JPH0135372B2 - - Google Patents

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ツサの保守
回路に関するものである。

従来の技術 フアイル装置や通信制御装置のコンピユータの
周辺装置においては高速処理の必要性から水平型
のマイクロプロセツサが用いられることが多い。
一例としてAMD社（Advanced Maicro
Devices社）製のAM2901及びAM2911を用いた
通信制御装置のマイクロプロセツサ回路を第５図
に示す。００１はマイクロプログラムシーケンサ
（AM2911）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
クシヨンレジスタ（MIR）からの指示及び図示
せぬジヤ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ヤンプ動
作、シーケンシヤル動作（PCを＋１する）、ブツ
シユ動作、ポツプ動作を行なう。００２はマイク
ロプログラムを格納するROMである。００３は
マイクロプログラムを格納するRAMであり、０
０５のバツフアゲートを通して００６の演算回路
（ALU（AM2901））が書込み、読出しすることが
できる。また００３のマイクロプログラム格納
RAMのアドレスは切替ゲート００７によりマイ
クロプログラムシーケンサ００１の出力又は００
８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ヨンレジスタは００
２のマイクロプログラム格納ROM又は００３の
マイクロプログラム格納RAMの出力をラツチす
るレジスタであり実行するインストラクシヨン
（命令）が格納される。このMIRの出力はALU０
０６、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ヤンプアドレス切替回路０１
１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、ジヤンプ先のアドレスの指示のほか内部
バス０１３のソース（データの送出元）及びデイ
ステイネイシヨン（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
ハードウエアの制御を行なう。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０
１２の各種レジスタは例えば各種の制御用LSIと
のインターフエ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
ROM００２及びRAM００３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
ROM００２のみ又はRAM００３のみで構成す
ることも可能であり、従つてRAM００３の読出
し、書込み用バツフア００５、マイクロプログラ
ム格納RAM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ツサ回路において
デバツク、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ツプ動作−
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ユアルセツト動作−
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) ステツプ動作−マイクロプログラムを１ステ
ツプづつマニユアル（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。

(7) 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ペアストツプ動作
−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
ロセツサの実行を停止させる。

第６図にこれらの保守機能を実現するための保
守回路を備えた従来のマイクロプロセツサ回路を
示す。第１図と共通な部分は同一の番号で示して
ある。１００は保守用スイツチでありそのデータ
をスイツチレジスタ１０１にラツチする。マイク
ロプログラムコンペアストツプ動作時にはスイツ
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ツク発生
回路に一致検出信号を送出しクロツクを停止させ
る。マイクロプログラムカウンタマニユアルセツ
ト動作時にはスイツチレジスタ１０１の内容を切
替ゲート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のフンクシヨンをゲート１
０８により無条件ジヤンプモードに設定し、図示
せぬクロツク発生回路より単発クロツクを発生さ
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。ステツプ動作は保守用スイツ
チ１００のON／OFFによりクロツク発生回路か
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ROM００２又はRAM００３にマイ
クロプログラム読出し・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
ユアルセツ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
ラムをマニユアルによりステツプ動作で実行する
ことによりマイクロプログラム格納メモリの内容
をバツフアゲート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
たり又はスイツチレジスタ１０１の内容をバツフ
アゲート１０４→内部バス０１３→バツフアゲー
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ROM００２又はRAM００３に書込まれ
ているマイクロプログラムをマニユアルによりス
テツ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ツ
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１０６により表示
される。データメモリアドレコンペアストツプ動
作時には１０３の切替ゲートを通してアドレスレ
ジスタ００９とスイツチレジスタ１０１の値を比
較し一致した場合にクロツク発生回路に一致信号
を送出しクロツクを停止させる。

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ツサ回路は次の
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
あり取りはずしの可能な外付け装置とすること
によりマイクロプロセツ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ツサ
回路とのインターフエース部に複雑な回路が必
要となり全体で大型・高価格となつてしまう。

(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
ニユ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
ドレスをスタツクしておき（サブルーチンコー
ル）保守プログラムの終了時にスタツクで示さ
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にために常にスタ
ツ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
インターフエースにより保守用回路とマイクロプ
ロセツサ回路を分離可能としかつ操作の簡単なマ
イクロプロセツサの保守を実現することである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するための本発明の特徴は、プ
ログラムカウンタの指示するアドレスに基づいて
プログラムメモリから読出したプログラムを実行
するマイクロプロセツサ回路の保守方式におい
て、前記マイクロプロセツサ回路に、前記プルグ
ラムメモリへのアドレスの供給、入出力データの
一時保持、前記プログラムカウンタの出力の有
効／無効制御及び該出力のアドレスの一時保持、
並びにマイクロプロセツサ回路のクロツク制御の
ためのインターフエース手段を設けると共に、前
記プログラムメモリに、保守に関する命令を含む
各種の単一命令を格納しておき、保守時に前記イ
ンターフエース手段に保守装置を接続し、前記保
守装置が、前記プログラムメモリ及びデータを設
定する設定手段と、前記設定手段の設定内容に基
づいて、前記インターフエース手段を介して前記
マイクロプロセツサに対し、前記プログラムカウ
ンタへのクロツクの供給を停止させ、かつ前記設
定内容の示すアドレスをプログラムメモリに供給
して当該単一命令を実行させることにより、マイ
クロプロセツサ回路と保守装置の相互のデータ転
送を含む保守動作を制御する制御手段とから構成
されるものにある。

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、又マイクロプロセツサ
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、マイクロプロセツサ自身を小型、低価格
化するとともに、マイクロプロセツサの内部状態
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ツサ回
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エース４０１，４０２，４０
３により接続される。

第１図において２０１は保守インターフエース
４０１からマイクロプログラムアドレスへアドレ
ス値を送出するバツフア、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ツサクロツ
クに同期してサンプルすると共にアドレス信号を
保守インターフエース４０１へ送出するレジスタ
である。２０３は保守インターフエース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エー
ス４０１へデータを送出するレジスタである。４
０２はマイクロプログラムシーケンサ００１の出
力の制御（即ち、バツフア２０１が有効時にマイ
クロプロセツサシーケンサの出力を無効にする制
御）、２０１〜２０４のバツフア、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
ロツク及びクロツク制御信号である。

次に、本発明の動作を説明する。

(1) マイクロプログラムコンペアストツプ動作 マイクロプロセツサ回路が動作中にプログラ
ムコンペアストツプを行なう時はマイクロプロ
グラムのアドレスを２０２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エース４
０１へ送出する。第２図に示す保守回路ではこ
のアドレスとスイツチレジスタ３０２の内容を
比較し一致した場合は制御部３０１からクロツ
ク制御信号４０３をマイクロプロセツサ回路に
送出しクロツクを停止させる。

(2) プ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ツサ回路内の
プログラムカウンタへ任意の値をセツトする動
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ROM００２又はRAM
００３に格納されているプログラムカウンタセ
ツト命令（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
によつて行なわれる。これらの動作は制御部３
０１の制御によつて行なわれ、その制御部の一
例を第３図に示す。

５０２は制御ステツプを作るカウンタであり
そのカウンタの出力及びスイツチで設定される
動作指示（プログラムカウンタマニユアルセツ
ト指示）がROM５０１へ入力される。スイツ
チレジスタ３０２に動作指示が与えられると制
御ステツプカウンタ５０２に初期値がセツトさ
れると共にフリツプフロツプ５０４がセツトさ
れ制御部３０１は動作を開始する。制御ステツ
プカウンタ５０２が初期値の時にはROM５０
１の出力によりバツフアゲート３０４が能動と
なりスイツチレジスタに設定された値が保守イ
ンターフエース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。

次に制御ステツプカウンタ５０２はプラス１
されROM５０１の指示によりバツフア５０
３、保守インターフエース４０１、プログラム
カウンタバツフア２０１を経由してマイクロプ
ログラム格納用ROM００２又はRAM００３
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ヨンレジスタ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
ロツ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ツト命
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
ROM００２又はRAM００３に予め格納され
ている命令の例を示す。

次に制御ステツプカウンタ５０２がプラス１
されることによりROM５０１はクロツク制御
信号４０３を出力しマイクロプロセツサ回路は
マイクロプログラムインストラクシヨンレジス
タ００４の命令を実行する。すなわちプログラ
ムカウンタセツ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ROM５０１の出力によ
りフリツプフロツプ５０４が反転し制御部３０
１は動作を停止する。

(3) ステツプ動作 マイクロプロセツサ回路が停止中スイツテレ
ジスタの指示によりROM５０１よりクロツク
制御信号４０３が出力されマイクロプロセツサ
回路にクロツクが１個出力されマイクロプロセ
ツサ回路は１ステツプ進む。

(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項と同様に
ROM５０１よりマイクロプログラム格納
ROM００２又はRAM００３へアドレス（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RAM００３を読出し表
示用レジスタ２０４へ格納する命令が入つてい
る。

次にこの命令を実行させさらにROM５０１
の制御により表示用レジスタの内容を保守用バ
ス４０１、表示用バツフア３０５を経由して表
示回路３０６に出力する。データを格納する場
合はスイツチレジスタ３０２の値を保守用レジ
スタ２０３に格納した後別のアドレス（例えば
102番地）をマイクロプログラム格納用ROM
００３に与え（102番地には保守用レジスタ２
０３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ツサ回路にて実行さ
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にはクロツ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 ４項の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ROM００３へ与えその命
令を実行することにより実現される。

(7) 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２０３の値を読み込みその値
により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ペアストツプ動作 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に値をセツトすると同
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ツ
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３０１によりマイクロプ
ロセツ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
ツサ回路の内部に持つ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
プロセツサ回路の小型化、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ツサ回路の状
態を表示したり初期診断プログラムのパラメータ
などの設定や単一命令の実行をさせたりすること
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つ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ROMを持ち操作手順を
記憶していることから従来複雑だつた操作を簡単
な操作で実現することが可能となる。本発明はマ
イクロプロセツ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
プロセツ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
マイクロプロセツ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く
なり保守性を大幅に向上させることができる。

更に、マイクロプロセツサ回路のプログラムメ
モリ内の各種の単一命令を実行させることによつ
て保守動作を行わさせているので、インターフエ
ース手段を簡単な回路構成で実現できると共に保
守装置の制御手段の制御手順を簡単にすることが
できる。

従つて、本発明は水平型マイクロプロセツサの
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ツサ
回路の例であり、第２図は第１図のマイクロプロ
セツ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RAM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、４０
１，４０２，４０３；保守回路インターフエー
ス。

Claims (1)

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に基
   づいてプログラムメモリから読出したプログラム
   を実行するマイクロプロセツサ回路の保守方式に
   おいて、 前記マイクロプロセツサ回路に、前記プルグラ
   ムメモリへのアドレスの供給、入出力データの一
   時保持、前記プログラムカウンタの出力の有効／
   無効制御及び該出力のアドレスの一時保持、並び
   にマイクロプロセツサ回路のクロツク制御のため
   のインターフエース手段を設けると共に、 前記プログラムメモリに、保守に関する命令を
   含む各種の単一命令を格納しておき、 保守時に前記インターフエース手段に保守装置
   を接続し、 前記保守装置が、 前記プログラムメモリのアドレス及びデータを
   設定する設定手段と、 前記設定手段の設定内容に基づいて、前記イン
   ターフエース手段を介して前記マイクロプロセツ
   サ回路に対し、前記プログラムカウンタへのクロ
   ツクの供給を停止させ、かつ前記設定内容の示す
   アドレスをプログラムメモリに供給して当該単一
   命令を実行させることにより、マイクロプロセツ
   サ回路と保守装置の相互のデータ転送を含む保守
   動作を制御する制御手段とから構成させることを
   特徴とするマイクロプロセツサ保守方式。