JPH0447335A - 電子計算機 - 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］ この発明は１例えば人工衛星、宇宙船、宇宙基地等に搭
載される計算機に関するものである。

［従来の技術］ 従来の電子計算機は大別して２つのタイプに分類される
。第３図は第１のタイプであるＲＡＭ主体の電子計算機
の典型的構成（例えば＋　ｏ、　Ｊ、　Ｔｈｅｉｓ、”
５ｐａｃｅｃ　ｒａ　ｒ　ｔ−Ｃｏｍｐｕｔ　ｅｒｓ　
：Ｓｔ　ａ　ｔｅ−ｏｆ　−ｔｈｅ−ＡｒｔＳｕｒｖｅ
ｙ。

ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　ｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ、
　ｐｐ、　８５−９７．　Ａｐｒ、　１９８３）を示す
ブロック図であり１図において（］）は中央処理装置（
以降、　ＣＰＵと略）、　（２）は読み出し専用メモリ
（以降、　ＲＯＭと略）、　（３）は読み書き可能メモ
リ（以降Ｒｕと略）、（４）Ｉｔババスデータバス、ア
ドレスバス及び制御バスから成る）、　（５）はＩ？Ａ
Ｍ及び一部１１０ｉ１１に収納される搭載プログラム、
（６）はＲＡＭ上のワークエリア（スタックエリアを含
む）、　（２２）はＲＡＭ上のスペアエリアである。図
には示していないが、これ以外にＩ１０インタフェース
、電源、クロック（外部クロックを使用する場合もある
）、　ＤＭＡコントローラ、割り込み処理回路、セーフ
ティ回路等が付加される場合が多いが、ここでは本発明
に直接関係しないので省略する。

第４図は従来の電子計算機の第２のタイプであるＲＯＭ
主体の電子計算機の典型的構成（例えば、中用他「人工
衛星搭載用計算機（ＯＢＣ）の開発」　第２７回宇宙科
学技術連合講演会、昭５８）を示すブロック図であり７
図において（１）はＣＰＵ、　（２）はＲＯＭ、　（３
）はＲＡＭ、　（４）はバス、（５）はＲＯＭに収納さ
れた搭載プログラム、　（６）はＲＡＭ上のワークエリ
ア（スタックエリアを含む）、　（２０）はＲＡＭ上の
スペアエリアである。

次にこれらの電子計算機の動作を説明する。

ＲＯＭ（２）またはＲＡＭ（３）に収納された搭載プロ
グラムはＣＰＵ　（］）によりバス（４）を介して逐次
読み出され、解読、処理されて電子計算機に要求されて
いる入出力データ処理、制御計算、故障検知等の諸機能
を果たす。このとき、可変パラメータや中間データの収
納場所、スタック待避場所としてＲＡＭ上のワークエリ
ア（６）がｃｐｏ　（１）の制御の下で適宜使用される
。

［発明が解決しようとする課題１ 従来の電子計算機のうち第１のタイプのＲＡＭ主体の計
算機は地上からの指令によってＲＡＭ上に収納されてい
る搭載プログラムを軌道上において書き換えたりスペア
エリアを使って搭載プログラムにバッチを当てたりする
。いわゆる軌道上再プログラムが可能であった。従って
、軌道上で不具合が発生した場合等に柔軟に対処するこ
とが可能であった。その反面、現在宇宙用のＲＡＭとし
て使用されている半導体素子の多くが放射線に対して脆
弱であり、軌道上においてビットステータスが反転する
いわゆるシングルイベントエラーをしばしば発生すると
いう大きな欠点を有していた。そのため放射線のシール
ド対策が必要となるが、完全な防止は不可能であるため
、このタイプの電子計算機の多くはクリティカルなプロ
グラムや７＜ラメータをより安全なＲＯＭに収納してエ
ラー発生時には一時的にＲＯＭ上のプログラムを使用し
て安全なモードに退避した上、　ＲＡＭにプログラムを
再ロードする等の処置が施されていた。しかし、この間
。

時的ではあるがミツシアンを停止することが避けられな
かった。このような不具合を回避する方策として、エラ
ーコレクシコンコード（ＥＣＣ）を使用する方法もある
が、メモリ及び処理回路が増加するという難点があった
。

一方、第２のタイプであるＲＯＭ主体の電子計算機では
、　ＲＯＭのビット反転に必要なエネルギーレベルがＲ
ＡＭに比べてはるかに高いため放射線によるシングルイ
ベントエラーは問題にならず、この点で信頼性が高いの
が特徴であった。しかし、搭載プログラムがすべてＲＯ
Ｍに書かれているため軌道上再プログラムは一般に不可
能であり、軌道上での予期しない不具合の発生等に対し
て柔軟に対応できないという欠点があった。

この発明は従来の電子計算機における上記のような問題
点を解消するためになされたもので、従来のＲＯＭ主体
の電子計算機が有する放射線に対する高い信頼性と、Ｒ
ＡＭ主体の電子計算機が有する軌道上再プログラム機能
によるシステムの柔軟性とを併せ持った電子計算機を、
特別なハードウェアを追加することなく得ることを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電子計算機は、　ＲＯＭ上に、スケジュ
ーラプログラムと処理テーブルのサブルーチンプログラ
ムの先頭アドレスデータをロードするプログラム（以降
、処理テーブルロードプログラムと略）とコマンドプロ
グラムとサブルーチンプログラム群を格納することので
きるメモリエリアを備え、　ＲＡＭ上に、サブルーチン
プログラムの処理開始アドレスと前記サブルーチンの処
理終了後の戻り先アドレスを定義する処理テーブルデー
タを格納することのできるメモリエリア（以降、処理テ
ーブルエリアと略）と、前記コマンドプログラムによっ
てロードされるサブルーチンプログラム群を格納するこ
とのできるメモリエリア（以降、再プログラムエリアと
略）を備えたものである。

［作用］ この発明における電子計算機は、搭載されたプログラム
に不具合が発生した時、地上局からのコマント等によっ
て処理テーブルデータのサブル−チンプログラムの処理
開始アドレスデータを書き換えることにより搭載プログ
ラムの処理を変更したり、軌道上で変更する必要と思わ
れる搭載プログラムを再プログラムエリア上に格納し、
かつ、処理テーブルデータを書き換えることにより軌道
上再プログラムを可能とする。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。第１
図において（１）はＣＰＵ、　（２）はＲＯＭ、　（３
）はＲＡＩＩ（４）はバス、（５）はＲＯＭ（２）上の
搭載プログラム、（６）はＲＡＭ（３）上のワークエリ
乙（７）はＲＡＭ（３）上の処理テーブルエリア、（８
）はＲＡＭ（３）上の再プログラムエリ乙（９）はＲＯ
Ｍ（２）上の搭載プログラム（５）の中のスケジューラ
プログラム、　（１０）はＲＯＭ（２）上の搭載プログ
ラム（５）の中のコマンドプログラム、　（１１）はＲ
ＯＭ（２）上の搭載プログラム（５）の中の処理テーブ
ルロードプログラム、　（１２）はＩｉＯＭ（２）上の
搭載プログラム（５）の中のサブルーチンプログラム群
である。

処理テーブルエリア（７）はサブルーチンプログラムの
処理開始アドレスデータと前記サブルーチンの処理終了
後のリターンアドレスが１つの集合（以降、ユニットと
略）となったテーブルが複数個格納される。

次にこの実施例の動作を説明する。

ＲＯＭ（２）に収納されたプログラムはＣＰＵ（］）に
よりバス（４）を介して逐次読み出され、解読、処理さ
れる。ＲＡＭ（３）上のワークエリア（６）は、可変ノ
でリターンや中間データとしてＣＰｔ１の制御の下で使
用される。処理テーブルロードプログラム（１■）は、
　ＲＡＩＩ（３）上の処理テーブルエリア（７）のサブ
ルーチンプログラムの処理開始アドレスデータエリアに
処理テーブルデータの初期値をロードする。

スケジューラプログラム（９）は、順々に上記処理テー
ブルデータのユニットを番号で呼び出す。

ユニットが呼び出されると、マイクロプログラムは、前
記呼び出されたユニットのサブルーチンの処理終了後の
戻り先アドレスエリアにスケジューラプログラム（９）
上の前記ユニットを呼び出す処理の次の処理に相当する
アドレスを書き込み。

次に、前記ユニットのサブルーチンプログラムの処理開
始アドレスデータに従ってプログラムカウンタを操作し
プログラムの処理をする。

サブルーチンプログラムの処理が終了すると。

前記ユニットのサブルーチンの処理終了後の戻り先アド
レスデータに従ってプログラムカウンタを操作し処理が
スケジューラプログラム（９）に移る。

コマンドプログラム（１０）は搭載プログラム（５）の
処理中で必要と判断された時に、地上局からのデータを
ＲＡＭ（３）上に書き込む処理等をする。

第２図は、上記実施例における搭載プログラムが実行を
開始してから、再プログラムエリア（８）上の再プログ
ラムの処理を開始する手順を詳細に説明したフローチャ
ートである。図において、（３）（５）〜（１２）は第
１図と同じものを示す。

図において、搭載プログラム（５）の実行が開始（１３
）した後、処理テーブルロードプログラム（１１）の処
理が開始される。処理テーブルロードプログラム（１１
）はＲＡＭ（３）上の処理テーブルエリア（７）のサブ
ルーチンプログラムの処理開始アドレスエリアにデータ
をロードし処理テーブルデータを初期化をする。

次にスケジューラプログラム（９）の処理力（実施され
る。スケジューラプログラム（９）は前記処理テーブル
ロードプログラム（１１）の処理によって初期化された
処理テーブルエリア（７）データのユニット（１４）を
番号で順々に呼び出す。

例えばスケジューラプログラム（９）がユニ・ノド（１
，４ａ）を呼び出した時、マイクロプログラムは、ユニ
ット（１４ａ）のサブルーチンの処理終了後の戻り先ア
ドレスエリア（１５ａ）にスケジューラプログラム（９
）上のユニッ）　（１４ａ）を呼び出す処理の次の処理
に相当するアドレスを書き込み１次にユニット（１４ａ
）のサブルーチンプログラムの処理開始アドレスデータ
（１６ａ）を読み込み、制御を前記サブルーチンプログ
ラムの処理開始アドレスデータ　（＋６ａ）によって示
されたサブルーチンプログラム（１２ａ）に移す（矢印
（１７ａ））。サブルーチンプログラム（１２ａ）の処
理が終了すると、マイクロプログラムはユニット（１４
ｇ）のサブルーチンの処理終了後のＬり先アドレスデー
タ（＋５ａ）を読み込み、制御はスろジューラブログラ
ム（９）に移る（矢印（１ｙｂ）ｌ。

以上のようにして処理テーブルエリア（７）の；ニット
（１４）のサブルーチンプログラムの処ＥＩＭ［アドレ
スデータ（１６）によって示されたサブルーチンプログ
ラム（１２）の処理を実現させることによって搭載プロ
グラムの実行が順次行われる。

次に地上とのデータ交信を行うコマンドブロクラム（１
０）の処理が実施され、１ステ、プにおけるすべての搭
載プログラムの処理が終了（１８）する。

このときコマンドプログラム（１ｏ）によっテ再プログ
ラムデータが再プログラムエリア（８）に書き込まれ、
同様にコマンドプログラム（１ｏ）によって処理テーブ
ルエリア（７）の必要とされるユニット（１４ｂ）のサ
ブルーチンプログラムの処理開始アドレスデータ（１６
ｂ）を再プログラムエリア（８）上の再プログラムの処
理開始アドレスに書き換えられると、スケジューラプロ
グラム（９）はそのユニットを呼び出した時は制御を再
プログラム（１９）に移す１矢印（＋７ｅ）ｌ。

再プログラム（１９）の処理の最後は制御をユニット（
＋４ｂ）のサブルーチンの処理終了後の戻り先アドレス
（１５ｂ）を読み込み、制御はスケジューラプログラム
（９）に移り処理が継続される（矢印（１７ｄ））。

また、再プログラム（Ｉ９）中の処理によってユニット
（＋４ｂ）のサブルーチンの処理終了後の戻り先アドレ
ス（１５ｂ）を書き換えることによって、再プログラム
（１９）の処理終了後の戻り先を変更することができる
。

以上のようにして搭載プログラムの実行が順次行われ、
処理テーブルエリア（７）上のデータや、再プログラム
エリア（８）上のデータを書き換えることにより軌道上
の再プログラムが実現される。

すべての搭載プログラムの処理が終了（Ｉ８）すると再
びＣＰＵ（１）の制御の下で適当なタイミングで一連の
搭載プログラムの実行が開始される。

なお、上記実施例により達成される軌道上再プログラム
機能は、軌道上だけでなく地上試験において診断プログ
ラムの挿入等の目的に使用することができ、試験の効率
向上、試験の質の向上等に大きな効果が期待できる。

「発明の効果］ 以上のように、この発明によれば電子計算機において処
理テーブルデータエリアと再プログラムエリアを有し、
コマンドプログラムをＲＯＭ上に格納し、搭載プログラ
ムに異常が発生した時、処理テーブルエリア及び再プロ
グラムエ１７７上にデータを書き込むことによって軌道
上前プログラムガ可能となる。

又、この発明によれば各ユニットにサブルーチンの処理
終了後の戻り先アドレスエリアがあり２従来のサブルー
チンコール命令のようにスタックエリアを持たない。こ
のため、再プログラムする際にスタックポインタを考慮
する必要がなく、スタックオーバーやスタックポインタ
の操作によるエラーが解消され２柔軟な再プログラムが
できる第１図はこの発明の一実施例による電子計算機を
示す構成図、第２図はこの発明の一実施例による動作の
詳細を示すフローチャート、第３図及び第４図は従来の
電子計算機の代表的な２つのタイプを示す構成図である
。

第１図におイテ（＋）はＣＰＵ、　　（２）ハｌ？ＯＭ
、　　（３）はＲＡＭ（４）はバス、（５）は搭載プロ
グラム、（６）はワークエリア、（７）は処理テーブル
エリア、（８）は再プログラムエリア、　（９）はスケ
ジューラプログラム、　　（１０）はコマンドプログラ
ム、　（１１）は処理テーブルロードプログラム、　（
１２）はサブルーチンプログラム（Ｉ４）はユニット、
　（１５）はサブルーチンの処理終了後の戻り先アドレ
ス、　（１Ｂ）はサブルーチンプログラムの処理開始ア
ドレスデータ、　（１９）は再プログラム、　（２０）
はスペアエリアである。

なお２同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理の制御をする中央処理装置と、データの読み
   出し専用メモリと、データの読み書き可能メモリによっ
   て構成される電子計算機において、データの読み書き可
   能メモリの中に、サブルーチンプログラムの処理開始ア
   ドレスと前記サブルーチンの処理終了後の戻り先アドレ
   スを格納する処理テーブルエリアと、サブルーチンプロ
   グラム群を格納することのできるメモリエリアを有し、
   上記データの読み出し専用メモリの中に、スケジューラ
   プログラムと処理テーブルデータロードプログラムとコ
   マンドプログラムとサブルーチンプログラム群を格納す
   ることのできるメモリエリアを備えた電子計算機。
2. （２）データの読み書き可能メモリの中に三重系の処理
   テーブルデータを格納することのできるメモリエリアを
   備えた特許請求第（１）項記載の電子計算機。