JPH04288625A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH04288625A
JPH04288625A JP2307891A JP2307891A JPH04288625A JP H04288625 A JPH04288625 A JP H04288625A JP 2307891 A JP2307891 A JP 2307891A JP 2307891 A JP2307891 A JP 2307891A JP H04288625 A JPH04288625 A JP H04288625A
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JP
Japan
Prior art keywords
instruction
interrupt
execution
executed
machine language
Prior art date
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Pending
Application number
JP2307891A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Arioka
有岡 雅章
Shigeo Mizugaki
水垣 重生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は割り込み処理可能なマ
イクロプログラム制御方式のマイクロコンピュータに関
する。
【0002】
【従来の技術】マイクロプログラム制御方式のマイクロ
コンピュータは、プログラムを構成する命令(以下、「
機械語命令」という)を順次実行する際、あらかじめ1
つの機械語命令に対し、記憶装置,演算装置などの基本
的な操作(マイクロ操作)に分解し、1つ以上mステッ
プのこれらの操作を組み合わせたマイクロ命令を記憶し
、機械語命令の実行に必要なマイクロ命令の系列を順次
読み出すことによって制御を行うものである。
【0003】図2は割り込み処理可能な従来のマイクロ
プログラム制御方式のマイクロコンピュータの基本構成
を示すブロック図である。同図に示すように、マイクロ
コンピュータ10内の入出力制御部1は外部メモリから
得られる機械語命令等のデータ信号,アドレス信号、制
御信号及び割り込み要求信号などの信号の授受を外部と
行っており、図示しない外部メモリからの得られた機械
語命令は、この入出力制御部1を介して命令フェッチ部
2に取り込まれる。
【0004】命令デコード部3は、命令フェッチ部2で
取り込まれた機械語命令をデコードして、そのデコード
結果をマイクロロム制御部6に送る。マイクロロム制御
部6は命令デコード部3から得たデコード結果に基づき
、内部のマイクロロム61から制御情報を読み出し、機
械語命令を実行するための制御情報を実行部4に出力す
る。実行部4は図示しない演算器,レジスタ等を内部に
含んでおり、マイクロロム制御部6から得た制御情報に
基づき、少なくとも1つ以上のマイクロ命令を実行する
ことにより1単位の機械語命令を実行する。以下、順次
、命令フェッチ部2に取り込まれる機械語命令に基づく
処理を繰り返すことにより、プログラムが実行される。
【0005】上記プログラム実行中に、外部から割り込
み要求信号が入出力制御部1を介して割り込み制御部5
に出力されることにより割り込みが発生すると、割り込
み制御部5はこの割り込み要求を受け付けるか否かを判
断し、受け付ける場合はマイクロロム制御部6に割り込
み処理信号を出力する。
【0006】マイクロロム制御部6は、割り込み処理信
号を受けると、その時実行されている機械語命令が終了
するまで、つまり、その機械語命令を構成するマイクロ
命令のすべてが終了するまで、マイクロプログラムのシ
ーケンスを変更せず、機械語命令の最終シーケンスのマ
イクロ命令が終了した後、はじめて割り込み処理のため
の制御情報(割り込みベクタ等を含む)を実行部4に与
えるとともに、割り込みアクノリッジを割り込み制御部
5に出力する。
【0007】割り込みアクノリッジを受けた割り込み制
御部5は、割り込み要求を行った外部の装置に対し、入
出力制御部1を介して割り込みが受付られたことを知ら
せる。
【0008】一方、割り込み処理の制御情報を受けた実
行部4は、まず、プログラムカウンタ、レジスタの値を
入出力制御部1を介して外部のメモリ上に退避させ、制
御情報中の割り込みベクタに基づき割り込み処理を実行
し、割り込み処理実行後に外部メモリ上に退避した値を
入出力制御部1を介してプログラムカウンタ、レジスタ
に復帰させる。そして、マイクロロム6の制御情報に基
づき、割り込み処理実行直前に終了した機械語命令の次
の機械語命令からプログラムを再開する。
【0009】このように従来のマイクロコンピュータ1
0は割り込み要求を受け付けても、実行中の機械語命令
を終了するまで割り込み処理を実行しないのは、以下の
理由による。
【0010】一般に、1単位の機械語命令の実行中に、
割り込み要求等により実行の中断が生じた場合、再開時
には中断箇所にかかわらず、該機械語命令の最初のマイ
クロ命令から再実行される。しかしながら、割り込みに
より中断される以前に既に実行されたマイクロ命令によ
って、プログラムカウンタあるいはレジスタの値が変更
される、つまり、該機械語命令の開始時の値と異なる値
をプログラムカウンタあるいはレジスタが有する可能性
がある。
【0011】この場合、該機械語命令の開始時のプログ
ラムカウンタあるいはレジスタの値は失われたことにな
り、割り込み処理実行前後に、プログラムカウンタ及び
レジスタの値の退避・復帰動作を行っても、該機械語命
令の開始時のプログラムカウンタ及びレジスタの値を正
確に復元することはできないため、割り込み処理実行後
の機械語命令の再実行が正常に行えなくなる。
【0012】このような不具合を回避するため、従来の
マイクロプログラム制御方式のマイクロコンピュータは
、割り込み要求を受け付けても、実行中の機械語命令が
終了するまで割り込み処理を実行しない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロプログ
ラム制御方式のマイクロコンピュータは以上のように構
成されており、割り込み要求を受け付けても、実行中の
機械語命令におけるすべてのマイクロ命令が終了するま
で割り込み処理を実行できないため、割り込み要求に対
するリアルタイム応答性が悪いという問題点があった。
【0014】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、割り込み要求に対するリアルタイム応答
性の良いマイクロコンピュータを得ることを目的とする
。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる請求項
1記載のマイクロコンピュータは、各々が少なくとも1
つのマイクロ命令からなる複数の命令を順次実行し、か
つ割り込み処理可能なマイクロプログラム制御方式のマ
イクロコンピュータであって、1単位の命令実行毎に、
最初のマイクロシーケンスで、該命令の実行中に変化す
る可能性のあるレジスタ及びプログラムカウンタの値を
一時的に所定の記憶部に退避する通常時退避動作を行う
通常時退避手段と、命令実行中に優先的に実行すべき割
り込み要求を受けると、該命令が前記通常時退避動作実
行後であれば直ちに、前記通常時退避動作実行以前であ
れば前記通常時退避動作実行後直ちに、該命令の実行を
中断して割り込み処理を実行し、割り込み処理の実行後
、前記所定の記憶部に退避させた値を前記レジスタ及び
前記プログラムカウンタに復帰させる割り込み後復帰動
作を行い、最初のマイクロシーケンスから該命令の実行
を再開する割り込み処理手段とを備えている。
【0016】また、請求項2記載のマイクロコンピュー
タは、前記所定の記憶部として専用のレジスタを設けて
いる。
【0017】
【作用】この発明における通常時退避手段は、1単位の
命令実行毎に、最初のマイクロシーケンスで、該命令の
実行中に変化する可能性のあるレジスタ及びプログラム
カウンタの値を一時的に所定の記憶部に退避する通常時
退避動作を行っている。
【0018】一方、割り込み処理手段は、命令実行中に
優先的に実行すべき割り込み要求を受けると、該命令が
通常時退避動作実行後であれば直ちに、通常時退避動作
実行以前であれば通常時退避動作実行後直ちに、該命令
の実行を中断する。
【0019】このため、実行中の命令が通常時退避動作
実行後であれば、割り込み要求のタイミングにかかわら
ず、直ちに割り込み処理を実行することができる。
【0020】
【実施例】図1はこの発明の一実施例であるマイクロプ
ログラム制御方式のマイクロコンピュータの構成を示す
ブロック図である。同図に示すように、実行部40は内
部に退避用レジスタ群41を設けている。なお、他の構
成は図2で示した従来例と同様であるため説明は省略す
る。
【0021】このような構成において、マイクロコンピ
ュータ11はプログラムの実行を以下に示すように行う
。
【0022】まず、プログラムを構成する機械語命令が
順次、図示しない外部メモリから入出力制御部1を介し
て命令フェッチ部2に取り込まれる。
【0023】そして、命令デコード部3は、命令フェッ
チ部2に取り込まれた機械語命令をデコードして、その
デコード結果をマイクロロム制御部6に送る。マイクロ
ロム制御部6は命令デコード部3から得たデコード結果
に基づき、内部のマイクロロム61から制御情報を読み
出し、機械語命令を実行するための制御情報を実行部4
0に出力する。実行部40は、マイクロロム制御部6か
ら得た制御情報に基づき、少なくとも1つ以上のマイク
ロ命令を順次実行することにより機械語命令を実行する
。この時、該機械語命令の最初のシーケンスで、機械語
命令の実行中に変化する可能性のあるレジスタ及びプロ
グラムカウンタの値を退避用レジスタ群41に退避する
(以下、この動作を単に「通常時退避動作」という)。 この通常時退避動作は1つの機械語命令の実行の際に、
必ず行われる。以下、上記手順を繰り返すことにより、
プログラムが実行される。
【0024】次に割り込み処理について説明する。
【0025】上記プログラム動作中に、図示しない外部
装置から割り込み要求信号が入出力制御部1を介して割
り込み制御部5に出力されることにより割り込みが発生
すると、割り込み制御部5はこの割り込み要求を受け付
けるか否かを判断し、受け付ける場合はマイクロロム制
御部6に割り込み処理信号を出力する。
【0026】マイクロロム制御部6は、割り込み処理信
号を受けると、その時実行されている機械語命令を直ち
に中断する。つまり、機械語命令を構成するマイクロ命
令のどの時点の実行中であってもその処理を中断する。 ただし、例外として該機械語命令における通常時退避動
作が行われていない場合は、通常時退避動作の実行後に
処理を中断する。そして、割り込み処理のための制御情
報(割り込みベクタ等を含む)を実行部40に与えると
もに、割り込みアクノリッジを割り込み制御部5に出力
する。
【0027】割り込みアクノリッジを受けた割り込み制
御部5は、割り込み要求を行った外部の装置に対し、入
出力制御部1を介して割り込みが受付られたことを知ら
せる。
【0028】一方、割り込み処理の制御情報を受けた実
行部40は、割り込みベクタに基づき所定の割り込み処
理を実行し、割り込み処理実行後に退避用レジスタ群4
1に退避した値をプログラムカウンタ、レジスタに復帰
させる。そして、割り込み処理要求により中断した機械
語命令を最初のシーケンスから再実行することによりプ
ログラムを再開する。
【0029】このように、プログラム実行時において、
機械語命令の最初のシーケンスで必ず実行中に変化する
可能性のあるレジスタ及びプログラムカウンタの値を退
避用レジスタ群41の退避しているため、通常時退避動
作後であれば、いかなる時に割り込み要求が生じても直
ちに割り込み処理を実行して、割り込み処理実行後に該
機械語命令を最初のシーケンスから再実行することがで
きる。また、通常退避動作が実行されるのは機械語命令
の最初のマイクロシーケンスであるため、割り込み要求
時に通常時退避動作が行われていない可能性は極めて低
い、仮に通常時退避動作が実行されていない場合に割り
込み要求があっても、待ち時間は1つのマイクロ命令の
実行に要する時間程度で済む。
【0030】したがって、本実施例のマイクロコンピュ
ータ11は、優先的に実行すべき割り込み要求に対して
、ほぼリアルタイムに割り込み処理を行うことができる
ため、割り込み要求に対するアルタイム応答性が従来に
比べ飛躍的に向上する効果がある。
【0031】また、通常時退避動作用(及び割り込み処
理後の復帰動作用)に、実行部40の内部に専用の退避
用レジスタ群41を設けたため、通常時退避動作及び割
り込み後の復帰動作を高速に行うことができる。
【0032】なお、この実施例では通常時退避動作用に
専用の退避用レジスタ群41を設けたが、必ずしも通常
時退避動作用に専用記憶部を設けることなく、従来の割
り込み処理時に行った退避・復帰動作のように、外部の
メモリを利用してレジスタ及びプログラムカウンタの値
の退避・復帰動作を実行するように構成することもでき
る。
【0033】この場合、マイクロコンピュータの各構成
部が従来と同じまま、割り込み要求に対するリアルタイ
ム応答性を向上させることができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載のマ
イクロコンピュータによれば、通常時退避手段により通
常時退避動作が行われることにより、1単位の命令実行
毎に、最初のマイクロシーケンスで、該命令の実行中に
変化する可能性のあるレジスタ及びプログラムカウンタ
の値が一時的に所定の記憶部に退避される。
【0035】一方、割り込み処理手段は、命令実行中に
優先的に実行すべき割り込み要求を受けると、該命令が
通常時退避動作実行後であれば直ちに、通常時退避動作
実行以前であれば通常時退避動作実行後直ちに、該命令
の実行を中断する。
【0036】このため、実行中の命令が通常時退避動作
実行後であれば、割り込み要求のタイミングにかかわら
ず、直ちに割り込み処理を実行することができる。また
、通常退避動作が実行されるのは命令の最初のマイクロ
シーケンスであるため、割り込み要求時に通常時退避動
作が行われていない可能性は極めて低い、仮に通常時退
避動作が実行されていない場合でも、待ち時間は1つの
マイクロ命令の実行に要する時間程度で済む。
【0037】したがって、請求項1記載のマイクロコン
ピュータは、割り込み要求があればほぼリアルタイムに
割り込み処理を実行し、該命令の最初のマイクロシーケ
ンスから再実行が行えるため、割り込み要求に対するリ
アルタイム応答性が飛躍的に向上する効果がある。
【0038】さらに請求項2記載のマイクロコンピュー
タによれば、上記所定の記憶部として専用のレジスタを
設けているため、通常時退避動作及び割り込み後復帰動
作の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例であるマイクロプログラム
制御方式のマイクロコンピュータの構成を示すブロック
図である。
【図2】従来のマイクロプログラム制御方式のマイクロ
コンピュータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1    入出力制御部 2    命令フェッチ部 3    命令デコード部 5    割り込み制御部 6    マイクロロム制御部 40  実行部 41  退避用レジスタ群 61  マイクロロム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  各々が少なくとも1つのマイクロ命令
    からなる複数の命令を順次実行し、かつ割り込み処理可
    能なマイクロプログラム制御方式のマイクロコンピュー
    タであって、1単位の命令実行毎に、最初のマイクロシ
    ーケンスで、該命令の実行中に変化する可能性のあるレ
    ジスタ及びプログラムカウンタの値を一時的に所定の記
    憶部に退避する通常時退避動作を行う通常時退避手段と
    、命令実行中に優先的に実行すべき割り込み要求を受け
    ると、該命令が前記通常時退避動作実行後であれば直ち
    に、前記通常時退避動作実行以前であれば前記通常時退
    避動作実行後直ちに、該命令の実行を中断して割り込み
    処理を実行し、割り込み処理の実行後、前記所定の記憶
    部に退避させた値を前記レジスタ及び前記プログラムカ
    ウンタに復帰させる割り込み後復帰動作を行い、最初の
    マイクロシーケンスから該命令の実行を再開する割り込
    み処理手段とを備えたマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】  前記所定の記憶部として専用のレジス
    タを設けたことを特徴とする請求項1記載のマイクロコ
    ンピュータ。
JP2307891A 1991-02-18 1991-02-18 マイクロコンピュータ Pending JPH04288625A (ja)

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JP2307891A JPH04288625A (ja) 1991-02-18 1991-02-18 マイクロコンピュータ

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