JPH043226A - 演算処理装置 - 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〕 本発明は、同一アドレスの複数のパンクメモリに格納さ
れたサブルーチンプログラムを実行可能な演算処理装置
に関する。

〔従来の技術〕

プログラム命令を実行する演算処理装置、たとエハマイ
クロコンビーータではメモリに記憶されたプログラム命
令を１１ｍ１ｔ次に読出し、そのプログラム命令で規定
されている処理を実行する。この処理には、四則演算処
理の他、メモリへの情報の書き込／読出し処理１表示装
置や入出力インタフェースへの情報送信処理が広く知ら
れている。これら各装置と演算処理装置はシステムバス
により共通接続されている。各装置には使用可能なアド
レス範囲を予め割当て、演算処理装置がアドレス信号を
発生することにより情報の迷信／受信対象の装置を指定
している。システム全体で使用可能なアドレスはシステ
ムバス内のアドレスバスの信号線の個数（ビット！りに
より定まる、たとえば８ビツトデータを取扱うマイクロ
コンピュータではアドレスバスが１２ビツトであるため
、システムで使用可能なアドレス範囲は２〜２　の範囲
となる。

このように演算処理装置で取扱い可能なアドレス範囲に
制限があるために、バンク方式と呼ばれるメモリの読み
／′書き処理を行うことにより、上記アドレス範囲以上
の情報処理が可能となってきた。

バンク方式を用いた代表的な演算処理回路の構成を第４
図に示す。第４図において、中央演算処理装置（ＣＰＵ
）２１．　　システムメモリ２２．ワーキングメモリオ
、ｉピ憶制御回路鴎、バンクメモ１Ｊ２４Ａ〜２４Ｃが
バス接続されている。ＣＰＵ２１はシステムメモリ乙に
格納されているプログラム命令をｌ１ｌｉに読出し、プ
ログラム命令を実行する。プログラム命令か四則演算命
令の場合はそのｙｉ算結果をワーキングメモリおζこ記
憶し、外部出力命令に応じて、ワーキングメモリ乙から
演算結果を読出し外部出力する。第１メモ１Ｊ２４Ａ〜
第３メモ１Ｊ２４ｃには同一のメモリアドレスを割当て
おり、各メモリの選択（こはバンク番号と呼はれるメモ
リの識別斎号を使用する。記憶制御回路囚はＣＰ　Ｕ　
２１からバンク番号を受信すると、対応のメモリに対し
てチップセレクト（ｃ／ｓ）信号を発生し、そのメモリ
のみを動作可能状態（データバス上の信号をメモリセル
内に書き込む処理またはメモリセルの情報をデータバス
に出力する処理を実行可能な状態）に設定する。このよ
うに、バンク番号をアドレス番号と共に用いることで３
個分のメモリアドレスを１個分のメモリアドレスで節約
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、バンク方式を用いた演算処理回路では、
バンク用メモリをワーキングメモリとして用いる場合に
は問題がないのであるが、システムメモリの一部として
使用したい場合、バンクメモリ相互にアクセスする必要
があるプログラム。

たとえば、サブルーチンプログラムを格納できないとい
う不具合があった。

この点について詳しく説明する。

通常ＣＰＵはサブルーチン分割命令を検出した場合、サ
ブルーチン実行命令で指定されるステ、ブ（メモリの読
出しアドレス）へ移行する前に。

ＣＰＵ内部のレジスタ（スタックレジスタと呼はれる）
に、サブルーチンプログラム終了後の復帰先の読出しア
ドレスを記憶する。、シかしながら、バンクメモリのよ
うに複数のメモリが同一アドレスを有する場合、スタッ
クレジスタのアドレス情報だけでは復帰先のメモリをＣ
Ｐ　Ｕ自体は判別できない。そこで１本発明の目的はこ
のような不具合を解消し、既存のＣＰＵを用いてもバン
クメモリにＣＰＵの実行プログラムを格納し、演算処理
を間順なく実行できる演算処理装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕 このような目的を達成するために５本発明は。

同一アドレスを割当てた複数のバンクメモリを有し、当
該バンクメモリにはサブルーチンプログラムを記憶し、
その他のメモリにはメインプログラムを記憶したプログ
ラム記憶手段と。

前記メインプログラムの実行開始に際し、当該メインプ
ログラムのメモリの先頭アドレスから実行対象のプログ
ラム命令を読出し、前記サブルーチンプログラムの実行
開始又は終了に際しては外部装置により指定されたメモ
リの指示アドレスから実行対象の仄のプログラム命令を
読出す読出し手段と。

該読出し手段の読出しのプログラム命令の中でサブルー
チンプログラムの実行命令を検出するサブルーチン実行
命令検出手段と、 前記読出し手段の読出しのプログラム命令の中でサブル
ーチンプログラムの終了命令を検出するサブルーチン終
了命令検出手段と、復帰先情報記憶手段と、前記サブル
ーチン実行命令検出手段によりサブルーチン実行命令が
検出されたときには、現在、読出し手段が読出しを行っ
ているメモリおよびその復帰アドレスを示す復帰先情報
を前記復帰先情報記憶手段に書き込み、当該検出のサブ
ルーチン実行命令により現定されたメモリおよびその読
出し開始アドレスを前記読出し手段に対して指示する第
１制御手段と、前記サブルーチン終了命令検出手段によ
りサブルーチン終了館令か検出されたときには、前記怪
帰先悄釉記憶手段の復帰先情報の示すメモリおよびその
６ｍアドレスを前記読出し手段に対して指示する第２制
御手段とを具えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、サブルーチンプログラムの実行時には、サブ
ルーチンプログラム終了後の復帰メモリを示す情報を従
来の復帰アドレスＩこ刀０えて記憶しておくようにした
ので、バンクメモリのように共有アドレスを用いるメモ
リに対してもサブルーチンプログラムを格納することが
可能であり、ホス上のサブルーチンプログラム（すブル
ーチンプロダラム するプログラムンをバンクメ七りζこ格納してもサブル
ーチンプログラム終了後の復帰メモリか判る。

また、復帰メモリを示す情報を記憶するための手段は既
存の（？ＰＵを用いてソフトウェアの改造のみで達成で
きる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明実施例の是本構成を示す。

第１図において、プログラム記憶手段１００は、同一ア
ドレスを割肖でた複数のバンクメモリを有し、当該バン
クメモリにはサブルーチンプログラムを記憶し，その他
のメモリにはメインプログラムを記憶している。

読出し手段２００は前記メインプログラムの実行開始に
際し．当該メインプログラムのメモリの先頭アドレスか
ら実行対象のプログラム命令を読出し、前記サブルーチ
ンプログラムの実行開始又は終了に際しては外部装置に
より指定されたメモリの指定アドレスから実行対象の次
のプログラム命令を読出す。

サブルーチン実行命令検出手段３００は前記読出し手段
の読出しのプログラム命令の中からサブルーチンプログ
ラムの実行館令を検出する。

サブルーチン終了検出手段４００は前記読出し手段の読
出しのプログラム命令の中でサブルーチンプログラムの
終了命＠を検出する。

第１制御手段６００は、前記サブルーチン実行命令手段
によりサブルーチン実行命令が検出されたときには，境
在．読出し手段が胱出しを行っているメモリおよびその
復帰アドレスを示す復帰先情報を前記復帰先情報記憶手
段に書き込み，当該検出のサブルーチン実行命令により
規定されたメモリおよびその読出し開始アドレスを前記
読出し手段；こ対して指示する。

第２制御手段７００は前記サブルーチン終了命令検出手
段りこよりケブルーチン終了命令が検出されたときには
、前記復帰先情報記憶手段の復帰先情報の示すメモリお
よびその復帰アドレスを前記読出し手段に灼して指示す
る。

なお、演算処理回路の具体的な回路ダ成は第４図に示す
従来例とほぼ同様の構成とすることができるか、本実施
例ではシステムメモリηの中に後辺のディレクトリテー
ブル７を設けている点および、サブルーチンプログラム
の実行のために第３図の制御手順をＣＰＵ２１が実行す
る点が従来例とは異なる。

本実施例におけるアドレス空間の構成を第２図に示す。

第２図ζこ８いて、先頭アドレスからアドレスＡ１はメ
インツーログラムのアドレス傾城である。アドレスＡ１
〜Ａ２はバンクメモリ２４Ａ−２４Ｃ（第４図参照）に
対して割当てた共通アドレス領域である。

アドレスＡ２〜Ａ３はディレクトリテーブル７に割当て
たアドレス領域であり、ディレクトリチーフル７に本発
明に関わるサブルーチンプログラム終了後の復帰先アド
レスを格納する。

アドレス人３〜Ａ５は第３図に示す制御手順の中のサブ
ルーチン呼び出しプログラムの他、メインプログラム甲
で共通円に使用される使用プログラムを指示するための
アドレス領域である。アドレスＡ５以後は演算データの
指定アドレスとして用いられる。

このようなアドレスｌＩ＆において、システムメモリη
では先頭アドレス〜Ａｌ、アドレスＡ２〜Ａ５を便用し
、ワーキングメモするかアドレスＡ５−八〇を使用する
。

次に、サブルーチンの実行処理に際してＣＰＵ２１内実
行の本発明に関わる処理を第４図のフローチャートを参
熱して脱明する。このために、各バンクメモリ２４Ａ−
２ＡＣにはそれぞれ第１サブルーチンプログラム〜＠３
サブルーチンプログラムが格納されているものとする。

また、メインプログラムの中で第１サブルーチンプログ
ラムおよび第２サブルーチンプログラムの実行命令が記
載されており、さらに第２サブルーチンプログラムの中
で第３サブルーチンプログラムの実行命令が記載されて
いるものとする。

なお、本実施例ではバンク番号としてシステムメモリ乙
にｌｏｇ　、　ｇ　１メモリ〜第３メモリ２４Ａ〜２４
Ｃには１１１〜１３１を割当てる。

（１］メインプログラムの起動 不図示のキーホード入力装置からＣＰＵ２１　　に対し
てメインプログラムの起動命令が入力されると、ＣＰＵ
２］は第３図の制御手順を開始する。

すなわち、第３図において、ＣＰＵ２１はワーキングメ
モＩＪ　Ｚ３又はＣＰＵ２１内の内部レジスタに、読出
しバンクとしてバンク番号Ｉ０１．読出しアドレスとし
て先頭アドレスを設定記憶する。次に、指定されたバン
ク番号のメモリの指定アドレスからプログラム命令を読
出す。具体的にはＣＰＵ２１は設定されたアドレス信号
およびリード信号を発生し、指定のメモリ（システムメ
モリ２２）から出力されたデータバス上のプログラム命
令を内部レジスタに取り込む（ステップＳ　１０１１１
→Ｓ　１０１　）。この処理手順を実行するときのＣＰ
Ｕ２１は読出し手段として動作する。

次に、ＣＰＵ２１は読出しの命令内容を規定の各命令コ
ードと比較することにより、サブルーチン実行命令（た
とえばベーシック言語ではＧＯ８ＵＢ命令、フォートラ
ン言語ではＣＡＬＬ命令）を検出する（ステップＳ　１
０２　）。この比較判定処理を実行するときのＣＰＵ２
１がサブルーチン実行命令検田手段として動作する。

読出しの先頭プログラム命令がサブルーチン実行命令で
はないときは１次に、サブルーチンの終了命令であるか
否かの検出処理を行う。すなわち、読出しの命令コード
と終了命令コードが合致し、読出しのメモリがシステム
メモＩＪ　２２ではないことを検出したときに、読出し
のプログラム命令はサブルーチンの終了命令であると識
別する（ステ、ブＳ　１０３→Ｓ　１０４　）。このと
きのＣＰＵ２１はサブルーチン終了台金検出手段として
動作する。

なお、プログラム終了命令とサブルーチンの終了命令（
通常復帰（ＲＥＴＵＩ（Ｎ　）命令と呼ばれる）とが別
個に設けであるプログラム言語では、サブルーチンの終
了命令を検出すればよい。

また、読出しのプログラム命令がサブルーチン実行命令
や終了命令で無いと判定されたときは他の命令コードと
読出しのプログラム命令コードを比較することにより読
出しのプログラム命令コードの指示内接を識別した後、
この読出しのプログラム命令コードの指示する処理を実
行する（ステップＳ　１１０　）。次に、読出しアドレ
スを＋１１１シて次のプログラム命令を読出す。

本例の場合はシステムプログラム乙の第２１ｉ目のプロ
グラム命令が読出される（ステップ５１１１→５ＩＯＬ
）。

以下、サブルーチンの実行命令が検出されるまではステ
ップ８１０１″′−８ＩＯ３→Ｓ　１１０　、Ｓ１１１
→Ｓ　１０１　）のループ処理が繰り返され、システム
メモリｎにおけるメインプログラムのプログラム命令が
順次に読出され、実行される。

＋２１サブルーチンプログラムの実行 メインプログラム中の、たとえば第２サブルーチンプロ
グラムの実行命令が検出されると（ステップ８１０２）
、ＣＰＵ２１は現在設定されている読出しバンクの膏号
（’Ｏ’）を、サブルーチンプログラム終了後の復帰バ
ンク番号としてディレクトリテーブル７に記憶し１次に
、現在の読出しアドレスに１１′を加算したアドレスを
復帰アドレスとしてディレクトリテーブル７に書き込む
（ステ、ブ５１２１）。また、サブルーチンの第１回目
の実行であることを示すレベルカウンタを１１１に設定
する。本例ではサブルーチンプログラムを実行中ｌこ、
さらに別のサブルーチンプログラムを実行することが可
能であり、レベルカウンタはサブルーチンプログラムの
現在の実行回数を計数する。このレベルカウンタの示す
回数だけディレクトリテーブル７ｉこは復帰先情報が累
積的に記憶される。

続いて％　ＣＰＵ２１は読出しのプログラム命令の甲で
指示しているサブルーチンプログラムの名称に基き、デ
ィレクトリテーブル７内のアドレス変換表によりプログ
ラム格納バンク番号および開始アドレスを検索抽出する
（ステップＳ　Ｌ２２）。

次に抽出の結果に基き、プログラム命令の読出しバンク
を°Ｏ１から１２１に設定し％読出しアドレスを’ＡＩ
’（第２図参照）に設定した後、プログラム命令の読出
し処理を実行する（ステ、ブ５１２３→５１２１）。以
下、プログラム命令実行のための処理手順（ステップ５
１０１〜５１０３→５１１０〜Ｓ　１０１　）が繰り返
し実行され、サブプログラムの演算処理が行なわれる。

次に、第２サブルーチンプログラムの中の第３サブルー
チンプログラムの実行命令が（、’ＰＵ２１において検
出されると（ステップ５１０２）、上述と同様の手順が
繰り返され、ディレクトリテーブル７の第２査目の復帰
先情報として、現在のバンク番号１２１．およびその復
帰アドレスが言己憶された後、＠３サフ゛ル−チンプロ
グラムのための欣出しバンク番号１３１および読出しア
ドレス＃　Ａ　Ｉ　′が初期設定される（ステップ５１
２１〜５１２３）。

（３１サブル一チンプログラム冥行後の復帰処理ＣＰＵ
２１が第３サブルーチンプログラムのプログラム命令を
実行し、最後部に記載された終了命令を検出すると（ス
テップＳ　１０３　）、現在の読出しバンクがサブルー
チンプログラム用０）バンク番号に役足されていること
を確認した後、ブイレフｌ−ＩＪテーブルの復帰情報の
千の最後部の復帰情報Ｃζ基き、読出しバンク、読出し
アドレスを更新設定する（ステップ８１０４〜Ｓ　１０
６　）。

続いてレベルカウンタを１１″減算した後、最後部の復
帰情報を消去して、次回のプログラム命令の読出し処理
を行う（ステップ５１０７→５ＩＯＩ）。

この結果％第２サブルーチンプログラムの実行が栴開さ
れ、第２サブルーチンプログラムの終了命令により、Ｃ
ＰｔＪ２１の実行プログラムはシステムメモリ乙のメイ
ンプログラムへと戻る。

以下、メインプログラム中の終了命令によりメインプロ
グラムの実行が停止される２（ステップ５１０４）。

以上、説明したようｌこ、本実施例ではサブルーチンプ
ログラムの実行ｌこ先Ｘｌりて、０！帰先のアドレス情
報だけでなく、読出し対象のメモリの識別蒼号をも記憶
しておくので、バンク方式のメモリにサブルーチンプロ
グラムを格納しておくことが可能となる。

本実施例の他ｌこ次の例か挙げられる。

ｌ）本実施例ではサブルーチンプログラムを名称により
呼び田す例を示したが、プログラムのステップ番号で呼
び出す演算処理装置では、ステップ番号と読出し開始ア
ドレスの変換表をディレクトリテーブル７に設ける。

２）本実施例ではバンクメモリ’；ＭＡ−２４Ｃｊこそ
れぞれ１つすつサブルーチンプログラムを格納する例を
示したが、１以上のサブルーチンプログラムを格納して
もよいことは勿論である。

３）本実施例ではサブルーチンプログラムに対すＴａ１
ｌ帰後のアドレスをワークメモリｎに記憶しているが、
演算処理プロセッサが復帰アドレスを自動記憶する機部
を持っている場合は、復帰先のメモリ番号のみをワーク
メモＩＪ　Ｚ３に記憶させればよい。

４）ｆブルーチンプログラムを格納するためのバンクメ
モリを固定設置する必要はなく、増設することも可能で
あるっこの場合はディレクトリテーブルを書き換え可能
となし、増設後のサブルーチンプログラムの格納バンク
番号および格納アドレスをディレクトリテーブルｌこ追
加記憶する。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば、サブルーチンプ
ログラムをバンクメモリに記憶する０とができるので、
たとえば同一の長さのｎ個のサブルーチンプログラムを
記憶する場合、従来例よりも１／ｈのアドレスの割当て
に減少させることができるので、余ったアドレスを演算
処理用の一般データに割当てることができる。また、ノ
ットウェアの交換のみでハードウェアの改造を要しない
という新たな効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、第
２図は本発明実施例のアドレス仝間を示す説明図％第３
図は本発明実施例のＣＰＵの実行するプログラム命令の
処理手順を示すフローチャート、第４図は従来例の回路
構成を示すフロック図である。 ２］：ＣＰＵ、ηニジステムメモリ、 ２４Ａ−２４Ｃ：バンク用メモリ％２４：記憶制御回路
。 捉東仔−１つ回）駄王育へを丁、Ａ−７“Ｕ・７２図第
４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同一アドレスを割当てた複数のバンクメモリを有し、当
   該バンクメモリにはサブルーチンプログラムを記憶し、
   その他のメモリにはメインプログラムを記憶したプログ
   ラム記憶手段と、 前記メインプログラムの実行開始に際し、当該メインプ
   ログラムのメモリの先頭アドレスから実行対象のプログ
   ラム命令を読出し、前記サブルーチンプログラムの実行
   開始又は終了に際しては外部装置により指定されたメモ
   リの指定アドレスから実行対象の次のプログラム命令を
   読出す読出し手段と、 該読出し手段の読出しのプログラム命令の中でサブルー
   チンプログラムの実行命令を検出するサブルーチン実行
   命令検出手段と、 前記読出し手段の読出しのプログラム命令の中でサブル
   ーチンプログラムの終了命令を検出するサブルーチン終
   了命令検出手段と、 復帰先情報記憶手段と、 前記サブルーチン実行命令検出手段によりサブルーチン
   実行命令が検出されたときには、現在、読出し手段が読
   出しを行っているメモリおよびその復帰アドレスを示す
   復帰先情報を前記復帰先情報記憶手段に書き込み、当該
   検出のサブルーチン実行命令により規定されたメモリお
   よびその読出し開始アドレスを前記読出し手段に対して
   指示する第１制御手段と、 前記サブルーチン終了命令検出手段によりサブルーチン
   終了命令が検出されたときには、前記復帰先情報記憶手
   段の復帰先情報の示すメモリおよびその復帰アドレスを
   前記読出し手段に対して指示する第２制御手段と を具えたことを特徴とする演算処理装置。