JPH01120626A - 電子計算機 - 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〕 この発明は１例えば人工衛星、宇宙船、宇宙基地等に搭
載される計算機に関するものである〔従来の技術〕 従来の電子計算機は大別して２つのタイプに分類される
。第３図は第１のタイプであるＲＡＭ主体の電子計算機
の典型的構成を示すブロック図であシ９図において（１
）は中央処理装置（以降、　　ＯＰＵと略）、　　（り
は読み出し専用メモリ（以降。

ＲＯＭと略）、（３）は読み書き可能メモリ（以降。

貼諷ト略）、（４）はバス（データバス、アドレスバス
及び制御バスから成る）、（５）はＲＡＭ及び−部ＲＯ
Ｍに収納される搭載プログラム、（６）はＲＡＭ上のワ
ークエリア（スタックエリアを含む）。

四はＲＡＭ上のスペアエリアである。図には示していな
いが、これ以外にＩ／ｌ）インタフェース、鑞。

源、クロック（外部クロックを使用する場曾もある）、
ＤＭＡコントローラ、割り込み処理回路セーフティ回路
等が付加される場合が多いが、ここでは本発明に直接関
係しないので省略する。

第４図は従来の電子計算機の第２のタイプであるＲＯＭ
主体の電子計算機の典型的構成（例えは、中用他「人工
衛星搭載用計算機（ＯＢＯ）の開発」第２７回宇宙科学
技術連合講演会、昭５８）を示すブロック図であり１図
において（１）はＯＰＵ、（２）はＲＯＭ、　＋３１は
ＲＡＭ、　（４）はバス（５）、はＴｔＯＭに収納され
た搭載プログラム、（６）はＲＡＭ上のワークエリア（
スタックエリアを含む）、＠はＲＡＭ上のスペアエリア
である。

次にこれらの電子計算機の動作を説明する。

ＲＯＭ　（りまたはＲＡＭ　（３）に収納された搭載プ
ログラムはＣＰＵ（１）によりバス（４）を介して逐次
読み出され、解読、処理されて電子計算機に要求されて
いる入出力データ処理、制御計算、故障検知等の諸機能
を果たす。このとき、可変パラメータや中間データの収
納場所、スタック待避場所としてＲＡＭ上のワークエリ
ア（６）がＣＰＵ　（１）の制御の下で適宜使用される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の電子計算機のうち第１のタイプのＲＡＭ主体の計
算機は地上からの指令によってＲＡＭ上に収納されてい
る搭載プログラムを軌道上において書き換えたりスペア
エリアを使って搭載プログラムにパッチを当てたシする
。いわゆる軌道上再プログラムが可能であった。従って
軌道上で不具合が発生した場せ等に柔軟に対処すること
が可能であった。そのその反面、現在宇宙用のＲＡＭと
して使用されている半導体素子の多くが放射線に対して
脆弱であり、軌道上においてビットステータスが反転す
るいわゆるシングルイベントエラーをしばしば発生する
という大きな欠点を有していた。そのため放射線のシー
ルド対策が必要となるが、完全な防止は不可能であるた
め、このタイプの電子計算機の多くはクリティカルなプ
ログラムやパラメータをよシ安全なＲＩＯＭに収納して
エラー発生時には一時的にＲＩＪＭ上のプログラムを使
用して安全なモードに退避した上、ＲＡＭにプログラム
を再ロードする等の処置が施されていた。しかし、この
間、−時的ではあるがミッションを停止することが避け
られなかった。このような不具合を回避する方策、！：
して、　　エラーコレクションコード（ｇｅｅ　）を使
用する方法もあるが、メモリ及び処理回路が増加すると
いう難点があった。

一方、第２のタイプであるＲＯＭ主体の電子計算機でｉ
ｊＪＬＯＭのビット反転に必要なエネルギーレベルがＲ
ＡＭに比べてはるかに高いため放射線によるシングルイ
ベントエラーは問題にならず。

この点で信頼性が高いのが特徴であった。しかし、搭載
プログラムがすべてＲＯＭに書かれているため軌道上再
プログラムは一般に不可能であり、軌道上での予期しな
い不具合の発生等に対して柔軟に対応できないという欠
点があった。

この発明は従来の電子計算機における上記のような問題
点を解消するためになされたもので、従来のＲＯＭ主体
の電子計算機が有する放射線に対する高い信頼性と、Ｒ
ＡＭ主体の電子計算機が有する軌道上再プログラム機能
によるシステムの柔軟性とを併せ持った電子計算機を９
時別なハードウェアを追加することなく得ることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電子計算機は、モジュール化された（例
えば、処理機能毎にまとめた）サブルーチンプログラム
群、ＲＡＭ上にサブルーチンプログラムの呼び先アドレ
ス、及び、呼び出されたサブルーチンプログラム内での
ブレークポインと、ブレークポイントでのブランチ先ア
ドレスカ各々１ワードずつ計３ワードー組で複数組構成
されたテーブルデータを書き込む処理をするアドレステ
ーブル作成プログラムと、サブルーチンプログラムの処
理を制御するスケジューラプログラム等が埋め込まれた
全ての搭載プログラムをＲＯＭ上に置き、さらにＲＡＭ
上に上記アドレステーブル作成プログラムがアドレステ
ーブルを作成するためのアドレステーブルエリア、及び
パッチプログラムを書き込むことのできるパッチエリア
を備えたものである。

〔作用〕

この発明における電子計算機は、全ての搭載プログラム
をＲＯＭ上に収納することによって宇宙空間において遭
遇する放射線に対して十分な安全性を確保することとも
に、モジュール化されたサブルーチンプログラム群、ア
ドレステーブル作成プログラムと、上記モジュール化さ
れたサブルーチンプログラムを呼び出すスケジューラプ
ログラムによって必要に応じて処理の順番を変更したシ
、ＦＬＡＭ上のパッチプログラムと結合し、以て軌道上
再プログラムを可能とする〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図１を用いて説明する。

第１図におｌ／’　テ（１）はＣＰＵ、　（２）はＲＯ
Ｍ、　＋３）はＲＡＭ、　（４）はパス、（５）はＲＯ
Ｍに収納された搭載プログラム、（６）は紐Ｎ上のワー
クエリア、（７）はＲＯＭ上搭載プログラムに中のスケ
シー−ラブログラム、（８）は同じ（ＲＯＭ上搭載プロ
グラムに中のアドレステーブル作成プログラム、（９）
は同じ（ＲＯＭ上搭載プログラムに中のモジュール化さ
れたサブルーチンプログラム群、（１１３は部調上のア
ドレステーブルエリア、■はＲＡＭ上のパッチプログラ
ムを書き込むことのできるパッチエリアである。

次にこの実施例の動作を説明する。

ＲＯＭ　（２）に収納された搭載プログラム（５）はＣ
ＰＵ（１）Ｋよりパス（４）を介して逐次読み出され、
解読、処理される。ＲＡＭ（３）上のワークエリア（６
）は、可変パラメータや中間データの収納場所、スタ＼
ツクエリア等としてＣＰＵの制御の下で使用される。

搭載プログラム（５）のサブルーチンプログラム群（９
）の実行は全てスケジェーラプログラム（７）の制御の
下に行われる。搭載プログラム（５）の処理開始後で必
要と判断された時にアドレステーブル作成プログラム（
８）の処理が行われる。この処理によりＲＡＭ上のアド
レステーブルエリアαＱにスケジェーラプログラム（７
）から呼び出されて処理が行われるべきサブルーチンプ
ログラムの呼び先アドレスが基本的な処理の順番に書き
込まれ、又、ブレークポイントにはアドレス０．ブレー
クポイントでのブランチ先アドレスにはアドレスＯが書
き込まれたアドレステーブルが作成される。

その後スケジューラプログラム（７）の中のサブルーチ
ンコール命令では上記アドレステーブル作成プログラム
（８）によってＲＡＭ上に作成されたアドレステーブル
のテーブルデータを順番に参照し、そのデータを呼び先
アドレスとしてサブルーチンプログラムを呼び出し、サ
ブルーチンプログラムの処理が実施される。

この時、地上からのコマンド等によシアドレステーブル
エリア（１０のサブルーチンプログラムの呼び先アドレ
スデータが書き換えられ他のアドレスデータが書き込ま
れていると、スケジューラプログラム（７）はこのアド
レスデータに従ってＲＯＭ上のサブルーチンあるいはパ
ッチエリア０の中の適当なパッチプログラムを呼び出し
。

処理を実行する。

また、地上からのコマンド等によりアドレステーブルエ
リア叫のブレークポイントデータ。

及び、ブレークポイントでのブランチ先アドレスが誓き
換えられると、マイクロプログラムの処理によって、ス
ケジューラプログラム（７）がサブルーチンプログラム
の呼び先アドレスの処理が始まって後、プログラムカウ
ンタと、アドレステーブルエリア（至）の実行中のサブ
ルーチンプログラムと同一の組に属するブレークポイン
トデ−夕とを常に比較し、プログラムカウンタト前記ブ
レークポイントデータが一致した時、上記サブルーチン
プログラムと同一の組に属するブレークポイントでのブ
ランチ先アドレスに制御を移す。

第２図は、上記実施例における搭載プログラム（５）が
実行を開始してから、アドレステーブル作成プログラム
（８）の処理をし、その後スケジューラプログラム（７
）の中のサブルーチンコール命令を実行する手順を詳細
に説明したフローチャートである。（５）〜■は第１図
と同じものである図において、搭載プログラム（５）の
実行が開始（２）した直後に９例えばワークエリア（６
）のフラグ変数等によシ判断（至）して必要と判断され
た時。

アドレステーブル作成プログラムの処理（財）が実施さ
れる。これによりＲＡＭ上のアドレステーブルエリア顛
の中に呼び出されて処理が行われるべきサブルーチンプ
ログラムの呼び先アドレスが基本的な処理の順番に書き
込まれ、又、ブレークポイントにはアドレス０．ブレー
クポイントでのブランチ先アドレスにはアドレス０が書
き込まれた基本的なアドレステーブル（１５〜１７）が
作成される。

（１５ｍ）、　（１５ｂ〉・・・軸には、すブルーチン
プログラムの呼び先アドレスデータが格納され、　　（
１６ａ）。

（ｌａｂ）−−−−−・Ｋは、それぞれ（１５ａ）、　
（１５ｂ）・曲のサブで ルーチンプログラム実行中のブレークポイント△ データが格納され、　　（１７ａ）、　（１７ｂ）・・
・・・・Ｋは、それぞれ（１６ａ）、　（１６ｂ）・冊
のブレークポイントにおいてのブランチ先アドレスが格
納゛されている。

その後、スケジューラプログラム（７）の中の最初のサ
ブルーチンコール命令（１８ａ）に遭遇すると、アドレ
ステーブル（１５〜１７）ｏ　一番量初のザブルーチン
プログラム呼び先アドレスデータ（１５ｍ）が参照され
て（矢印（至））処理はそのアドレスに移る。この時、
地上からのコマンド等によシテーブルデータ（ｌＳ、）
が書き換えられていると、書き換えられたアドレスデー
タに従いＲＯＭ中の任意のサブルーチン（９ｂ）を呼び
出したり（矢印（１））、するいはパッチエリア■の中
のパッチプログラム（２）を呼び出す（矢印（２））。

また、更に地上からのコマンド等により、テーブルデー
ターの一番最初のブレークポイントデータ（１６ａ）及
び、ブランチ先アドレスデータ（１７ａ）が書き換えら
れていると、マイクロプログラムはブレークポイントデ
ータ（１６ｍ）がゼロでないことを判断し、アドレス（
１５ａ）から始まるサブルーチンプログラムの処理中に
お麿て。

その時のプログラムカウンタと、ブレークポイントデー
タ（１６ａ）を比較し続ける。そして、プログラムカウ
ンタと、ブレークポイントデータ（１６ａ）が一致した
時、ブランチ先アドレスデータ（１７ｍ）を読み込み、
そのアドレスに制御を移す。（矢印（至）、あるいは矢
印Ｎ）。

このようにして、呼び出されたサブルーチンの処理が終
了すると処理は再びスケジューラプログラム（７）のサ
ブルーチンコール命令（１６ａ）の後に戻る（矢印（２
）又は矢印（ホ）、＠）。

次のサブルーチンコール命令（１７ｂ）に遭遇すると、
アドレステーブル（至）の次のテーブルデータ（ｘｓｂ
）が参照されて同様にサブルーチンが呼び出される。そ
の後のサブルーチンコール命令も同様にそれぞれ対応し
たアドレステーブルデータが参照され処理が進められる
。

以上のようＫして搭載プログラム（５）の実行が順次行
われ、アドレステーブルＱ９を書き換えることによりｖ
ブルーチンの処理の順番が変更されたシ、サブルーチン
プログラムの処理の途中で必要なパッチプログラムかも
との搭載プログラム（６）Ｋ結付されることとなる。

すべての搭載プログラム（５）の処理が終了（２）する
と、再びＯＰαｌ）の制御の下で適当なタイミングで一
連の搭載プログラム（５）の実行が開始される。

なお、上記実施例ではＲＡＭ　（３）上におかれるアド
レステーブル（ト）の放射線対策について特に明示しな
かつ九が、これらの放射線によるシングルイベントエラ
ーがシステム上問題になる場合があシうる。しかし例え
ばアドレステーブル（ト）を三重系にする（多数決論理
、エラー修復処置が可能）というような対策を施せばこ
の問題を簡単に解決することができる。

なお、上記実施例によシ達成される軌道上再プログラム
機能は、軌道上だけでなく地上試検において診断プログ
ラムの挿入等の目的に使用することができ、試験の効率
向上、試験の貞の向上等に大きな効果が期待できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば電子計算機において搭
載プログラムがＲＯＭ）’Ｃ収納されるとともに、上記
搭載プログラムの中にモジュール化されたサブルーチン
群と、サブルーチン群の処理を制御するスケジューラプ
ログラム及びＲＡＭ上にサブルーチン呼び先アドレスを
テーブルデータとして書き込む処理をするアドレステー
ブル作成プログラムが埋め込まれ、さらにＲＡＭ上には
アドレステーブルエリア並ヒニパッチエリアが用意され
ているので、宇宙環境において遭遇する放射線環境に対
して十分な安全性が確保されると同時に、軌道上再プロ
グラムが可能となってシステムの柔軟性が著しく増すと
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電子計算機を示す構
成図、第２図はこの発明の一実施例による動作の詳細を
示すフローチャーと、第３図及び第４図は従来の電子計
算機の代表的な２つのタイプを示す構成図である。 第１図においてＣ２）はＲＯＭ、　（３）はシ調、（５
）は搭載プログラム、（７）はスケジューラプログラム
。 （８）はアドレステーブル作成プログラム、（９）はサ
ブルーチン群、（１Ｇはアドレステーブルエリア。 ０はパッチエリア、（１５〜１７）はアドレステーブル
データ、（至）はサブルーチンコール命令、＠はパッチ
プログラムである。 また、第１図〜第４図において、同一符号は同−又は相
当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理の制御をする中央処理装置と、データの読み
   出し専用メモリと、データの読み書き可能メモリによっ
   て構成される電子計算機において、上記データの読み出
   し専用メモリの中に、サブルーチンプログラム群を書き
   込むことのできるメモリエリアと、上記サブルーチンプ
   ログラムを順次呼び出すスケジューラプログラムを書き
   込むことのできるメモリエリアと、このスケジューラプ
   ログラムが呼び出すサブルーチンプログラムの呼び先ア
   ドレス、及び、呼び出されたサブルーチンプログラム内
   で処理を他のメモリに移すブレークポイント、ブレーク
   ポイントでのブランチ先アドレスをテーブルとしたアド
   レステーブルを上記データの読み出し専用メモリ上に作
   成するプログラムを書き込むことのできるメモリエリア
   を有し、また、前記データの読み出し専用メモリの中に
   、上記アドレステーブルを作成する為のアドレステーブ
   ルエリアと、パッチプログラムを書き込むことのできる
   パッチエリアを備えたことを特徴とする電子計算機。
2. （２）上記アドレステーブルを三重系にしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の電子計算機。