WO2004066150A1

WO2004066150A1 - 割り込み制御方法および割り込み制御装置

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Publication number: WO2004066150A1
Application number: PCT/JP2003/000670
Authority: WO
Inventors: Kazunori Kuki; Masahiro Tanaka; Hirokazu Kanma
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-05
Also published as: EP1562116A1; CN1688975A; AU2003203386A1; JPWO2004066150A1; CN100336022C

Abstract

　個々の割り込み要因（マクロ）ごとにレジスタとデコーダからなる割り込み番号設定回路を設け、レジスタ内に任意の割り込み番号を設定しておく。そして、たとえば割り込み要因（２０１ａ）で割り込みが発生すると、レジスタ（２０２ａ−１）に設定された割り込み番号１５がデコーダ（２０２ａ−２）に読み出され、当該番号に対応するバスラインの１本から割り込み信号が出力される。上記信号はコントローラ決定回路（２０３）内のＯＲ回路（２０３ａ～２０３ｇ）により、複数ある割り込みコントローラのうちいずれか一つ、ここでは（２０４ａ）に振り分けられ、これを受けたコントローラ（２０４ａ）により割り込み番号１５の割り込み処理が実行される。それによって、回路規模を抑制しつつもユーザが必要とする多種多様な割り込み制御を行うことが可能となる。

Description

明細書割り込み制御方法および割り込み制御装置技術分野

この発明は、複数の割り込みコントローラのうち、他の装置からの割り込み信号が入力した一つの割り込みコントローラにより所定の割り込み処理を実行する割り込み制御方法および割り込み制御装置に関する。背景技術

パーソナル'コンピュータや電子手帳などのいわゆる情報機器だけでなく、 A V機器、調理機器、冷蔵庫、洗濯機、エアコンなど、一般に普及したほとんどすベての電化製品は、 CPU (Ce n t r a l P r o c e s s i n g Un i t ) によって制御されるようになっている。

そして、 CPUの利用局面の拡大と平行して、あらゆる機器に搭載可能な、多機能 ·高機能でかつ汎用性の高いシステム L S Iの研究 ·開発が精力的になされている。

こうしたチップで、家電メーカーなどのユーザが必要に応じて必要な機能を選択できるようになれば、チップ一つで製品ごとに LS Iを作り替える必要がなくなり、開発費や工場の初期投資額を抑えることができる。

しかしながら、チップの汎用性を高めれば高めようとするほど、その回路が複雑'大規模になることは避けられない。特に、こうしたチップには製品により多種多様なマク口が接続されるので、これらのマクロからの割り込みを制御するだけでも複雑 ·大規模な回路を要する。

すなわち、従来のシステム LS Iでは第 7図に示すように、ハードウェア設計の時点で一つの割り込み要因（マクロ）に一つの割り込み番号、さらに言えば当該番号で特定される処理を行う割り込みコントローラを固定的に対応づけていたたとえば、第 7図中、割り込み要因 1で割り込みを必要とする何らかの事象が発生すると、割り込み要因 1で生成された割り込み信号は、割り込み番号 1 5の割り込みコントローラ以外には物理的に入力しないようになっている。そして、上記コントローラは上記信号が入力すると、自己の保持する割り込みレベル.割り込み先ァドレスなどの条件にしたがって 1 5番の割り込み処理を実行する。したがって、上記従来技術では、このシステム L S Iに接続されることが予想されるすべての割り込み要因の数だけ割り込み機構を設けることが必須となり、回路の複雑ィ匕 '大規模化の原因となっていた。そして、家電など、組み込み先の製品のユーザからは、特に L S Iの小型ィ匕（部品そのものの小型化あるいは削減 ) や価格抑制の要請が強い。

上記の点に関して、従来技術の中には割り込み番号の一覧表を書き換え可能なメモリに保持しておき、上記メモリのアドレスを指定して、当該アドレスに格納された割り込み番号により割り込み先を決定するものがある。この従来技術によれば、上記メモリを書き換えることで割り込み先をダイナミックに変更できるが、その他の割り込み条件などは変更することができない（たとえば特開平 1 0— 1 1 4 1 1号公報を参照。）。

この発明は上記従来技術による問題を解決するため、回路規模を抑制しつつもユーザが必要とする多種多様な割り込み制御を行うことが可能な割り込み制御方法および割り込み制御装置を提供することを目的とする。発明の開示

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる割り込み制御方法または割り込み制御装置は、複数の割り込みコントローラのうち、他の装置からの割り込み信号が入力した一つの割り込みコントローラにより所定の割り込み処理を実行する割り込み制御方法 Z割り込み制御装置であって、前記他の装置ごとに割り込み番号を設定するようにし、設定された割り込み番号にもとづいて前記複数の割り込みコントローラのうち一つを決定する。

また、この発明にかかる割り込み制御方法または割り込み制御装置は、前記他の装置ごとのレジスタに前記割り込み番号を設定するようにしてもよい。また、前記割り込み信号を入力する割り込みコントローラを、前記複数の割り込みコントローラのうち一部の割り込みコントローラの中から決定するようにしてもよい。さらに、前記他の装置の割り込みを禁止するための割り込み禁止番号を設定するようにし、割り込み禁止番号が設定された前記他の装置には、割り込みが禁止されたことを通知するようにしてもよい。さらにまた、前記他の装置ごとのレジスタに前記割り込み禁止番号を設定するようにしてもよい。

これらの発明によって、本発明にかかるシステム L S Iを家電などの各種機器に組み込むユーザは、割り込み要因ごとのレジスタに設定する割り込み番号や割り込み禁止番号を変化させるだけで、どの割り込みを使用するかや割り込み発生時の処理などを任意に切り替えることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の実施の形態 1にかかる割り込み制御装置が組み込まれる各種機器のうち、ある機器 Aにおける割り込み要因の組み合わせと、個々の割り込み要因に割り当てられた割り込み番号および割り込み条件との関係を示す説明図であり、第 2図は、この発明の実施の形態 1にかかる割り込み制御装置のハードウエア構成を模式的に示す説明図であり、第 3図は、この発明の実施の形態 1 にかかる割り込み制御装置における、割り込み制御処理の手順を示すフローチヤートであり、第 4図は、この発明の実施の形態 2にかかる割り込み制御装置のハ一ドウエア構成を模式的に示す説明図であり、第 5図は、この発明の実施の形態 2にかかる割り込み番号設定回路 4 0 2 a〜4 0 2 1のそれぞれに設定可能な割り込み番号の一覧を示す説明図であり、第 6図は、この発明の実施の形態 3にか力る割り込み制御装置のハードウエア構成を模式的に示す説明図であり、第 7図は、従来技術にかかる割り込み制御装置のハードウエア構成を模式的に示す説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる割り込み制御方法および割り込み制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

(実施の形態 1)

第 1図は、この発明の実施の形態 1にかかる割り込み制御装置（具体的には、家電などの各種機器に組み込まれるシステム LS I) が組み込まれる各種機器のうち、ある機器 Aにおける割り込み要因の組み合わせと、個々の割り込み要因に割り当てられた割り込み番号および割り込み条件との関係を示す説明図である。第 1図に示すように、機器 Aにおいては割り込み要因 1, 4， 6, 7， 8， 1 3, 15の 7つの割り込みし力想定されておらず、各要因に割り込み番号 15， 16, 17， 18， 19， 20， 21が割り当てられているものとする。なお、 Aとは別の機器 Bでは、第 1図とは割り込み要因の組み合わせや各要因間の割り込みの優先順位なども異なる。

つぎに、第 2図はこの発明の実施の形態 1にかかる割り込み制御装置のハードウェア構成を模式的に示す説明図である。第 2図には、本発明にかかる割り込み制御装置であるシステム LS I上の各種回路のうち、本発明に関係のある部分のみを示している。

第 2図中、 200は CPUであり、後述する割り込み番号設定回路 202 a〜 202 p内の各レジスタに割り込み番号を設定するとともに、後述する割り込みコントローラ 204 a〜204 gに割り込みレベルや割り込み先ァドレスなど、割り込み処理に必要な諸情報を設定する。

201 a〜201 pは割り込み要因、具体的には特定の処理を実行するマク口などであり、割り込みを必要とする事象が発生すると、所定の割り込み信号（割り込み発生フラグ）を後述する割り込み番号設定回路 202 a〜202pに出力する。 202 a〜202 pは割り込み番号設定回路であり、割り込み要因の数、ここではたとえば 16個だけ用意されて、それぞれが一つの割り込み要因に対応づけられている。たとえば割り込み番号設定回路 202 aを例に取ると、この回路は割り込み要因 1に物理的に接続され、当該マクロで割り込みが発生した場合に、その事実を示す割り込み信号が入力するようになっている。

また、割り込み番号設定回路 202 aは具体的にはレジスタ 202 a _ 1とデコーダ 202 a一 2により構成され、レジスタ 202 a _ 1には CPU 200により、あらかじめ割り込み要因 1に割り当てられた割り込み番号、第 1図の例では割り込み番号 15が設定されている。そして、デコーダ 202 a— 2はレジスタ 202 a— 1の保持内容にしたがって、複数あるバスラインのうちいずれか 1 本に信号を出力する回路である。

203はコントローラ決定回路であり、割り込み番号の個数分、第 2図の例では 7個の OR回路 203 a〜203 gにより構成される。コントローラ決定回路 203は、割り込み番号設定回路 202 a〜202 pのデコーダ 202 a— 2〜 202 p— 2から出力された信号を、 OR回路 203 a〜203 gにより、後述する割り込みコントローラ 204 a〜 204 gのいずれかに振り分ける回路である。

204は割り込みコントローラであり、割り込み番号の個数分、第 2図の例では 7個の割り込みコントローラ 204 a〜204 gにより構成される。なお、以下では特に区別する必要のない限り、 204 a〜204 gのほかそれらの集合体である 204も「割り込みコントローラ」と呼ぶ。

つぎに、第 3図はこの発明の実施の形態 1にかかる割り込み制御装置における、割り込み制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、割り込み情報設定用の所定のプログラムを実行する CPU 200が、割り込みコントローラ 20 4 a〜204 gのそれぞれに、割り込み番号 15〜 21で特定される割り込みの条件（割り込みレベル、割り込み先アドレス、割り込みレベルマスク値など）を設定する（ステップ S 301)。つぎに、 CPU 200は割り込み番号設定回路 202 a~202 pのレジスタ 202 a— l〜202 p— 1に、対応する割り込み要因 201 a~201 pに割り当てられた割り込み番号を設定する（ステップ S 302)。たとえば、レジスタ 202 a— 1には割り込み要因 201 aに割り当てられた割り込み番号 15が、レジスタ 202 b—1には割り込み番号が割り当てられていないことを示す所定の値が、それぞれ設定される。なお、ステップ S 301とステップ S 302とは順序が逆であってもよい。

その後、たとえば割り込み要因 201 aから割り込み信号が入力すると（ステップ S 303 ： Y e s )、これを受けた割り込み番号設定回路 202 a内のレジスタ 202 a— 1から、そこに設定された割り込み番号がデコーダ 202 a— 2へ - 読み出される（ステップ S 304)。

そして、デコーダ 202 a— 2により上記番号がデコードされる、すなわちデコーダ 202 a - 2からのバスラインのいずれか 1本に信号が出力され (ステツプ S 305)、この信号が入力した OR回路 203 a~203 g中、 OR回路 20 3 aのみで出力が 1となる結果、当該回路に接続された割り込みコントローラ 2 04 aに割り込み信号が入力する（ステップ S 306)。

そして、割り込みコントローラ 204 aはそこに設定された優先順位などに応じて、割り込み先ァドレスのプログラムを実行し (ステップ S 307)、当該プログラムが終了すると、ステップ S 303に戻って新たな割り込みの待ち状態となる。

以上説明した実施の形態 1によれば、割り込み番号設定回路 202 a〜202 のどのレジスタにどの割り込み番号を設定するかによって、割り込みの組み合わせと各割り込みに対応する割り込み番号および割り込み条件を変化させることができる。そのため、ハードウェア的には同一の割り込み制御装置を、割り込み番号の設定などを変更するだけで種々の装置にそのまま糸且み込むことができる。また、組み込み先では使用しない割り込みのためのコントローラを無駄に搭載することがないので、回路規模を抑制できるほか、消費電力も抑えることができる。

(実施の形態 2)

さて、上述した実施の形態 1にかかる割り込み制御装置では、割り込み番号設定回路 202 a〜202 pの各デコーダ 202 a_2〜202 p— 2からの出力本数、およびコントローラ決定回路 203内の OR回路 203 a〜203 への入力本数は、いずれも割り込み要因 201 a〜201 pの数だけ（上記の例では 16本）必要である。

そのため、装置の汎用性を高めるために多数の割り込み要因に対応しようとすると、割り込み番号設定回路 202 a〜202 pから割り込みコントローラ 20 4 a〜204 gに至る回路が複雑化 ·大規模化してしまうという問題があった。そこで、以下に説明する実施の形態 2のように、割り込み番号の設定に一定の制限を設けることで上記回路を簡素化するようにしてもよい。

第 4図は、この発明の実施の形態 2にかかる割り込み制御装置のハードウエア構成を模式的に示す説明図である。なお、実施の形態 2にかかる割り込み制御装置では、割り込み要因は 12個（実施の形態 1では 16個）、それらに割り当てられる割り込み番号は 3個（実施の形態 1では 7個）であるものとする。

第 2図に示した実施の形態 1では、割り込み番号設定回路 202 a〜202 p は 7つの OR回路 203 a〜203 gにそれぞれ接続されていたが、実施の形態 2の割り込み番号設定回路 402 a〜4021は、それぞれ 2つの OR回路に接続されるのみである。

たとえば、割り込み要因 401 aに対応する割り込み番号設定回路 402 aから出力した信号は、前段の OR回路 403 a〜403 f のうち 403 aと 403 bにしカ入力しなレ、。さらに、上記信号はその後段の OR回路 403 g， 403 hを経由して、 3つの割り込みコントローラのうち 404 aあるいは 404 にしか入力しないので、あらかじめ用意された 3つの割り込み処理のうち、 0番の処理と 1番の処理とし力起動することができなレ、。

言い換えれば、割り込み番号設定回路 402 a内のレジスタに「00」あるいは「0 1」以外の割り込み番号を設定しても、ハードウェア的に当該処理が実行できない配線となっている。逆に言えば、割り込み番号設定回路 4 0 2 aに設定できる割り込み番号は、「0 0」または「0 1」のいずれかに限定される。

第 5図は、実施の形態 2にかかる割り込み番号設定回路 4 0 2 a 〜 4 0 2 1のそれぞれに設定可能な割り込み番号の一覧である。第 5図に示すように、各回路には設定可能な割り込み番号の制限があり、たとえば割り込み番号設定回路 4 0 2 aに割り込み番号「0 2」を設定することはできなレ、。

このように、実施の形態 2においては設定可能な割り込み番号の自由度がやや制限を受けるものの、それと引き換えにコントローラ決定回路 4 0 3内の配線を大幅に簡素化することができる。割り込み要因の数が増えるほどこの効果は大きくなる。

(実施の形態 3 )

さて、上述した実施の形態 1および 2は、割り込み制御装置に接続された各種マクロからの割り込みを許可する例であるが、場合によっては、逆に特定のマク口からの割り込みを禁止したいことがある。

そこで、以下に説明する実施の形態 3のように、割り込み設定回路内のレジスタに割り込み禁止を意味する所定の値を設定しておき、この値が設定されている場合は対応する割り込み要因が割り込み信号を発生しないようにしてもよい。本発明の実施の形態 3にかかる割り込み制御装置のハードウエア構成は、第 2 図に示した実施の形態 1あるいは第 4図に示した実施の形態 2とほぼ同様である力割り込み番号設定回路の周辺の配線にやや差異がある。第 6図はこの差異を中心に、実施の形態 3にかかる割り込み制御装置のハードウエア構成を模式的に示す説明図である。

図示するように、割り込み番号設定回路 6 0 2内のデコーダ 6 0 2 bから出力する信号線が 1本、割り込み要因 6 0 1内の割り込み禁止レジスタ 6 0 1 aに接続されている。そして C P U 6 0 0により、割り込み禁止を意味する所定の値（割り込み禁止番号）がレジスタ 6 0 2 aに設定されると、当該値をデコードしたデコーダ 6 0 2 bの上記出力線で値が 1となり、この信号が割り込み禁止レジスタ 6 0 1 aに入力する。 '

そして、この信号を受けた割り込み禁止レジスタ 6 0 1 aには割り込み禁止フラグが立ち、割り込み要因 6 0 1は、上記フラグが立っている限りは割り込み信号を出力しない。なお、 C P U 6 0 0がレジスタ 6 0 2 aを書き換えて、割り込み禁止番号の代わりに割り込み番号を設定すると、それに伴つて割り込み禁止レジスタ 6 0 1 aの禁止フラグも解除される。

以上説明した実施の形態 3によれば、割り込み番号設定回路 6 0 2に割り込み番号でなく割り込み禁止番号を設定することで、当該回路に対応する割り込み要因の割り込みを禁止することができる。

従来技術では、割り込みの禁止は割り込みレベルを 0にすることで実現していたので、割り込み信号自体は割り込み要因から割り込みコントローラまで伝送されていたのであるが、本発明によればそもそも割り込み信号が発生されないため、いずれにせよ禁止される割り込みのために回路が占有されることなく、処理が効率的である。産業上の利用可能性

以上のように本発明によれば、本発明にかかるシステム L S Iを家電などの各種機器に組み込むユーザは、割り込み要因ごとのレジスタに設定する割り込み番号や割り込み禁止番号を変化させるだけで、どの割り込みを使用する力や割り込み発生時の処理などを任意に切り替えることができるので、回路規模を抑制しつつもユーザが必要とする多種多様な割り込み制御を行うことが可能な割り込み制御方法および割り込み制御装置、特に、汎用性およびコストパフォーマンスに優れたシステム L S Iに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 複数の割り込みコントローラのうち、他の装置からの割り込み信号が入力した一つの割り込みコントローラにより所定の割り込み処理を実行する割り込み制御方法であって、

前記他の装置ごとに割り込み番号を設定する割り込み番号設定工程と、前記割り込み番号設定工程で設定された割り込み番号を読み出す割り込み番号読み出し工程と、

前記割り込み番号読み出し工程で読み出された割り込み番号にもとづいて前記複数の割り込みコントローラのうち一つを決定するコントローラ決定工程と、を含んだことを特徴とする割り込み制御方法。

2 . 前記割り込み番号設定工程では、前記他の装置ごとのレジスタに前記割り込み番号を設定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の割り込み制御方法

3 . 前記コントローラ決定工程では、前記割り込み信号を入力する割り込みコントローラを、前記複数の割り込みコントローラのうち一部の割り込みコントローラの中から決定することを特徴とする請求の範囲第 1項または請求の範囲第 2項に記載の割り込み制御方法。

4 . さらに、前記他の装置の割り込みを禁止するための割り込み禁止番号を設定する割り込み禁止番号設定工程と、

前記割り込み禁止番号設定工程で設定された割り込み禁止番号を読み出す割り込み禁止番号読み出し工程と、

前記割り込み禁止番号読み出し工程で割り込み禁止番号が読み出された前記他の装置に、割り込みが禁止されたことを通知する割り込み可否通知工程と、を含んだことを特徴とする請求の範囲第 1項または請求の範囲第 2項に記載の割り込み制御方法。

5 . 前記割り込み禁止番号設定工程では、前記他の装置ごとのレジスタに前記割り込み禁止番号を設定することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の割り込み制御方法。

6 . 前記割り込み番号設定工程で前記割り込み番号を設定されるレジスタと、前記割り込み禁止番号設定工程で前記割り込み禁止番号を設定されるレジスタとは同一であることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の割り込み制御方法。

7 . 複数の割り込みコントローラのうち、他の装置からの割り込み信号が入力した一つの割り込みコントローラにより所定の割り込み処理を実行する割り込み制御装置であって、

前記他の装置ごとに割り込み番号を設定する割り込み番号設定手段と、前記割り込み番号設定手段により設定された割り込み番号を読み出す割り込み番号読み出し手段と、

前記割り込み番号読み出し手段により読み出された割り込み番号にもとづいて前記複数の割り込みコントローラのうち一つを決定するコント口ーラ決定手段とを備えたことを特徴とする割り込み制御装置。

8 . 前記割り込み番号設定手段は、前記他の装置ごとのレジスタに前記割り込み番号を設定することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の割り込み制御装置。

9 . 前記割り込み番号読み出し手段はデコーダであり、前記割り込み番号設定手段により設定された割り込み番号に対応するパスラインに割り込み信号を出力することを特徴とする請求の範囲第 7項または請求の範囲第 8項に記載の割り込み制御装置。

1 0 . 前記コントローラ決定手段は、前記割り込み番号読み出し手段から出力された割り込み信号を複数の O R回路によりレ、ずれか一つの割り込みコントローラに入力することで、前記複数の割り込みコントローラのうち一つを決定することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の割り込み制御装置。

1 1 . 前記コントローラ決定手段は、前記割り込み信号を入力する割り込みコントローラを、前記複数の割り込みコントローラのうち一部の割り込みコントローラの中から決定することを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の割り込み制御装置。

1 2. さらに、前記他の装置の割り込みを禁止するための割り込み禁止番号を設定する割り込み禁止番号設定手段と、

前記割り込み禁止番号設定手段により設定された割り込み禁止番号を読み出す割り込み禁止番号読み出し手段と、

前記割り込み禁止番号読み出し手段により割り込み禁止番号が読み出された前記他の装置に、割り込みが禁止されたことを通知する割り込み可否通知手段と、を備えたことを特徴とする請求の範囲第 7項または請求の範囲第 8項に記載の割り込み制御装置。

1 3 . 前記割り込み禁止番号設定手段は、前記他の装置ごとのレジスタに前記割り込み禁止番号を設定することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の割り込み制御装置。

1 4. 前記割り込み番号設定手段により前記割り込み番号を設定されるレジスタと、前記割り込み禁止番号設定手段により前記割り込み禁止番号を設定されるレジスタとは同一であることを特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載の割り込み制御装置。