JPS6129949A - マイクロプロセツサ保守方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水平型のマイクロプロセッサの保守回路に関
するものである。

（従来の技術） ファイル装置や通信制御装置等のコンピュータの周辺装
置においては高速処理の必要性から水平型のマイクロプ
ロセッサが用いられることが多い。

−例としてＡＭＤ社（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｉｃｒｏ
　Ｄｅｖｉｃｅｓ社）製のＡＭ　２９０１及びＡＭ２９
１１を用いた通信制御装置を第５図に示す。００１はマ
イクロプログラムシーケンサであり、プログラムカウン
タ（ｐｃ　）を内蔵し００４のマイクロプログラムイン
ストラク／ヨンレジスタ（ＭＩＲ）からの指示及び図示
せぬジャンプ条件判定回路の判定結果によりマイクロプ
ログラムの実行順序を制御しジャンプ動作、シーケンシ
ャル動作（ＰＣを＋１する）、プツシ−動作、ポンプ動
作を行なう。００２はマイクロプログラムを格納するＲ
ＯＭである。００３はマイクロプログラムを格納するＲ
ＡＭであり、００５のバッファゲートを通して００６の
演算回路（ＡＬＵ）が書込み、読出しすることができる
。また００３０マイクロプログラム格納ＲＡＭのアドレ
スは切替ゲートＯＯ７によりマイクロプログラムシーケ
ンサ（ｏｏｉ）の出力又は００８のマイクロプログラム
ＲＡＭアドレスレジスタの出力のいずれかを選択できる
。００４のマイクロプログラムインストラクションレジ
スタは００２のマイクロプログラム格納ＲＯＭ又は００
３０マイクロプログラム格納ＲＡＭの出力をランチスる
レジスタであり実行するインストラクション（命令）が
格納される。このＭＩＲの出力はＡＬＵ（００６）、マ
イクロプログラムシーケンサ（００１）、マイクロプロ
グラムジャンプアドレス切替回路（０１１）をはじめ図
示せぬ各種の制御回路に接続され演算の種類、マイクロ
プログラムシーケンサの動作の指示、ジャンプ先のアド
レスのＦｓ示のほか内部バス（０１３）のソース（デー
タの送出元）及びディスティネイション（データの書込
先）、データメモリ（０１０）のアドレスの決定、図示
せぬその他のハードウェアの制御を行なう。００９のア
ドレスレジスタ（ＡＲ）は内部バス（０１３）に接続さ
れその出力はデータメモリのアドレスとなる。

また０１２の各種レジスタは例えば各種の制御用ＬＳＩ
とのインターフェース用レジスタ等である。

なお、第５図ではマイクロプログラムの格納にａｏＭ（
００２）及びＲ，ＡＭ（００３）の両方を用いているが
必ずしもその両方が必要なわけではなく　ＲＯＭ（００
２）のみ又はＲ，ＡＭ　（００３）のみで構成するこ　
　。

とも可能であり、従ってＲＡＭ　（００３）の読出し、
書込み用バッファ（００５）、マイクロプログラム格納
Ｒ，ＡＭアドレス切替回路（００７）、マイクロプログ
ラム格納ＲＡＭアドレスレジスタ（００８）等も不要の
場合がある。

さてこの様なマイクロプロセッサ回路においてデパック
、出荷試験、保守診断を容易に行なうため次の様な保守
機能が設けられている。

（１）プログラムカウンタコンベアストップ動作−マイ
クロプログラムカウンタの内容があらかじめ設定した値
と一致した時マイクロプログラムの実行を停止させる。

（２）プログラムカウンタマニュアルセット動作−マイ
クロプログラムカウンタの内容を任意の値に設定しスタ
ートさせる。

（３）ステップ動作−マイクロプログラムを１ステツプ
づつマニーアル（手動）で動作させる。

（４）マイクロプログラム格納用ＲＡＭの内容の表示及
び設定したデータの書込み動作。

（５）各種レジスタの内容の表示及び設定したデータの
書込み動作。

（６）メモリの内容の表示及び設定したデータの書込み
動作。

（力　保守・試験データの設定−例えば初期診断プログ
ラムの種類、実行回数、異常終了時の処理等の設定。

（８）保守・試験ステータスの表示−例えば初期診断結
果の表示。

（９）データメモリアドレスコンベアストップ動作−マ
イクロプログラムがあらかじめ設定したデータメモリの
番地をアクセスした時マイクロプロセッサの実行を停止
させる。

第６図にこれらの保守機能を設えた従来のマイクロプロ
セッサ回路を示す。第１図と共通な部分は同一の番号で
示しである。１００は保、９用スイッチでありそのデー
タをスイッチレジスタ（ｉｏｉ　）にラッチする。マイ
クロプログラムコンベアストップ動作時にはスイッチレ
ジスタ（１０１）とマイクロプログラムカウンタレジス
タ（１０２）の両者をコンベア回路（１０７）にて比較
し一致がとれた場合は図示せぬクロック発生回路に一致
検出信号を送出しクロックを停止させる。マイクロプロ
グラムカウンタマニュアルセット動作時にはスイッチレ
ジスタ（１０１）の内容を切替ゲー）（０１１）を通し
てマイクロプログラムシーケンサ（００１）に与えると
ともに、マイクロプログラムシーケンサ（００１）のフ
ァンクションをゲート（１０８）により無条件ジャンプ
モードに設定し、図示せぬクロック発生回路より単発ク
ロックを発生させることによりマイクロプログラムカウ
ンタに任意の値を設定する。ステップ動作は保守用スイ
ッチ（１００）の０Ｎ１０ＦＦによりクロック発生回路
から単発パルスを発生させることにより実現する。マイ
クロプログラム格納メモリの読出し、書込み動作は予め
ＦＬＯＭ（００２）又はｆ（ＡＭ　（００３）にマイク
ログログラム読出し・書込みプログラムを格納しておき
前述のマイクロプログラムカウンタマニュアルセット動
作によりマイクロプログラム読出し・書込みプログラム
の先頭番地を設定しプログラムをマニーアルによりステ
ップ動作で実行することによりマイクロプログラム格納
メモリの内容をバッファゲート（００５）→内部バス（
０１３）→切替ゲート（１０５）を経由して表示回路（
１０６）に表示したり又はスイッチレジスタ（１０１）
の内容をバッファゲート（１０４）→内部バス（０１３
）→バッファゲート（００５）を経由してマイクロプロ
グラム格納メモリ（００３）へ書込む。各種レジスタの
内容の表示及び書込み、メモリの内容の表示及び書込み
も同様に予めＲＯＭ（００２）又はＲ，ＡＭ　（００３
）に書込まれているマイクロプログラムをマニュアルに
よりステップ動作で実行することにより行なわれる。保
守・試験データの設定は例えば電源投入時の初期診断の
実行にあたりマイクロプログラムがスイッチレジスタ（
１０１）の内容を読出し、試験項目の選択、実行回数、
試験終了後の動作等を決める。またこの様な試験結果は
表示回路（１，０６）により表示される。データメモリ
アドレスコンペアストップ動作時には１０３の切替ゲー
トを通してアドレスレジスタ（００９）とスイッチレジ
スタ（１０１，）の値を比較し一致した場合にクロック
発生回路に一致信号を送出しクロックを停止させる。

（発明が解決しようとする問題点） この様な従来のマイクロプロセッサ回路は次の様な欠点
を有していた。

（１）保守回路は通常の運用時には不必要な機能であり
取りはすしの可能な外付は装置とすることによりマイク
ロプロセッサ回路本体の小型化及び低価格化を図ること
ができる。しかし従来方式では外付けの保守装置とマイ
クロプロセッサ回路とのインターフェース部に複雑な回
路が必要となり全体で大型・高価格となってしまう。

（２）　　メモリ、レジスタの内容の表示、書込みを行
なうのにプログラムの停止、マイクロプログラムカウン
タの設定、読出し・書込みプログラムの実行と一連の動
作が必要であり操作が複雑である。

（３）読出し・書込プログラム等の保守プログラムの実
行によりマイクロプログラムカウンタの内容が更新され
てしまうため、保守プログラムの実行後に実行前のプロ
グラムを再開するにはマニーアルで以前のアドレスを設
定する必要がある。また、このアドレスを人間が記憶し
ておく必要がある。

この欠点を補うには保守プログラムをサブルーチンとし
保守プログラムを実行時に以前のアドレスをスタックし
ておき（サブルーチンコール）保守プログラムの終了時
にスタックで示されるアドレスから再開（リターン）す
れば良い。

しかしこの方法では保守のために常にスタックを一段空
にしておかねばならずマイクロプログラムが制約を受け
ることになる。

本発明の目的はこれらの欠点を解決し、簡単なインター
フェースにより保守用回路とマイクロプロセッサ回路を
分離可能としかつ操作の簡単なマイクロプロセッサの保
守を実現することである。

（問題点を解決するだめの手段） この目的を達成するための本発明の特徴は、保守の対象
であるマイクロプロセッサにインターフェース部を介し
て保守用装置を接続し、該保守用装置により、マイクロ
プロセッサの保守内容の設定、データの転送の制御、プ
ログラムカウンタの登算停止指示、及び保守用プログラ
ムの動作指示を選択的に行なってマイクロプロセッサの
保守をする方式にある。

（作　用） 上述のごとく、本発明によると、保守用装置が外部装置
として切離され、又マイクロプロセッサのプログラムカ
ウンタの動作を外部から制御出来るので、マイクロプロ
セッサ自身を小型、低価格化するとともに、マイクロプ
ロセッサの内部状態を変化させずに保守を行なうことが
でき、上記目的を達成することができる。

第１図は本発明を用いたマイクロプロセッサ回路本体の
一例であり、第２図は保守回路の一例である。両者は装
置が正常運用中のときには物理的に切り離されており、
装置が試験、調整、保守時には保守インターフェース４
０１．４０２．４０３により接続される。

第１図において２旧は保守インターフェース（４０１）
からマイクロプログラムアドレスへアドレス値を送出す
るバッファ、２０２はマイクロプログラムアドレス信号
をマイクロプロセッサクロックに同期してサンプルする
と共にアドレス信号を保守インターフェース（４０１）
へ送出するレジスタである。

２０３は保守インターフェース（４０１）から内部バス
（０１３）へデータを送出するレジスタ、２０４は内部
バス（０１３）から保守インターフェース（４０１）へ
データを送出するレジスタである。４０２はマイクロプ
ログラムシーケンサ（００１）の出力の制御、２０１〜
２０４のバッファ、レジスタの入出力制御等を行なう制
御信号である。４０３はクロック及びクロック制御信号
である。

次に、本発明の詳細な説明する。

（１）　　マイクロプログラムコンペアストップ動作マ
イクロプロセッサ回路が動作中にプログラムコンベアス
トップを行なう時はマイクロプログラムのアドレスを２
０２のプログラムカウンタレジスタを経由して保守イン
ターフェース（４０１）へ送出する。第２図に示す保守
回路ではこのアドレスとスイッチレジスタ（３０２）の
内容を比較し一致した場合は制御部（３０１）からクロ
ック制御信号（４０３）をマイクロプロセッサ回路に送
出しクロックを停止させる。

’２）　　７’ログラムカウンタマニユアルセツトマイ
クロプロセツサが停止している状態において保守回路か
らマイクロプロセッサ回路内のプログラムカウンタへ任
意の値をセットする動作は第１に設定する値を保守用レ
ジスタ（２０３）に書込み、第２に予めＲＯＭ　（００
２）又はＲ，ＡＭ　（００３）に格納されているプログ
ラムカウンタセット命令（保守用レジスタの値をマイク
ロプログラムカウンタへ書込む命令）を実行することに
よって行なわれる。これらの動作は制御部（３０１）の
制御によって行なわれ、その制御部の一例を第３図に示
す。

５０２は制御ステップを作るカウンタでありそのカウン
タの出力及びスイッチで設定される動作指示（プログラ
ムカウンタマニュアルセント指示）カＩ’（ＯＭ　（５
０１）へ入力される。スイッチレジスタ（３０２）に動
作指示が与えられると制御ステップカウンタ（５０２）
に初期値がセットされると共にフリッフロップ（５０４
，）がセットされ制御部（３０１）は動作を開始する。

制御ステップカウンタ（５０２）が初期値の時にはＲ，
ＯＭ　（５０１’）の出力によりバッファケート（３０
４）が能動となりスイッチレジスタに設定された値が保
守インターフェース（４０１）へ送出されると共に保守
用レジスタ（２０３）にその値が書込まれる。

次に制御ステップカウンタ（５０２）はプラス１サレＲ
ＯＭ　（５０１）　＋７）指示ニよりバッファ（５ｏ３
）、保守インターフェース（４０１）、プロクラムカウ
ンタバッファ（２０１）を経由してマイクロプログラム
格納用ＲＯＭ（００２）又はＲ，ＡＭ　（００３）のア
ドレスバスへあるアドレス（例えば１００番地）が送出
されその番地に格納されている命令がマイクロインスト
ラクションレジスタ（００４）へ格納される。ただし、
マイクロプログラムシーケンサ（００１）及びプログラ
ムカウンタへはクロックは送出されずその状態は変化し
ない。１００番地には予めプログラムカウンタセット命
令（保守レジスタの内容を内部バスを経由してプログラ
ムカウンタへ書込む命令）が格納されている。第４図に
マイクロプログラム格納用ＲＯＭ　（，００２）又はＲ
ＡＭ　（００３）に予め格納されている命令の例を示す
。

次に制御ステップカウンタ（５０２）がプラス１される
ことによりＲＯＭ　（５０１）はクロック制御信号（４
０３）を出力しマイクロプロセッサ回路はマイクロプロ
グラムインストラクションレジスタ（００４）の命令を
実行する。すなわちプログラムカウンタセット命令が実
行され保守用レジスタ（２０３）の値がプログラムカウ
ンタに格納される。この動作と同時にＲＯＭ　（５０１
）の出力によりフリップフロップ（５０４）が反転し制
御部（３０１）は動作を停止する。　。

（３）ステップ動作 マイクロプロセッサ回路が停止中スイッチレジスタの指
示によりＲＯＭ　（５０１）よりクロック制御信号（４
０３）が出力されマイクロプロセッサ回路にクロックが
１個出力されマイクロプロセッサ回路は１ステップ進む
。

（４）　　マイクロプログラム格納用ＲＡＭの内容表示
及び設定したデータの書込み動作２と同様にＲＯＭ（５
０１）よりマイクロプログラム格納ＲＯＭ、　（００２
）又はＲ，ＡＭ　（００３）ヘアドレス（例えば１０１
番地）が与えられる。１０１番地にはマイクロプログラ
ム格納用ＲＡＭ　（００３）を読出し表示用レジスタ（
２０４）へ格納する命令が入っている。

次にこの命令を実行させさらにＲ，ＯＭ　（５０１）の
制御により表示用レジスタの内容を保守用バス（４０２
）、表示用バッファ（３０５）を経由して表示回路（３
０６）に出力する。データを格納する場合はスイッチレ
ジスタ（３０２）の値を保守用レジスタ（２０３）に格
納した後側のアドレス（例えば１０２番地）をマイクロ
プログラム格納用Ｒ，ＯＭ　（００３）に与え（１０２
番地には保守用レジスタ（２０３）をマイクロプログラ
ム格納用ＲＡＭへ転送する命令が格納されている）前述
の説明と同様その命令をマイクロプロセッサ回路にて実
行させる。これらの動作中はマイクロプログラムシーケ
ンサ（００１）にはクロックは入力されずその状態が変
わることは無い。

（５）各種レジスタの内容の表示及び設定したデータの
書込み動作及び６メモリの内容の表示及び設定したデー
タの書込み動作４０マイクロプログラム格納用ＲＡＭの
内容の表示及び設定したデータの書込み動作と同様にそ
れぞれの動作に応じたアドレスをマイクロプログラム格
納用ＲＯＭ　（００３）へ与えその命令を実行すること
により実現される。

（力　保守・試験データの設定 保守回路より予め保守用レジスタ（２０３）へ設定情報
を格納しておきマイクロプログラムをスタートさせるこ
とにより、マイクロプログラムは保守用レジスタ（２０
３）の値を読み込みその値により保守・試験プログラム
の種類、実行回数、異常終了時の処理等の判定に使うこ
とができる。

（８）保守・試験ステータスの表示 マイクロプログラムにより保守・試験プログラムを実行
後そのステータスを表示用レジスタ（２０４）に格納す
る。その値をメンテナンスバス（４０１）を経由して表
示回路（３０６）に出力する。

（９）データメモリアドレスコンベアストップ動作マイ
クロプログラムがデータメモリ（０１０）のアドレスレ
ジスタ（００９）に値をセットすると同時に表示用レジ
スタ（２０４）へ同じデータを書込む。保守回路は表示
用レジスタの内容とスイッチレジスタ（３０２）の値を
一致回路（３０３）で比較し等しい時には制御部（３０
１）によりマイクロプロセッサ回路を停止させる。

（発明の効果） 以上説明した様に従来は保守機能のためプロセッサ回路
の内部に持っていた複雑な回路を本発明により外部へ切
り離すことが可能となりマイクロプロセッサ回路の、Ｊ
−型化、低価格化を図ることができる。

また本方式によりマイクロプログラムシーケンサの状態
を変えずにマイクロプロセッサ回路の状態を表示したり
保守プログラムを実行させることが可能となるため一担
マイクロプログラムの実行を停止させ保守操作を行なっ
た後に以前の状態からそのままスタートさせることが可
能であり保守・試験・調整を効率的に行なえる。

さらに保守回路自体にＲ，ＯＭを持ち操作手順を記憶し
ていることから従来複雑だった操作を簡単な操作で実現
することが可能となる。本発明はマイクロプロセッサ回
路に内蔵するプログラムカウンタを使用せずに保守動作
を行なうためマイクロプロセッサの状態が変わらないと
いう利点がある。

このため従来において保守動作の実行によるマイクロプ
ロセンサの状態の変化を操作する人間が認識していたが
、本発明によりその必要が無（なり保守性を大幅に向上
することができ、水平型マイクロプロセッサの分野に広
く利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を使用したマイクロプロセッサ回路の例
であり、第２図は第１図のマイクロプロセッサ回路に外
部で接続される保守用回路の例、第３図はその制御部の
詳細図、第４図はマイクロプログラム格納用ＲＯＭ又は
Ｒ，ＡＭに予め格納されている命令の例、第５図と第６
図は従来の保守方式の説明図である。 ００１；マイクロプログラムシーケンサ、４０１、４０
２．４０３　；保守回路インターフェース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プログラムカウンタの指示するアドレスのプログラムメ
   モリから読出したプログラムの内容に従って動作するマ
   イクロプロセッサの保守方式において、保守の対象であ
   るマイクロプロセッサがプログラムメモリに通常動作の
   プログラム及び保守用プログラムを有し、該マイクロプ
   ロセッサがインターフェース部を介して保守用装置に接
   続され、該保守用装置により、マイクロプロセッサの保
   守内容の設定、データの転送の制御、プログラムカウン
   タの登算停止指示、及び保守用プログラムの動作指示を
   選択的に行ってマイクロプロセッサの保守をすることを
   特徴とするマイクロプロセッサ保守方式。