JPH0346053A - 複プロセッサ間制御方式 - Google Patents

複プロセッサ間制御方式

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JPH0346053A
JPH0346053A JP1180327A JP18032789A JPH0346053A JP H0346053 A JPH0346053 A JP H0346053A JP 1180327 A JP1180327 A JP 1180327A JP 18032789 A JP18032789 A JP 18032789A JP H0346053 A JPH0346053 A JP H0346053A
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JP1180327A
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Tetsuo Oura
大浦 哲夫
Riichi Yasue
利一 安江
Osamu Kunisaki
国崎 修
Shigeaki Kato
加藤 栄昭
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Hitachi Ltd
Hitachi KE Systems Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering 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、主プロセッサ(中央演算処理装置)と副プロ
セッサ(副演算処理装置)とを有する情報処理装置に係
り、特に、主プロセッサが副プロセッサの状態を認識す
るのに好適な複プロセッサ間制御方式に関する。
〔従来の技術〕
従来、主プロセッサと副プロセッサとを有する入出力ア
ダプタ間の制御情報交換方式の一例として、米国特許4
475155号に開示されるものが挙げられる。
この方式は、副プロセッサに当たる入出力アダプタに、
メモリアドレスカウンタ、メモリデータバッファおよび
シーケンス制御部からなるアダプタDMA (ダイレク
ト・メモリ・アクセス)制御部と、プログラマブルまた
は固定のメモリアドレス格納レジスタとを設けている。
そして、主プロセッサと入出力アダプタとの間で交換す
る制御情報を格納するために、前記メモリアドレス格納
レジスタにより指示されるメモリアドレスを用いて、メ
モリに任意の大きさの情報交換用メモリエリアを取り決
める。入出力アダプタは、前記アダプタDMA制御部に
より、DMA型式で前記情報交換用メモリエリアに制御
情報を転送し、また、主プロセッサは、メモリリード/
ライト命令により。
制御情報を転送することにより、各々、制御情報の交換
を行なっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、主プロセッサが、副プロセッサの状態
を十分に認識できないという欠点があった。具体的には
、副プロセッサは、主プロセッサに対する制御情報を副
プロセッサのプログラムに従って転送するが、上記制御
情報は、上記プログラムが正常に動作している時のみし
か保障されない、言い換えると、副プロセッサは、プロ
グラムに誤動作が生じた場合には、主プロセッサに対し
て正常な制御情報を転送できないという問題があった。
加えてこの場合には、プログラムの誤動作位置も主プロ
セッサが認識できないという問題があった。
本発明の目的は、副プロセッサのプログラムの誤動作に
かかわらず、主プロセッサが副プロセッサの状態、特に
、実行プログラムのアドレスを認識し、システム全体の
ハングアップを防ぎ、かつ、誤動作の原因究明効率を向
上させることができる複プロセッサ間制御方式を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、第1図に示すよ
うに、中央演算処理装置(主プロセッサ)1と、主プロ
セッサ1のプログラムおよびデータを記憶するメインメ
モリ2と、副演算処理装置(副プロセッサ)3と、これ
らを結合する共通バス4と、副プロセッサ3のプログラ
ムおよびデータを記憶するローカルメモリ5と、副プロ
セッサ3とローカルメモリ5とを結合するローカルバス
6とを備えた情報処理装置8における複プロセッサ間制
御方式であって、副プロセッサ3は、実行プログラムの
必要なアドレス等を副プロセッサ3の状態として保持す
る状態通知手段7を有し、主プロセッサ1が、状態通知
手段7の内容を読み取って副プロセッサ3の状態を認識
することができるようにしたことを特徴とするものであ
る。
状態通知手段7は、副プロセッサ3のプログラムカウン
タ(以下、PCと略す)を保持することによって構成す
ることができる。
状態通知手段7は、副プロセッサ3のスタックおよびス
タックポインタを保持することによって構成することが
できる。
状態通知手・段7は、副プロセッサ3が実行しているプ
ログラムのオペコードを識別し、予め指定されたコード
と一致した時のpc値を保持するように構成することが
できる。
上記予め指定するコードは、ジャンプ命令またはコール
命令のオペコードであることが望ましい。
さらに、状態通知手段7は、副プロセッサ3が実行して
いるプログラムのオペコードが、ジャンプ命令またはコ
ール命令のコードであった場合に。
次のオペコードのpc値(すなわち、ジャンプ先または
コール先のアドレス)を保持することができる。
また、状態通知手段7は、副プロセッサ3が実行してい
る任意のpc値を検出することにより。
内部にもつフラグを変化させ、ステータスとして保持す
ることができる。
上記任意のpc値の検出は、主プロセッサlより予め指
定されたpc値と副プロセッサ3が実行しているpc値
とを比較することにより行なわれる。
上記任意のpc値を検出すると、副プロセッサ3は、主
プロセッサ1へ割り込み、また、この割り込みを主プロ
セッサ1がリセットすることが望ましい。
上記割り込みの発生に伴ない、副プロセッサ3は、主プ
ロセッサ1により、または、副プロセッサ3自身で停止
し、主プロセッサ1により再起動されることが望ましい
なお、状態通知手段7は、副プロセッサ3と共にLSI
に搭載して構成することができる。副プロセッサ3は、
具体的には、このようなLSIを備えた通信制御装置等
のI10装置に用いられる。
従って、本発明は、副プロセッサにおけるプログラムの
状態を主プロセッサにおいて認識する必要のあるシステ
ムに適用することができる0例えば、通信制御装置等の
I10装置に制御用プロセッサを備え、これを主プロセ
ッサにより管理するようなシステムに適用することがで
きる。
〔作用〕 次に、本発明の作用について、第1図を参照して説明す
る。
状態通知手段7がpcを保持する場合は、pcは副プロ
セッサ3が制御しているものであるので。
この値を主プロセッサlから読み取るパスを設ければ、
実行中のプログラムアドレスが認識できる。
この時、主プロセッサ1からは、リード動作だけなので
、プログラム・カウンタ値を破壊したりしない。
また、状態通知手段7がスタックポインタおよびスタッ
クを保持する場合も、上記と同様に、これらの値を主プ
ロセッサ1が読み取ることにより、副プロセッサ3が実
行しているプログラムのモジュールをトレースすること
ができる。この場合も上記同様、値を破壊することはな
い。
次に、予め主プロセッサ1が1例えば、状態通知手段7
内に設けられたコードレジスタに目的とするオペコード
値を設定しておき、状態通知手段7が、データバス上の
データと指定されたオペコードとを比較することによっ
てオペコードの識別を行なう。この時のpc値を保持す
ることにより、主プロセッサ1は、プログラムの流れを
確認できる。また、状態通知手段7が、前記データバス
上のデータと指定されたオペコードとが一致した時の次
の命令のpc値を保持する場合には、主プロセッサ1は
、副プロセッサ3が実行したプログラムのコール先やジ
ャンプ先のアドレスを読むことができる。
さらに、主プロセッサ1が上記コードレジスタにプログ
ラムのアドレスを設定することにより、\ 状態通知手段7は、副プロセッサ3のPC値と該設定値
とを比較し、一致した時にステータスとして保持する。
これによって、主プロセッサ1は副プロセッサ3が指定
したプログラムアドレスを実行したか否かを確認できる
(以下余白) 〔実施例〕 以下1本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第2図は本発明の実施例の全体構成図である。
本実施例は、基本部分については第1図と同じである。
すなわち、本実施例は、主プロセッサ1と、メインメモ
リ2と、副プロセッサ3とを共通バス4に接続して備え
、副プロセッサ3にロカルバス6を介してローカルメモ
リ5を接続して構成される。
ローカルバス6は、コントロールバス9.アドレスバス
10およびデータバス11から構成される。
また、副プロセッサ3は、状態通知回路7に加えて、主
プロセッサ1とのインターフェイス(アドレス・デコー
ド・リード/ライト制御)を司どる主プロセッサインタ
ーフェイス制御部12と、入出力制御およびプログラム
制御を司どる全体制御部13および演算部14とから構
成される。
ここで、アドレスバス10.データバス11および演算
部14のビット幅は8ビツトとする。
まず、第1の実施例として、 IIプロセッサ3のプロ
グラムカウンタ(PC)15.スタックポインタ(以下
、SPと略す)16およびスタック17を主プロセッサ
1が読み出す場合について説明する。
PCl5,5P16およびスタック17は、プログラム
を動作するプロセッサには不可欠な機能であり、通常、
レジスタで構成される。副プロセッサ3は、プログラム
に従って、これらのレジスタに必要な値を書き込んで保
持したり読み出して使用する。また、これらのレジスタ
の値をそのまま出力信号として、信号機18に取り出す
。信号線18上の出力信号は、第31i!!Iに示すよ
うに、状態通知回路7に入力される。
ここで、主プロセッサ1が必要とする副プロセッサ3の
状態を読み出しに行くと、主プロセッサインターフェイ
ス制御部12は、共通バス4上のアドレスをデコードし
、該当するセレクト信号20を状態通知回路7に送出す
る。該セレクト信号20を受けた状態通知回路7は、該
当するレジスタのデータをセレクタ21で選択し、主プ
ロセッサインターフェイス制御部12に対し、該データ
19を出力する。これによって、主プロセッサ■は、主
プロセッサインターフェイス制御部12を介して、必要
とする副プロセッサ3の状態を読み出すことができる。
このように、本発明は、容易な回路でもって主プロセッ
サ1が副プロセッサ3の状態を読み出すことが実現でき
、その際に、副プロセッサ3に対して何ら害を与えない
主プロセッサ上は、PCl5を読みだすことにより、常
に、副プロセッサ3が実行しているプログラムアドレス
を知ることが可能となり、特に、プログラムが短い範囲
のアドレス空間でループしてしまっているような場合の
発見がしやすいという効果がある。
また、主プロセッサlは、上記と同様の手順で5P16
およびスタック17を読み込むことにより、モジュール
単位で実行したプログラムを知ることができ、プログラ
ム動作の解析がしやすいという効果がある。
以上1本実施例では、PCl5,5P16およびスタッ
ク17をそれぞれ読み出せる回路で説明したが、それぞ
れ1つずつまたは2つずつの組み合せで構成しても構わ
ない。
次に、第2の実施例として、主プロセッサ1が副プロセ
ッサ3の実行した任意のオペコードのプログラムアドレ
ス(すなわちPC値)を読み出す場合について説明する
第5図は本実施例で用いる命令フォーマットである。命
令フォーマットは、命令種別を決めるオペコード29と
動作対象(レジスタやメモリアドレス)を指示するオペ
ラ7ンド30とから構成される。オペコード29および
オペランド30は、それぞれ、8ビツトで構成されるも
のとする。
ここで、第6図を用いて命令の動作タイミングについて
説明する。
クロック31は、副プロセッサ3がプログラムを動作す
るための基本クロックであり、プログラムは3クロツク
で1サイクル動作するものとする。
■命令の動作は、副プロセッサ3がオペコード29を読
み込むオペコードフェッチサイクル32と、オペランド
30を読み込むオペランドフェッチサイクル33と、前
記フェッチしたオペコード36およびオペランド37と
に従って命令を実行する実行サイクル34との3サイク
ルから成る。
オペコードフェッチストローブ26は、副プロセッサ3
が現在オペコードフェッチサイクル32中であることを
示す信号であり、I O+でアクティブ、“1′でイン
アクティブであるとする。
第4図および第7図は、それぞれ1本実施例で用いる状
態通知回路7とその動作タイムチャートである。
状態通知回路7は、予め主プロセッサエより指定された
オペコードを保持するコードレジスタ22と、コードレ
ジスタ22の内容とデータバス11上の内容とを比較し
、その結果が一致していればO′を、一致していなけれ
ば″1パを信号線27に出力する比較器23と、前記オ
ペコードフェッチストローブ26と比較器23の出力2
7とを入力し、2つの信号が両方共g □ jの時に信
号1iA28に+ 07を出力するANDゲート24と
ANDゲート24の出力28がI □ lから111へ
変化(立ち上り)した時に、PCl5の値をラッチして
信号線19に出力するフリップフロップ(以下、FFと
略す)25とから構成される。
次に、本実施例における状態通知回路7の動作を説明す
る。
コードレジスタ22には、主プロセッサlよりオペコー
ド=X (Xは8ビツト)が設定されているものとする
まず、副プロセッサ3は、PCl5をアドレス(PC)
35としてアドレスバス10に出力し。
同時に、オペコードフェッチストローブ26をアクティ
ブにする。ローカルメモリ5は、アドレス(PC)35
に格納されているプログラム(すなわち、オペコード=
X)36をデータバス11上に出力する。比較器23は
、出力されたオペコードとコードレジスタ22の値とを
比較し、一致していると出力27をO′にする。これに
よりANDゲート24の出力28は、O′になる。
次に、副プロセッサ3は、オペコード36を取り込むタ
イ′ミングとして、オペコードフェッチストローブ26
を111にする。これにより、ANDゲート24の出力
28は51′になり。
FF25は、このタイミングでPCl5の値35をラッ
チし、主プロセッサインターフェイス制御部12に対し
、信号線19を介して出力する。
主プロセッサ1は、主プロセッサインターフェイス制御
部12を介して、上記PC値35を読み込む。
以上のようにして、主プロセッサlは、副プロセッサ3
が実行したプログラムの任意のオペコードのPC値を読
み出すことができる。これにより、副プロセッサ3が実
行したプログラムの流れを確認することができるという
効果がある。この場合、任意のオペコードがコール命令
のオペコードであれば、上記効果はより高くなる。
次に、第3の実施例として、主プロセッサ1が副プロセ
ッサ3の実行した任意のオペコードの次のオペコード(
次のプログラム命令)のPC値を読み出す場合について
説明する。
第8図および第9図は、それぞれ1本実施例で用いる状
態通知口fi7とその動作タイムチャートである。
状態通知回路7は、コードレジスタ22と、比較器23
と、比較器23の出力27およびオペコードフェッチス
トローブ26が両方共10′の時に出力43がil と
なるANDゲート38と。
入力信号を反転させて出力する2つのNOTゲート39
,41と、ANDゲート38の出力43が11′で′1
パを、オペコードフェッチストローブ26の立ち下り(
NOTゲート39によって立ち上りとなる。)でO′を
(上記信号43が51′の間は無効)出力44に出力す
るFF40と。
FF40の出力44の立ち下り(NOTゲート41によ
り立ち上りとなる。)で、PCl5の値をラッチして信
号llA19に出力するFF42とから構成される。
次に、本実施例における状態通知口17の動作を説明す
る。
比較器23の出力27とオペコードフェッチストローブ
26とが両方共101 になるまでの動作は、前記第2
の実施例と同じである。
ここで、ANDゲート38の出力43は11′になり、
FF40の出力44は11′になる。オペコードフェッ
チストローブ26が立ち上がると。
ANDゲート38の出力43は(□l になるが、FF
40の出力は11′を保持し続ける(オペコードフェッ
チサイクル32)。そして、状態通知口$7は、オペラ
ンドフェッチサイクル33および実行サイクル34の間
、前記状態を保持し続ける。
次の命令のオペコードフェッチサイクル47に入ると、
副プロセッサ3は、アドレスバス10にpc十α(O≦
pc十α≦FF (H):αは整数。
αは前の命令の内容によって決まる。)を出力し。
オペコードフェッチストローブ26を立ち下げる。
これにより、NOTゲート39の出力は立ち上がり、F
F40の出力44は、O′になる。この時、オペコード
46とコードレジスタ22との値は一致していないので
、ANDゲート38の出力43は10′であり、FF4
0に影響を与えない。
そして、NOTゲート41の出力は立ち上り、FF42
は、PCl5の値(pc+α)45をラッチし、主プロ
セッサインターフェイス制御部12に対し、信号線19
を介して出力する。
主プロセッサlは、主プロセッサインターフェイス制御
部12を介して、上記PC値45を読み込む。
以上のようにして、主プロセッサ1は、副プロセッサ3
が実行したプログラムの任意の命令の次の命令のオペコ
ードのPC値を読み出すことができる。特に、任意の命
令がコール命令やジャンプ命令の場合に、コール先やジ
ャンプ先のアドレスがわかるので、モジュール単位での
実行プログラムの流れ1分岐先の確認等ができるという
効果がある。
上記第2および第3の実施例では、保持するPC値は1
つであったが、FFを複数にしたり、メモリに書き込む
ことによって、複数のPCを保持しておくこと(例えば
、実行したコール命令のアドレスを複数保持する。)は
可能である。これによって、より正確な実行されたプロ
グラムの流れを確認することができる。また、比較の対
象をオペコードの1バイトに限定していたが、オペラン
ドを含めた1命令や連続した複数の命令を比較の対象と
して限定した実行アドレスの検索も可能である。
さらに、第4の実施例として、副プロセッサ3のプログ
ラムの任意のアドレスが実行されたが否かを示すステー
タスを主プロセッサ1が読み出す場合について説明する
第10図は、本実施例で用いる状態通知回路7である。
本実施例は、コードレジスタ22と、コードレジスタ2
2とPCl5との値を比較し、一致していれば111 
を、一致していなければO′を出力する比較器23と、
比較器23の出力48が111を出力しく10′になっ
ても出力は11′を保持)、主プロセッサlからのライ
ト動作によって、リセットストローブ49が立ち上がる
と0′ を出力するFF50とから構成される。
コードレジスタ22には、主プロセッサ1より。
副プロセッサ3のプログラムの任意のアドレスが設定さ
れている。比較器23は、コードレジスタ22とPCl
5との値を比較し、PCl5が設定されたアドレスにな
ると、出力48を1′にする。これによって、FF50
の出力は11+になり、主プロセッサインターフェイス
制御部12に対し、信号線19を介して該出力をステー
タスとして出力する′。
主プロセッサlは、主プロセッサインターフェイス制御
部12を介して、上記ステータスを読み込む。
以上のようにして、主プロセッサlが、副プロセッサ3
のプログラムの任意のアドレスが実行されたことを検出
することできる。その後、主プロセッサ1は、ライト命
令にて該ステータスをクリアする。本実施例では、アド
レスという形で設定を行なうので、プログラム中の任意
の固有のポイントが実行されたか否かを確認できるので
、副プロセッサ3のプログラムの流れが確認できるとい
う効果がある。
上記第2.第3および第4の実施例において、状態通知
回路7は、主プロセッサ1より指定された副プロセッサ
3の状態を検出すると、主プロセッサ1に対し、割り込
みを発生することができる。
主プロセッサ1は、この割り込みによって、副プロセッ
サ3の状態を確認でき、プログラムでサーチする必要が
ないので効率が良いという効果がある。
また、上記割り込みによって、主プロセッサ1は、副プ
ロセッサ3に対しバス要求信号を出し、副プロセッサ3
の動作を停止することができる。
同様に、上記割り込みを直接副プロセッサ3のバス要求
信号に入力して、副プロセッサ3の動作を停止すること
ができる。この場合、副プロセッサ3の再起動は、主プ
ロセッサ1が上記割り込みをクリアすることによって行
なう。これによって、副プロセッサ3を1ステツプずつ
実行させることが可能となり、デパックや解析が容易に
なるという効果がある。
上記第1〜第4の実施例を複数組み合わせることは可能
である。この場合、前記の効果が向上する。
なお、上記第1〜第4の実施例においては、副プロセッ
サ3が1つの場合を述べたが、必ずしも1つである必要
はなく、2つ以上であってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、副プロセッサがそ
の状態を保持しているので、主プロセッサが副プロセッ
サの状態を認識することにより。
副プロセッサのプログラムの監視、トレースおよび解析
が容易になるという効果がある。
また、副プロセッサの状態を保持する手段は、プロセッ
サ部とは独立した容易な回路で構成できるので、回路が
大きくならず、副プロセッサの中に収容したり、副プロ
セッサと同一のLSIに搭載することができ、その際に
、副プロセッサの効率を妨げないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例の全体構成図、第3図、第4図、第8図お
よび第10図は、状態通知回路の構成例を示すブロック
図、第5図は本実施例で用いる副プロセッサの命令フォ
ーマット図、第6図は本実施例の動作タイミングチャー
ト、第7図および第1図は状態通知回路の動作タイムチ
ャートである。 1・・・主プロセッサ、   2・・・メインメモリ、
3・・・副プロセッサ、   4・・・共通バス、5・
・・ローカルメモリ、   6・・・ローカルバス、7
・・・状態通知手段(回路)、 10・・・アドレスバス、 12・・・主プロセッサインターフェイス制御部、工5
・・・プログラムカウンタ、 16・・・スタックポインタ、17・・・スタック、2
6・・・オペコードフェッチトスロープ、29・・・オ
ペコード、     30・・・オペランド。 第 1 図 図 第 図 第 り 図 鳥 6 図 第 図 殆 ? 閃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、全体制御を司どる主プロセッサと、上記主プロセッ
    サのプログラムおよびデータを保持するメインメモリと
    、上記主プロセッサと共通のバスに接続され、専用処理
    を行なう副プロセッサと、上記副プロセッサのプログラ
    ムおよびデータを保持するローカルメモリとを備えた情
    報処理装置における複プロセッサ間制御方式であって、
    上記主プロセッサに転送可能な上記副プロセッサの状態
    を保持する手段を上記副プロセッサに設けたことを特徴
    とする複プロセッサ間制御方式。 2、全体制御を司どる主プロセッサと共通のバスに接続
    され、専用処理を行なう副プロセッサにおいて、 上記副プロセッサの状態を保持する手段を設けたことを
    特徴とする副プロセッサ。 3、全体制御を司どる主プロセッサと共通のバスに接続
    され、専用処理を行なう副プロセッサと共に、 上記副プロセッサの状態を保持する手段を搭載している
    ことを特徴とするLSI。 4、請求項2記載の副プロセッサを備えていることを特
    徴とする通信制御装置。 5、上記保持手段に保持される副プロセッサの状態は、
    上記副プロセッサのプログラムカウンタ値であることを
    特徴とする請求項1記載の複プロセッサ間制御方式、請
    求項2記載の副プロセッサ、請求項3記載のLSI、ま
    たは、請求項4記載の通信制御装置。 6、上記保持手段に保持される副プロセッサの状態は、
    上記副プロセッサのスタックの値およびスタックポイン
    タ値であることを特徴とする請求項1記載の複プロセッ
    サ間制御方式。 7、上記保持手段に保持される副プロセッサの状態は、
    上記主プロセッサが予め指定した上記副プロセッサの命
    令コードと上記副プロセッサが実行したプログラムの命
    令コードとが利用した時のプログラムカウンタ値である
    ことを特徴とする請求項1記載の複プロセッサ間制御方
    式、請求項2記載の副プロセッサ、請求項3記載のLS
    I、または、請求項4記載の通信制御装置。 8、上記保持手段に保持される副プロセッサの状態は、
    上記主プロセッサが予め指定した上記副プロセッサの命
    令コードと上記副プロセッサが実行したプログラムの命
    令コードとが一致した時の次に実行した命令のプログラ
    ムカウンタ値であることを特徴とする請求項1記載の複
    プロセッサ間制御方式、請求項2記載の副プロセッサ、
    請求項3記載のLSI、または、請求項4記載の通信制
    御装置。 9、上記副プロセッサの状態は、上記主プロセッサが予
    め指定した上記副プロセッサのプログラムアドレスと上
    記副プロセッサのプログラムカウンタ値とが一致したか
    否かを示すステータスであることを特徴とする請求項1
    記載の複プロセッサ間制御方式、請求項2記載の副プロ
    セッサ、請求項3記載のLSI、または、請求項4記載
    の通信制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003085153A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Mitsubishi Electric Corp 制御レジスタ及びプロセッサ

Cited By (1)

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JP2003085153A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Mitsubishi Electric Corp 制御レジスタ及びプロセッサ

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