JPH03257572A - マルチプロセッサシステム - Google Patents

マルチプロセッサシステム

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JPH03257572A
JPH03257572A JP5484490A JP5484490A JPH03257572A JP H03257572 A JPH03257572 A JP H03257572A JP 5484490 A JP5484490 A JP 5484490A JP 5484490 A JP5484490 A JP 5484490A JP H03257572 A JPH03257572 A JP H03257572A
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JP
Japan
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processor
control program
address
memory
microprogram
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JP5484490A
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Toru Matsuda
徹 松田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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、システム全体の制御を行なう汎用マイクロプ
ロセッサ、及び特殊な構造のデータを高速に処理するた
めの専用プロセッサを有するマルチプロセッサシステム
に関する。
(従来の技術) 第4図は、マルチプロセッサシステムの一例を示すブロ
ック図である。
図示のシステムは、主プロセッサ20と、副プロセッサ
10とから成る。
副プロセッサ10は、主プロセッサの起動、停止及び工
/○装置の制御を行なう。
この副プロセッサ10は、通常、フロントエンドプロセ
ッサと呼ばれているものである。
主プロセッサ20は、副プロセッサ10により制御され
る専用のプロセッサであり、例えば、64ビツト長のA
LU29や主記憶装置32を有しており、副プロセッサ
10では高速に処理できないようなデータ処理を実行す
るものである。
副プロセッサlOにおいて、マイクロプロセッサ11は
、システム全体の制御を行なう。このマイクロプロセッ
サ11は、特定のプロセッサに限定されるものではない
が、本発明では、 Inte1社の8086.16ビツ
トマイクロプロセッサを使用しているものとして説明す
る。
パスライン12は、マイクロプロセッサ11及び各I1
0装置と、主プロセッサ20を接続する。
図示の例では、前述したマイクロプロセッサ11の条件
により、16本のデータラインと、IMBのアドレス空
間をサポートする20本のアドレスラインと、バスの制
御信号により構成されている。
メモリ13は、副プロセッサ10側のメモリである。
フロッピ制御装置14は、フロッピ磁気ディスク装置を
制御する。
ハードディスク制御装置16は、ハードディスク装置を
制御する。
キーボード/表示制御装置15は、キーボード及び表示
装置を制御する。
主プロセッサ20は、アダプタ制御部21を通じて副プ
ロセッサ10側のパスライン12と接続されている。
制御プログラムメモリ23は、主プロセッサ20を制御
するためのマイクロプログラムが格納される書き換え可
能なメモリである。この制御プログラム23に格納され
るマイクロプログラムは、主プロセッサ20を高速に動
作させるためのものであり、1回の命令で制御可能な条
件をできる限り多くするため、通常は1ワードが32ビ
ツト又は64ビツトなどにより構成されている。
以下、図示の例では、1ワードが32ビツト長でアドレ
スが64キロワードのマイクロプログラムが採用されて
いるものとして説明を行なう力さ、前述の条件により制
御プログラムメモリ23は、データ長が32ビツト(1
マイクロ命令分)でアドレス方向が64キロワ一ド分の
機能を必要とすることになり、後述するように市販され
ている64キロ×4ビツト構成のSRAMなどが使用可
能である。
切換えゲート22は、制御プログラムメモリ23に入力
されるアドレス線を切換える。これは、アドレスレジス
タ33から送られてくる副プロセッサ10からのアドレ
ス情報と、マイクロプログラムの実行を制御するための
シーケンサ27からのアドレス情報を切換えるものであ
る。このアドレス情報は、制御プログラムメモリ23の
アドレス空間64キロをサポートするため、16本の信
号線により構成されている。
シーケンサ27は、主プロセッサ20側が実行するマイ
クロプログラムのアドレスを指定するものである。
インストラクションデコーダ25は、制御プログラム2
3から送られてくる各マイクロプログラムのアドレスを
指定するものである。即ち、インストラクションデコー
ダ25は、制御プログラムメモリ23から送られてくる
各マイクロプログラムをデコードして各種の制御信号を
発生するマイクロインストラクションデコーダである。
命令デコーダ26は、副プロセッサ10のマイクロプロ
セッサ11によりアドレス線上に送られてくる命令のデ
コーダであり、主プロセッサ20の起動、停止などの制
御を実行する。
バスコントローラ28.30は、メインプロセッサ側の
内部バスのデータの流れを制御するためのものである。
データの上位バイト、下位バイトの入れ替えやビット操
作などを実行する。
制御レジスタ31は、主プロセッサ側の各種制御レジス
タであり、汎用レジスタや割込み処理用のレジスタ等に
より構成される。
主記憶装置32は、このような専用プロセッサにおいて
は、例えば、1ワード即ち64ビツト長などデータの高
速処理が可能なように工夫されている。
ゲート24は、制御レジスタ31−?1シーケンサ27
などの状態を副プロセッサ10がリードするための切換
えゲートである。
第3図は、第2図のマルチプロセッサシステムの制御手
順を示すフローチャートである。
図において、ステップS31では、第4図に示す主プロ
セッサ20を制御するためのマイクロプログラムを副プ
ロセッサ10のメモリ13にロードする。このシステム
制御用のマイクロプログラムは、予めフロッピディスク
装置14やハードディスク装置16の中に格納されてい
るものとする。
次に、ステップS32において、副プロセッサ10のメ
モリ13にロードしたマイクロプログラムを主プロセッ
サ20の制御プログラムメモリ23に格納する。この場
合、第4図において、切換えゲート22は、アドレスレ
ジスタ33からのアドレス線を選択し、制御プログラム
メモリ23の中に順次格納する動作を実行するが、詳細
については後述する。続いてステップS33で、副プロ
セッサ10のマイクロプロセッサ11から主プロセッサ
20に対して起動命令を送出する。この起動命令は、第
4図の命令デコーダ26によりデコードされ、主プロセ
ッサ20側が動作を開始する。この場合、切換えゲート
22は、シーケンサ27からのアドレス線を選択するの
で、制御プログラムメモリ23からは、実行すべきマイ
クロプログラムが逐次出力され、必要な処理が実行され
ていく。
ステップS34では、副プロセッサ10のマイクロプロ
セッサ11は、主プロセッサ20側からの動作終了割込
みを待っている状態であり、割込みが発生すると、ステ
ップS35で動作終了時の割込みクリア等を実行し、第
4図の制御レジスタ31内に格納されている動作終了ス
テータスをリードする0次に、ステップS36で正常終
了したか否かの判定を行ない、一連の動作を完了するも
のである。
次に、第3図のステップS32において制御プログラム
メモリにマイクロプログラムを順次格納する動作の詳細
について説明する。
第2図は、従来の制御プログラムメモリの周辺の主要構
成を示す回路図である。
メモリ41〜48は、マイクロプログラムを記憶するた
めのものであり、市販されているSRAMにより構成さ
れている。このSRAMとしては、例えば、64キロ×
4ビツト構成のSRAMが利用可能であり、メモリ41
〜44でマイクロプログラムの上位16ビツト分を記憶
し、メモリ45〜48でマイクロプログラムの下位16
ビツト分を記憶し、全体で32ビツト×64キロワード
のマイクロプログラムを格納するものである。
アドレス線50は、制御プログラムメモリ23へのアド
レス線であり、64キロワ一ド分のアドレス空間をサポ
ートするため、16本の信号線により構成されており、
本信号はすべてのSRAMに供給されている。尚、第2
図では、メモリ42〜48のアドレス線は省略しである
ゲート51は、アドレス線を切換えるためのゲートであ
り、選択信号Sが“0”場合は、B信号が選択され、“
1”のときはA信号が選択されるものである。
アドレス信号52は、副プロセッサ10からのアドレス
信号である。
アドレスレジスタ53は、副プロセッサ10が制御プロ
グラムメモリ23をアクセスする場合に制御プログラム
メモリ23にセットされる。このアドレスレジスタ53
は、16ビツト長である。
このアドレスレジスタ53は、第4図のアドレスレジス
タ33に相当するものである。データバス54は、副プ
ロセッサ10から接続されている。
データバス54は、16ビツト分の幅を持っている。こ
の信号は、第4図のADP21より接続されている。ゲ
ート55.56は、データバス54の信号を制御プログ
ラムメモリ23に出力するか否かを制御する。ゲート5
5.56は、G信号が“O”レベルのときに出力が有効
となるものである。ゲート55.56は、各々D31〜
D16又はD15〜Doの制御を行なうためのものであ
る。
インストラクションデコーダ57は、第4図のインスト
ラクションデコーダ25に相当する部分で主プロセッサ
の各種の制御信号を発生するものである。命令デコーダ
58は、第4図の命令デコーダ26に相当する部分で副
プロセッサ10から命令をデコードし、各種制御信号を
発生するものである。
図示の例では、アドレスセット、アッパーセット、ロア
ーセット、ライト信号の4種類の信号を出力するものと
して説明する。これらの信号は、すべてネガティブ出力
とする。アドレスセット信号は、アドレスレジスタ53
に制御プログラムメモリ23への格納アドレスを設定す
るために使用される。アッパーセット及びロアーセット
は、各々制御プログラムメモリを構成するメモリ41〜
44(上位D31〜D16の16ビツト分)にデータを
セットするか、又は制御プログラムメモリを構成するメ
モリ45〜48(下位D15〜Doの16ビツト分)に
データをセットするかを制御する信号線である。また、
WR倍信号、制御プログラムメモリへデータを格納する
タイミング信号であり、制御プログラムメモリに使われ
ているSRAMの特性に合ったタイミング信号を生成す
るものである。RUN信号59は、主プロセッサが動作
中は、“O“レベルになっている。この信号線は、制御
プログラムメモリ23のSRAMのリード端子に接続さ
れており、主プロセッサ20が動作中のときは、常に制
御プログラムメモリ23の出力を有効にするものである
また、RUN信号59は、アドレス線の切換ゲート51
のS信号に接続されており、主プロセッサが動作中のと
きは、常にB側のシーケンサからのアドレス線を制御プ
ログラムメモリ23に入力するものである。ゲート60
.61は、各々制御プログラムメモリ41〜44及び4
5〜48のWR倍信号作るためのものである。図示の例
では、ネガティブ信号のANDゲートとして動作する。
第5図は、制御プログラムメモリにマイクロプログラム
を書き込む場合の手順を示すフローチャートである。
第5図において、まず、ステップS51で、マイクロプ
ログラムを制御プログラムメモリに格納するためのアド
レス情報をセットする。この場合、第4図のマイクロプ
ロセッサ11は、主プロセッサ20に対してアドレスセ
ット命令を送出する。この命令は、第2図の命令デコー
ダ58によりデコードされてアドレスセット信号となる
。第2図のアドレスレジスタ53に制御プログラムメモ
リの格納アドレスがセットされ、さらに、本信号はゲー
ト51を通って制御プログラムメモリ41〜48のアド
レス情報として供給される。
ゲート51のS信号は、制御プログラムメモリ23ヘプ
ログラムをセットする場合は、主プロセッサ20は動作
中でないため、RUN信号は“1”のレベルになってお
り、A信号が選択されていることによる。
次に、ステップS52によりマイクロプログラムのD3
1〜D16のデータが制御プログラムメモリ41〜44
のSRAMに格納される。この場合、第4図のマイクロ
プロセッサ11は、主プロセッサ20に対してアッパー
セット命令を送出し、この命令は命令デコーダ58でデ
コードされてアッパーセット信号となり、さらにこの信
号によりゲート55のG信号は、“O”レベルとなり、
出力が有効となって、データ線上に載せられているマイ
クロ命令のD31〜D16の内容が制御プログラムメモ
リ41〜44に格納される。
次に、ステップS53によりマイクロプログラムのDI
5〜Doのデータが制御プログラムメモリ45〜48に
格納される。この動作もステップS52の場合と同様に
してロアーセット信号が出力され、データ線上に載せら
れているマイクロ命令のD15〜Doの内容が制御プロ
グラムメモリ45〜48に格納される。
続いて、ステップS54で最終アドレスまでセットした
か否かが副プロセッサ10のマイクロプロセッサ11に
より判定され、最終命令のセットが完了するまでステッ
プS51〜S54を繰り返し実行することにより、すべ
てのマイクロプログラムを制御プログラムメモリに格納
する動作が完了する。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述のように構成したマルチプロセッサ
システムには、次のような問題点があった。
即ち、制御プログラムメモリにマイクロプログラムをセ
ットするためには、必ず、第5図のシーケンスにより副
プロセッサ側がプログラムにより1ワード毎にデータ転
送する必要があり、転送完了までの時間がかかる欠点が
あった。
例えば、前述した従来例の場合は、マイクロプログラム
の構成は、64キロワード×32ビツトであるため、1
6ビツト単位にデータ転送する場合でも、65536x
 2 = 131072回のデータ転送が必要であり、
又アドレスレジスタの設定は65536回必要であるか
ら、1回当たりの副プロセッサ側のI10命令の実行速
度を約10μs/回と仮定すると、全体の処理時間Tは
、 T= (131072+65536) X10μS 4
 1.9秒となり、主プロセッサを起動するまでに時間
がかかるという欠点があった。
また、通常の場合、主プロセッサの制御プログラムメモ
リに書き込まれるプログラムは、システムの必要に応じ
て適時書き換えられるものであり、最大処理時間が約1
.9秒かかるのは、システムとしてのレスポンスを低下
させる要因となり、技術的に十分満足の得られるもので
はなかった。
また、副プロセッサの負荷が増大する欠点にもなってい
た。
本発明は以上の点に着目してなされたもので、マルチプ
ロセッサシステムにおける主プロセッサの制御プログラ
ムメモリにマイクロプログラムをセットするのに時間が
かかるという問題点を除去し、副プロセッサの負荷を軽
くし、使いやすいマルチプロセッサシステムを提供する
ことを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明のマルチプロセッサシステムは、主プロセッサの
制御プログラムメモリに転送されるマイクロプログラム
を格納したファイル装置を有する副プロセッサと、当該
副プロセッサから前記制御プログラムメモリに転送され
たマイクロプログラムにより動作する主プロセッサがバ
スにより結合されたマルチプロセッサシステムにおいて
、主プロセッサを動作させる制御用マイクロプログラム
を格納するための制御プログラムメモリを前記副プロセ
ッサのメモリアドレス上に配置し、前記副プロセッサか
ら当該副プロセッサ自身のメモリへのメモリライト命令
により、マイクロプログラムを格納するようにしたこと
を特徴とするものである。
(作用) 本発明のマルチプロセッサシステムによれば、副プロセ
ッサは、自分のメモリにライトする動作を行なうだけで
主プロセッサの制御プログラムにマイクロプログラムを
格納することができる。
従って、副プロセッサがプログラムにより主プロセッサ
にデータ転送命令を出して1ワード毎にデータ転送する
必要がない。このため、データ転送時間を大幅に短縮す
ることができる。
(実施例) 第1図は、本発明のマルチプロセッサシステムの要部の
構成を示すブロック図である。
この図は、先に説明した第4図のマルチプロセッサシス
テムの制御プログラムメモリの周辺の部分のみを示した
ものである。
メモリ41〜48は、マイクロプログラムを記憶するた
めのものであり、市販されているSRAMにより構成さ
れている。このSRAMとしては、例えば、64キロ×
4ビツト構成のSRAMが利用可能であり、メモリ41
〜44でマイクロプログラムの上位16ビツト分を記憶
し、メモリ45〜48でマイクロプログラムの下位16
ビツト分を記憶し、全体で32ビツト×64キロワード
のマイクロプログラムを格納するものである。
アドレス線50は、制御プログラムメモリ23へのアド
レス線であり、64キロワ一ド分のアドレス空間をサポ
ートするため、16本の信号線により構成されており、
本信号はすべてのSRAMに供給されている。尚、第1
図では、メモリ42〜48のアドレス線は省略しである
ゲート51は、アドレス線を切換えるためのゲートであ
り、選択信号Sが”O”場合は、B信号が選択され、“
1”のときはA信号が選択されるものである。
アドレス信号52は、副プロセッサ10からのアドレス
信号である。
第1図においては、以下のようにして、主プロセッサ2
0を動作させる制御用マイクロプログラムを格納するた
めの制御プログラムメモリ23が、副プロセッサ10の
メモリアドレス上に配置されている。即ち、第2図に示
すアドレスレジスタ53は、使用せず、切換ゲート51
の六入力信号線64には、副プロセッサ10からのアド
レス線A17〜A2の16本が接続されている。この結
果、副プロセッサ10から当該副プロセッサ10自身の
メモリ13(第4図参照)へのメモリライト命令により
、マイクロプログラムを格納するようにされる。
また、命令デコーダ58の出力のうち、アドレスセット
、アッパーセット、ロアーセット信号は、不使用であり
、アドレスデコーダ70、インバータ71、ゲート72
.73の回路が増設されている。
アドレスデコーダ70は、アドレス線A19、A18が
それぞれA19=“l″ A18=“0”であり、且つ
MW(メモリライト)信号が有効のときネガティブ(ロ
ウレベル)信号を出力する。この信号は、インバータ7
1、ケート72.73でAND条件が判定され、それぞ
れロアーセル及びアバ−セル信号(ネガティブ出力)が
出力される。インバータ71は、アドレス線のA1が入
力されているため、ORゲート72は、アドレス線A1
=“0”のとき、“○”信号のAND条件が成立し、ロ
アーセル信号が出力され、逆にアドレスA1=“1”の
ときは、ORゲート出カフ3が有効となり、アバ−セル
信号が出力される。
第6図は、本発明による制御プログラムメモリのアドレ
ス領域を示す図である。
第6図(a)は、後述するように制御プログラムメモリ
のアドレス選択信号を示す図である。
第6図(b)は、副プロセッサのメモリマツピングを示
す図である。
次に、上述のように構成したマルチプロセッサシステム
の動作を説明する。
上述のような回路構成にすると、制御プログラムメモリ
は副プロセッサ10側から見ると、第4図に示すマイク
ロプロセッサ11のメモリ空間上において、第6図(b
)に示すように、アドレス領域80000 (HEX)
 〜8FFFF (HEX) !::位置付けされたこ
とになり、副プロセッサ10部のマイクロプロセッサ1
1は、自分のメモリにライトする動作を行なうだけで、
制御プログラムメモリ23にマイクロプログラムを格納
することが可能となる。
例えば、 80(100(HE X)番地にメモリライ
トを実行した場合は、アドレス線のAl=“O”である
ため、第1図のゲート72のロアーセル信号が有効とな
り、本信号によりゲート56の出力が有効となり、デー
タ線54上のデータが制御プログラムメモリ45〜48
に入力される。このとき、制御プログラムメモリへのア
ドレスは、切換ゲート51の六入力が選択されており、
アドレス線A17〜A2のデータが入力されており、0
000(HEX)番地となっているため、SRAM45
〜48の0000(HE X)番地にマイクロ命令の下
位1ワ一ド分(16ビツト)のデータが格納される。同
様にして、80002 (HE X )番地にメモリラ
イトを実行した場合は、アドレス線のA1=“1”であ
るため、ゲート73のアッパーセル信号が有効となり、
前述の従来例と同様にして制御プログラムメモリ41〜
44(7)0000 (HEX)番地にマイクロ命令の
上位1ワ一ド分(16ビツト)のデータが格納される。
これで最初の32ビツト分のマイクロプログラムの格納
が終了し、さらに続いて80004 (HE X )番
地にメモリライトを実行すると、前述と同様に動作する
が、今度はアドレス線50の内容は、AI7〜A23D
OO1(HEX)となっており、制御プログラムメモリ
23の0001番地にマイクロプログラムが格納される
ことになる。以上の動作をアドレスBFFFF(HEX
)番地まで繰り返すことにより制御プログラムメモリ2
3内にすべてのマイクロプログラムを格納することが可
能となる。
第6図(a)は、前述したように制御プログラムメモリ
のアドレス選択信号を示す図である。
即ち、この図は、Al信号でアッパーセル、ロアーセル
の切換え、A17〜A2の16ビツトで制御プログラム
メモリアドレス64キロワード分を選択し、A19=“
1”、A18=“O”の場合に制御プログラムメモリ選
択領域が選択されることを示したものである。
以上説明したように、本実施例によれば、制御プログラ
ムメモリにマイクロプログラムを格納する場合、副プロ
セッサ10側のマイクロプロセッサ11は、単に自分の
メモリに対するストア命令を実行するだけでよくなり、
1回当りのストア命令の実行時間を1μsとすれば、マ
イクロプログラム256キロバイト分を転送するのに要
する処理時間Tは、 T= (65536X2) X 1 μs40.14秒
となり、従来と比較して処理時間が短くなり、且つ副プ
ロセッサ側の負荷を軽くすることが可能となる。
尚、本実施例では、アドレス領域は、第6図(b)のよ
うに設定したが、これはシステムに使用されるプロセッ
サの条件等により自由に選択することができることは勿
論である。また、第1図の例では、副プロセッサからの
メモリライト動作の場合のみを示したが、リード動作に
ついても同様にして回路を一部修正することにより対応
できることは勿論である。さらに、本発明によれば、制
御プログラムメモリは、副プロセッサ側のメモリとして
機能するため、副プロセッサ側のフロッピディスクやハ
ードディスクに予めマイクロプログラムを格納しておい
て、DMA転送等により直接制御プログラムメモリにマ
イクロプログラムを格納することも可能であり、副プロ
セッサの負荷を著しく軽減することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、主プロセッサ側
の制御プログラムメモリを副プロセッサ側のメモリ空間
の中に配置したので、次のような効果がある。
即ち、副プロセッサから制御プログラムメモリにマイク
ロプログラムを格納するためには、単に副プロセッサで
メモリライト命令を実行するだけでよく、すべてのマイ
クロプログラムの格納に要する時間が短縮できるととも
に、副プロセッサのプログラムによる処理負荷を軽くす
ることが可能となる。
また、本発明によれば、制御プログラムメモリは、副プ
ロセッサ側のメモリとして機能するため、副プロセッサ
側のフロッピディスクやハードディスクに予めマイクロ
プログラムを格納しておいて、DMA転送により直接制
御プログラムメモリにマイクロプログラムを格納するこ
とも可能となり、副プロセッサの負荷を著しく軽減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による制御プログラムメモリの周辺回路
を示すブロック図、第2図は従来の制御プログラムメモ
リの周辺回路を示すブロック図、第3図は第2図のマル
チプロセッサシステムの制御手順を示すフローチャート
、第4図はマルチプロセッサシステムの一例を示す図、
第5図はマイクロプログラムを格納するシーケンスを示
すフローチャート、第6図は本発明による制御プログラ
ムメモリのアドレス領域を示す図である。 10・・・副プロセッサ、20・・・主プロセッサ、2
3・・・制御プログラムメモリ、52・・・バス、57
・・・インストラクションデコーダ、58・・・命令デ
コーダ。 正常動作時の70−チャ 第3図 ト 第5図 16ピツト メモリの7ドレス’9I域 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 主プロセッサの制御プログラムメモリに転送されるマイ
    クロプログラムを格納したファイル装置を有する副プロ
    セッサと、 当該副プロセッサから前記制御プログラムメモリに転送
    されたマイクロプログラムにより動作する主プロセッサ
    がバスにより結合されたマルチプロセッサシステムにお
    いて、 主プロセッサを動作させる制御用マイクロプログラムを
    格納するための制御プログラムメモリを前記副プロセッ
    サのメモリアドレス上に配置し、前記副プロセッサから
    当該副プロセッサ自身のメモリへのメモリライト命令に
    より、マイクロプログラムを格納するようにしたことを
    特徴とするマルチプロセッサシステム。
JP5484490A 1990-03-08 1990-03-08 マルチプロセッサシステム Pending JPH03257572A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013097539A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Mitsutoyo Corp 制御装置および制御プログラム不正読み出し防止方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013097539A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Mitsutoyo Corp 制御装置および制御プログラム不正読み出し防止方法

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