ｂへの割込み要求ＮＭＩに
なる。

【００２５】又、内部割込みとしてメモリ保護違反や、
ハードウエア異常などを通知するためのハードウエア例
外、プログラムにより意識的に割込みを発生させるため
のソフトウエア割込みがあり、外部割込みのＮＭＩ及
び、ＩＲＱと合わせて４種類の割込みが存在する。その
ため、ベクタ領域は、上記４種類の割込みに対応できる
ように４種類のエントリーから構成される。

【００２６】アドレスＡ番地以降は、各割込み処理プロ
グラムの領域であり、プロセッサ１ａとプロセッサ１ｂ
とで、共通の処理を行う場合には共通部に、それぞれ異
なる処理を行う場合にはプロセッサ１ａとプロセッサ１
ｂの、それぞれの個別の領域に割込み処理プログラムが
置かれる。本実施形態においては、共通部にはハードウ
エア例外処理プログラムと、ＮＭＩ処理プログラムが置
かれ、個別の領域にはＩＲＱ処理プログラムと、ソフト
割込み処理プログラムが置かれている。ベクタレジスタ
２ａは、ベクタ制御部３ａの制御により、プロセッサ１
ａが共有メモリ１２のベクタ領域にセットしたベクタを
格納する。

【００２７】図２は、図１のベクタレジスタ２ａの詳細
な構成図である。共有メモリ１２のベクタ領域と同様の
４種類の割込みに対応する、ハードウエア例外２０ａ、
ＮＭＩ２１ａ、ＩＲＱ２２ａ及び、ソフト割込み２３ａ
の４つのレジスタで構成される。上記各レジスタは、そ
れぞれのベクタが有効であるか無効であるかを示す有効
フラグ２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａを有し、有効フ
ラグが”Ｖ”（Ｖａｌｉｄ）の場合は、対応するベクタ
が有効であることを示し、有効フラグが”Ｉ”（Ｉｎｖ
ａｌｉｄ）の場合には、対応するベクタが無効であるこ
とを示す。

【００２８】プロセッサ１ｂのベクタレジスタ２ｂにつ
いても同様であり、ハードウエア例外２０ｂ、ＮＭＩ２
１ｂ、ＩＲＱ２２ｂ及び、ソフト割込み２３ｂの４つの
レジスタがあり、それぞれ対応する有効フラグ２４ｂ、
２５ｂ、２６ｂ、２７ｂを有する。尚、リセット時に
は、有効フラグはすべて無効状態（”Ｉ”）にリセット
される。

【００２９】図４及び、図５は、本発明のマルチプロセ
ッサの動作を示すフローチャートである。図４及び、図
５に基づいて、具体的な各部の動作について説明する。
プロセッサ１ａ及び１ｂが、ＲＥＳＥＴ信号（図示せ
ず）によりリセットされると、プログラム実行を開始
し、最初に各種レジスタやメモリなどの初期設定を行
う。この初期設定の中に割込みベクタの設定も含まれて
おり、プロセッサ１ａ及び１ｂは、共有メモリ１２のベ
クタ領域に割込みベクタの書込みを行う（ステップＳ１
及び、Ｓ３）。

【００３０】具体的には、プロセッサ１ａは、最初にハ
ードウエア例外の割込みベクタとして、共有メモリ１２
のアドレス0000番地に、ハードウエア例外処理プログラ
ムの先頭アドレスである”Ａ”の書込みを行う（ステッ
プＳ１）。この時、ベクタ制御部３ａは、ローカルバス
５ａのアドレス情報と書込み制御信号によって、ベクタ
領域への書込みであることを検出し、ベクタレジスタ２
ａ内のレジスタのハードウエア例外２０ａに、ローカル
バス５ａのデータ情報である”Ａ”を書込むと共に、対
応する有効フラグ２４ａを有効状態（”Ｖ”）にする
（ステップＳ２）。

【００３１】次にプロセッサ１ａは、共有メモリ１２の
ベクタ領域内のアドレスに、ＮＭＩ、ＩＲＱ及び、ソフ
ト割込み処理プログラムの先頭アドレスである“Ｂ”、
“Ｃ”及び、“Ｄ”の書込みを行う。上記ハードウエア
例外２０ａのレジスタの場合と同様に、ベクタ制御部３
ａが、ローカルバス５ａのアドレス情報と書込み制御信
号によって、上記ベクタ領域への書込みを検出して、ベ
クタレジスタ２ａ内のＮＭＩ２１ａ、ＩＲＱ２２ａ及
び、ソフト割り込み２３ａに、ローカルバス５ａのデー
タ情報である“Ｂ”、“Ｃ”及び、“Ｄ”を書込むと共
に、対応する有効フラグ２５ａ、２６ａ、２７ａを有効
状態“Ｖ”に”する。

【００３２】プロセッサ１ｂも、プロセッサ１ａと同様
にして、最初に割込みベクタの書込みを行う（ステップ
Ｓ３）。この時、ベクタ制御部３ｂが、上記プロセッサ
１ａの時と同様に、ベクタ領域への書込みを検出して、
それぞれのベクタをベクタレジスタ２ｂ上のレジスタで
あるハードウエア例外２０ｂ、ＩＲＱ２２ｂ及び、ソフ
ト割込み２３ｂに書込むと共に、対応する有効フラグ２
４ｂ、２６ｂ及び、２７ｂを有効状態にする（ステップ
Ｓ４）。

【００３３】本実施形態のマルチプロセッサシステムに
おいては、ＳＷ入力などの外部からのＮＭＩ割込みは、
専らプロセッサ１ａが割込み処理を行い、プロセッサ１
ｂはＮＭＩ処理を行わないため、プロセッサ１ｂは、Ｎ
ＭＩ割込みのベクタ書込みを行わない。そのため、ベク
タレジスタ２ｂのレジスタのＮＭＩ２１ｂには、ベクタ
がセットされず、有効フラグ２５ｂもリセット時の状態
である無効状態（”Ｉ”）のままである。

【００３４】このようにして、プロセッサ１ａ、１ｂの
ベクタ設定が行われ、その結果ベクタレジスタ２ａ及び
２ｂの内容は、図３に示す状態になる。プロセッサ１ａ
及び、１ｂは、初期設定が終了すると、所定の動作プロ
グラムの実行を開始する。次にプログラム実行中に割込
みが発生した場合の動作を、各割込み要因ごとに説明す
る。

【００３５】プロセッサ内部割込みであるハードウエア
例外、ソフト割込みが発生すると（ステップＳ５）、プ
ロセッサ１ａ、１ｂは、割込み受付可能な状態（割込み
マスクビットが解除されている）であれば、実行中の命
令の終了後、所定のレジスタを共有メモリ１２又は、各
プロセッサのローカバスに接続されるローカルメモリ
（図示せず）などに退避して、その後、割込みベクタの
読取りを行う。ハードウエア例外割込みであれば、ベク
タ領域は、共有メモリ１２のアドレス0000番地であるの
で、プロセッサ１ａは、アドレス0000番地の読取り動作
を行う（ステップＳ６）。

【００３６】この時、ベクタ制御部３ａは、ローカルバ
ス５ａのアドレス情報と読出し制御信号によって、共有
メモリ１２のベクタ領域の読出しであることを検出し、
バスバッファ４ａに対して、共有メモリ１２の読出し動
作の抑止を指示する。バスバッファ４ａは、通常の共有
メモリ１２のアクセスの場合には、共有バスアービタ１
１にアクセス要求を発生し、アクセス許可を得てからロ
ーカルバス５ａを共有バス１４に接続し、共有メモリ１
２のアクセスを行うが、ベクタ制御部３ａから読出し動
作の抑止が指示されているので、共有バスアービタ１１
へのアクセス要求を発生せずに、共有メモリ１２のアク
セスは行わない。

【００３７】ベクタ制御部３ａは、共有メモリ１２のア
クセスを抑止するとともに、ベクタレジスタ２ａのハー
ドウエア例外２０ａの内容を読出し、その内容”Ａ”
を、データとしてローカルバス５ａに送出し、プロセッ
サ１ａからのアクセスを終了させる（ステップＳ７）。
プロセッサ１ａは、共有メモリ１２のベクタ領域のアド
レス0000番地の読取り動作を行うが、結果的にはベクタ
レジスタ２ａの内容を読取ることになる。続いて、プロ
セッサ１ａは、ベクタの読取り結果（”Ａ”）に基づい
て、Ａ番地のハードウエア例外処理プログラムに、実行
を切替えて割込み処理を行う（ステップＳ８）。割込み
処理が終了すると、割込み発生時に退避したレジスタを
復帰し、割込み発生前の処理を続行する。

【００３８】同様にして、プロセッサ１ｂにおいても、
ハードウエア例外割込みが発生すると、プロセッサ１ｂ
は、ベクタ領域の読取りを実行する（ステップＳ９）。
この時、ベクタ制御部３ｂが、上記のプロセッサ１ａの
時と同様に、共有メモリ１２のベクタ領域の読出しを検
出して、共有メモリ１２の読出しを抑止するとともに、
ベクタレジスタ２ｂ内のハードウエア例外２０ｂの内容
を読出し、その内容”Ａ”をデータとしてローカルバス
５ｂに送出し、プロセッサ１ｂからのアクセスを終了さ
せる（ステップＳ１０）。プロセッサ１ｂは、ベクタの
読取り結果（”Ａ”）に基づいて、Ａ番地のハードウエ
ア例外処理プログラムに実行を切替えて割込み処理を行
う（ステップＳ１１）。

【００３９】このようにして、ハードウエア例外処理の
割込み処理が行われる。ソフト割込み処理の場合も動作
は同様であるが、割込み処理内容がプロセッサ１ａとプ
ロセッサ１ｂとで異なるため、それぞれのベクタが異な
っており、プロセッサ１ａではベクタの読出し結果
は、”Ｄ”であり、共有メモリ１２のアドレスＤ番地の
ソフト割込み処理プログラムＡの実行を行い、プロセッ
サ１ｂではベクタの読出し結果は、”Ｆ”であり、共有
メモリ１２のアドレスＦ番地のソフト割込み処理プログ
ラムＢの実行を行う。このように、割込みの処理の種類
に応じてそれぞれのプロセッサで同じプログラムを起動
したり、個別のプログラムを起動することが可能になる
ため、自由度の高い割込み処理が可能になる。

【００４０】次に、ＮＭＩ割込みの場合について説明す
る。ＳＷ入力などの外部ＮＭＩ割込みが発生すると（ス
テップＳ１２）、ＮＭＩ要求が割込み制御部１０に入力
される。割込み制御部１０においては、ベクタレジスタ
２ａ及び、２ｂの有効フラグ２５ａ、２５ｂの状態に従
って、プロセサへの割込み要求の発生を判断する（ステ
ップＳ１３）。すなわち、入力された割込み要求に対応
する有効フラグが”Ｖ”の場合には、プロセッサに対し
て割込みを発生し、”Ｉ”の場合には、プロセッサへの
割込みを抑止するように動作する。本実施形態の場合、
プロセサ１のＮＭＩ割込みに対応する有効フラグ２５ａ
は、”Ｖ”であるので、プロセッサ１ａに対してはＮＭ
Ｉ信号をアクティブにすることによって、ＮＭＩ割込み
を発生させる。プロセサ２の有効フラグ２５ｂは、”
Ｉ”であるので、プロセッサ１ｂに対してはＮＭＩ信号
をネゲート状態のままとすることによって、ＮＭＩ割込
みを抑止する。

【００４１】このようにして、プロセッサ１ａでは実行
中の命令の終了後、割込み処理を実行するが、プロセッ
サ１ｂでは割込みは発生せず、実行中の処理を切替える
ことなく継続実行する。プロセッサ１ａでは、割込み処
理のため、上記ハードウエア例外割込み処理の場合と同
様に、レジスタの退避の後、ベクタ領域であるアドレス
0004番地（以降アドレスは１６進表現）のベクタ読取り
動作を行う（ステップＳ１４）。この時、ベクタ制御部
３ａが、共有メモリ１２のベクタ領域の読出しを検出し
て、共有メモリ１２の読出しを抑止するとともに、ベク
タレジスタ２０ａ内のレジスタであるＮＭＩ２１ａの内
容を読出し、その内容”Ｂ”をデータとしてローカルバ
ス５ａに送出し、プロセッサ１ａからのアクセスを終了
させる（ステップＳ１５）。

【００４２】プロセッサ１ａは、ベクタの読取り結
果（”Ｂ”）に基づいて、Ｂ番地のＮＭＩ処理プログラ
ムに実行を切替えて割込み処理を行う（ステップＳ１
６）。このようにして、ＮＭＩの割込み処理が行われ
る。ＮＭＩの場合のように処理を分散することが無く、
特定のプロセッサのみが割込み処理を行う場合に、処理
を行うプロセッサのみがベクタの設定を行うことによっ
て、自動的に割込み先プロセッサの指定が可能になり、
自由度の高い割込み処理が可能になる。

【００４３】次に、ＩＲＱ割込みの場合について説明す
る。ＩＯ制御部１３において割込み要求が発生すると
（ステップＳ１７）、ＩＲＱ０信号が割込み制御部１０
に入力される。割込み制御部１０においては、前述のＮ
ＭＩ割込みの場合と同様に、ベクタレジスタ２ａ及び２
ｂの有効フラグ２２ａ、２２ｂの状態に従って、プロセ
サへの割込み要求の発生を判断する（ステップＳ１
８）。本実施の形態の場合、プロセサ１とプロセッサ１
ｂのＩＲＱ割込みに対応する有効フラグ２２ａと２２ｂ
は共に、”Ｖ”であるので、プロセッサ１ａとプロセッ
サ１ｂのそれぞれに対してＩＲＱ信号をアクティブにす
ることによって、ＩＲＱ割込みを発生させる。

【００４４】このようにして、それぞれのプロセッサに
おいて実行中の命令の終了後、割込み処理を実行する。
プロセッサ１ａでは、割込み処理のため、上記ハードウ
エア例外割込み処理の場合と同様に、レジスタの退避の
後ベクタ領域であるアドレス0008番地のベクタ読取り動
作を行う（ステップＳ１９）。この時、ベクタ制御部３
ａが、共有メモリ１２のベクタ領域の読出しを検出し
て、共有メモリ１２の読出しを抑止するとともに、ベク
タレジスタ２ａ内のレジスタであるＩＲＱ２２ａの内容
を読出し、その内容”Ｃ”をデータとしてローカルバス
５ａに送出し、プロセッサ１ａからのアクセスを終了さ
せる（ステップＳ２０）。

【００４５】プロセッサ１ａは、ベクタの読取り結
果（”Ｃ”）に基づいて、Ｃ番地のＩＲＱ処理プログラ
ムＡに実行を切替えて割込み処理を行う（ステップＳ２
１）。

【００４６】同様にして、プロセッサ１ｂにおいても、
プロセッサ１ｂのベクタ読取り（ステップＳ２２）、ベ
クタ制御部３ｂのベクタ領域の読出し検出と、共有メモ
リ１２の読出しの抑止、ベクタレジスタ２ｂ内のレジス
タであるＩＲＱ２２ｂの内容読出しと、ローカルバス５
ｂへの送出（ステップＳ２３）、プロセッサ１ｂのベク
タ読出し結果（”Ｅ”）に基づくＥ番地のＩＲＱ処理プ
ログラムＢの実行（ステップＳ２４）を行う。

【００４７】このようにして、ＩＲＱの割込み処理が行
われる。ＩＲＱの場合のように処理を分散する必要があ
り、それぞれのプロセッサが異なる割込み処理を行う場
合に、処理を行うプロセッサが独自のベクタ設定を行う
ことが可能であり、又、割込み処理を必要としないプロ
セッサは該当するベクタ領域の書込みを行わなければ自
動的に割込み対象から除外されるので、自由度の高い割
込み処理システムが構成可能になる。

【００４８】又、各プロセッサにおいては、シングルプ
ロセッサシステムでの割込みインタフェースと、何ら変
ることのない汎用マイクロプロセッサとソフトウエア互
換を保って、小規模なハードウエアで実現可能であり、
割込みベクタ読取りに伴う共有バスアクセスのオーバー
ヘッドを抑えた効率の良い割込み処理システムが構成可
能である。

【００４９】

【発明の効果】割込み発生時の割込みベクタ読取り時
に、共有バスの負荷を高めることがないので、システム
全体のパフォーマンスを落すことなく、割込みベクタ専
用のローカルメモリを設けず、外部接続信号線数が増や
すこともなく、簡単なハードウエアで実現可能であり、
汎用マイクロプロセッサでの割込みインタフェースを変
える必要のない割込み処理システムが実現可能である。
又、割込み処理を任意のプロセッサに割当てることが可
能であり、割込み処理を効率的に分散可能であり、効率
的なマルチプロセッサシステムが実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチプロセッサシステムの実施形態
を示すブロック図である。

【図２】図１に示すベクタレジスタ２ａ及び、２ｂの詳
細な構成図である。

【図３】図１に示す共有メモリ１２の詳細な構成と、ベ
クタレジスタ２ａ及び、２ｂとの対応関係を示す図であ
る。

【図４】本発明のマルチプロセッサシステムの動作を示
すフローチャートの前半部分である。

【図５】図４に示す本発明のマルチプロセッサシステム
のフローチャートの前半に続く後半部分である。

【図６】従来のマルチプロセッサシステムの構成を示す
ブロック図である。

【図７】従来のマルチプロセッサシステムの他の構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ プロセッサ ２ａ、２ｂ ベクタレジスタ ３ａ、３ｂ ベクタ制御部 ４ａ、４ｂ バスバッファ ５ａ、５ｂ ローカルバス １０ 割込み制御部 １１ 共有バスアービタ １２ 共有メモリ １３ ＩＯ制御部 １４ 共有バス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共有の第１のバスに接続された共有メモ
   リと、 上記第１のバスに接続された複数の第２のバスに、それ
   ぞれ接続された複数のプロセッサと、 上記複数のプロセッサに対応して、上記第２のバスに接
   続された複数の割込みベクタの格納手段と、 上記複数のプロセッサの上記共有メモリに対する割込み
   ベクタの読取りを検出するベクタ読取検出手段と、 上記複数のプロセッサが、上記共有メモリに対する割込
   みベクタの読取り要求を発生した際に、上記ベクタ読取
   検出手段が割込みベクタの読取りを検出し、上記格納手
   段に格納された割込みベクタを、上記第２のバス上に送
   出するベクタ送出手段を備えることを特徴とするマルチ
   プロセッサシステム。
2. 【請求項２】 外部からの割込み要求を、上記複数のプ
   ロセッサに通知する割込通知手段を備えることを特徴と
   する請求項１記載のマルチプロセッサシステム。
3. 【請求項３】 上記ベクタ読取検出手段が、上記割込み
   ベクタの読取りを検出したとき、上記複数のプロセッサ
   から上記第１のバスへの割込みベクタの読取り要求を阻
   止する阻止手段を備えることを特徴とする請求項１、又
   は請求項２記載のマルチプロセッサシステム。
4. 【請求項４】 上記複数のプロセッサの割込みベクタの
   書込みを検出するベクタ書込検出手段を備え、上記複数
   のプロセッサから上記共有メモリへ、上記割込みベクタ
   の書込み時に、上記第２のバス上のデータを上記格納手
   段に格納することを特徴とする請求項１乃至請求項３記
   載のマルチプロセッサシステム。
5. 【請求項５】 上記格納手段は、上記割込みベクタの有
   効性を示すフラグを備え、上記割込通知手段は、上記フ
   ラグを判定して割込みベクタが無効な場合に、割込み通
   知を阻止することを特徴とする請求項１乃至請求項４記
   載のマルチプロセッサシステム。
6. 【請求項６】 上記フラグは、上記割込みベクタの書込
   みを検出するベクタ書込検出手段により、上記割込みベ
   クタの書込みを検出して、上記割込みベクタの有効性が
   セットされることを特徴とする請求項５記載のマルチプ
   ロセッサシステム。