JPH05210512A

JPH05210512A - プロセッサ

Info

Publication number: JPH05210512A
Application number: JP4281954A
Authority: JP
Inventors: Sanehiro Takiguchi; 修弘滝口; Soichi Kawasaki; 壮一川崎; Yasuo Yamada; 泰生山田; Akiyoshi Kanuma; 安喜良加沼; Toshiyuki Yaguchi; 俊行矢口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-10-21
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1993-08-20
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP3539984B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、割込み処理において使用できる
レジスタに制限を受けることなく、多重割込みを可能に
するとともに割込み処理に対する高速な応答性を達成し
得るプロセッサを提供することを目的とする。【構成】この発明は、プログラムの実行に係る特定の
情報を保持する専用レジスタ（６，７，８）と、プログ
ラムの実行に係る不特定の情報を保持する汎用レジスタ
（３）と、現在使用中のバンクを示す情報を保持する第
１のレジスタ（４）と、戻りバンクを示す情報を保持す
る第２のレジスタ（５）と、前記第２のレジスタと前記
専用レジスタ及び汎用レジスタに保持されたそれぞれの
情報が、外部バスを介することなく転送されるバンクを
複数セット備えたバンクメモリ（２）とから構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバンク構造を有するプロ
セッサに関し、特に多重割込みに対応可能なプロセッサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、マイクロプロセッサのＣＰＵ（中
央演算装置）中の汎用レジスタは、半導体チップの大き
さなどによって使用数の制限を受けている。そのため、
バンク構造と呼ばれる構造を持ったマイクロプロセッサ
がある。

【０００３】バンクとは、汎用レジスタ（プログラム内
でおもに演算に用いる）の集まりである。一般に汎用レ
ジスタを格納する場合は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）の領域を、ある決められた大きさで区切られたス
ペース（バンクＲＡＭと呼ぶ）に格納する。バンクを切
り換えることによって、いくつかのバンクＲＡＭの中か
ら１つのバンクＲＡＭを選択して、汎用レジスタの格納
や読み出しをすることができる。

【０００４】従来のマイクロプロセッサのうちで、バン
ク構造を持つものにおいては、バンクを切り換えること
により、汎用レジスタを多数持っていることと同等にな
る。例えば図９に示すように、マイクロプロセッサが、
１つのバンクにある汎用レジスタ１０１を４レジスタと
し、２５６バンク持っていれば、４×２５６＝１０２４
個のレジスタを持っているのと同等になる。

【０００５】バンクを複数持っている場合には、そのバ
ンクの番号を示すバンクポインタというレジスタが存在
する。そのレジスタの値を変更することにより、他のバ
ンクに格納している内容を現在使用できる汎用レジスタ
として取り扱うことができる。

【０００６】従来のバンク構造を持っているマイクロプ
ロセッサシステムにおいては、割込みが発生したときに
使用していたバンク番号の退避先として、１）スタック
メモリ上、２）汎用レジスタ上が考えられている。両者
とも、割込みルーチンでバンクの切り換えが行われて
も、割込みルーチンが終わった後にそれぞれの退避先か
ら割込み前のバンク番号を読んでくるので、そのバンク
番号を見ることによって元のバンクに戻ることができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】バンク構造を持ってい
るマイクロプロセッサシステムのうち、割込みが発生し
たときに使用していたバンク番号をスタックメモリに退
避するものは、マイクロプロセッサの外部バスに接続さ
れた低速のスタックメモリへの書き込み（割込みが発生
したとき）、及び読み出し（割込みの処理から戻ると
き）を行う必要があり、時間がかかる。

【０００８】一方、バンク構造を持っているマイクロプ
ロセッサシステムのうち、割込みが発生してバンクを切
り換えたときに、使用していたバンクのバンク番号をバ
ンク切り換え後の汎用レジスタに退避するものは、上記
のスタックメモリに退避する場合に比べて、外部バスへ
の低速なアクセスがないので、戻り情報となるバンク番
号の読み書きが速い。

【０００９】しかし、バンク切り換え後の汎用レジスタ
を使って割込み処理を行うときには、戻り情報の入って
いる汎用レジスタを使用することができず、割込み処理
で使用できる汎用レジスタに制限ができてしまう。も
し、その汎用レジスタを使いたい場合には、スタックメ
モリなどに戻りバンク番号を退避しなければならなくな
る。このため、最初からスタックメモリに退避する方式
よりも遅くなる。

【００１０】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、割込み処理に
おいて使用できるレジスタに制限を受けることなく、多
重割込みを可能にするとともに割込み処理に対する高速
な応答性を達成し得るプロセッサを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、プログラムの実行に係る特定の情報を
保持する専用レジスタと、プログラムの実行に係る不特
定の情報を保持する汎用レジスタと、現在使用中のバン
クを示す情報と、戻りバンクを示す情報と、前記専用レ
ジスタ及び汎用レジスタに保持されている情報が、外部
バスを介することなく転送されるバンクを複数セット備
えたバンクメモリとから構成される。

【００１２】

【作用】上記構成において、この発明は、実行されるそ
れぞれの処理毎に、その処理で使用する専用レジスタと
汎用レジスタ及びその処理の前に実行されて未終了の処
理に対応したバンクの位置を示す情報を、それぞれ対応
したバンクに外部バスを介することなく転送して保持す
るようにしている。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。

【００１４】図１はこの発明の第１の特徴の一実施例に
係るプロセッサの要部構成を示す図である。

【００１５】図１は、半導体チップ全体のうち、本発明
にかかわるＣＰＵコア１のバンクメモリ２の部分を抽出
拡大した図である。本来、半導体チップは、ＣＰＵ１や
バンクメモリ２の他にシステムバスを通じて内蔵ＲＯＭ
（図示せず）、タイマー（図示せず）やバスコントロー
ラ（図示せず）などを搭載している。これらの要素の間
では、システムバスを介してデータの受け渡しが行われ
る。チップ外とのデータの受け渡しは、さらにバスコン
トローラを介して行われる。内蔵ＲＯＭには、ユーザが
作成したプログラムの命令語が格納されている。内蔵Ｒ
ＯＭはまた別のチップで実現してもよく、その場合は、
バスコントローラを介してシステムバスによってＣＰＵ
１とデータの受け渡しを行う。本明細書では、このシス
テムバスを外部バス、即ちＣＰＵからみて外部という意
味で使用する。一方、本発明の特徴は、バンク切替の
際、汎用レジスタ３の内容をバンクメモリ２へ、ＣＰＵ
１とバンクメモリ２を結ぶ専用バスを介して退避／復帰
を行うので、通常のデータの受け渡しを高速に行うこと
ができる。

【００１６】図１において、プロセッサは、ＣＰＵ１と
バンクメモリ２を備えている。ＣＰＵ１は、１６ビット
長の汎用レジスタＲＷ０〜ＲＷ１５からなる汎用レジス
タ群３と、カレントバンクポインタ（ＣＢＰ）４、プレ
ビアスバンクポインタ（ＰＢＰ）５、プログラムカウン
タ（ＰＣ）６、ユーザスタックポインタ（ＵＳＰ）７、
プロセッサステータスワード（ＰＳＷ）８、及び図示し
ていないが割込みスタックポインタ（ＩＳＰ）、特殊ス
タックポインタ（ＥＳＰ）、コンディションコード（Ｃ
Ｃ）等の専用レジスタ群を備えている。

【００１７】カレントバンクポインタ（ＣＢＰ）４は、
現在使用中のバンクの位置を示したレジスタである。プ
レビアスバンクポインタ（ＰＢＰ）５は、現在使用中の
バンクから、現在使用中のバンクを用いて実行される処
理が終了した後に戻るべきバンクとなる戻りバンクの位
置を示したレジスタである。ただし、ＰＢＰ５の値が
“０”ならば、スタックメモリに戻るべきバンクの位置
の情報が存在していることを示す。プログラムカウンタ
（ＰＣ）６は、プログラムの命令語が入っているメモリ
領域のアドレスを示すレジスタであり、プログラムが動
作していると、値が変化する。

【００１８】割込みスタックポインタ（ＩＳＰ）は割込
みから戻ってくる時のＰＣ６、ＰＳＷ８、ＰＢＰ５、Ｕ
ＳＰ７の値が格納されているメモリ領域のアドレスを示
すレジスタである。ユーザスタックポインタ（ＵＳＰ）
とはユーザプログラムのサブルーチンから戻ってくる時
のＰＣ６、ＰＳＷ８、ＰＢＰ５の値が格納されているメ
モリ領域のアドレスを示すレジスタである。特殊スタッ
クポインタ（ＥＳＰ）は、システムコールから戻ってく
る時のＰＣ６、ＰＳＷ８、ＰＢＰ５、ＵＳＰの値が格納
されているメモリ領域のアドレスを示すレジスタであ
る。コンディションコード（ＣＣ）は、演算結果の状態
を示すフラグを格納しているレジスタである。プロセッ
サステータスワード（ＰＳＷ）８は、マイクロプロセッ
サの状態を示すレジスタである。

【００１９】コンディションコードＣＣは図２に示すよ
うに、キャリーフラグＣ２１（演算の結果、最上位ビッ
トから桁上げが発生したり、ボローが発生した場合に１
がセットされる）、オーバフローフラグＶ２２（演算の
結果、オーバフローが発生したときに１がセットされ
る）、ゼロフラグＺ２３（演算の結果がゼロの時に１が
セットされる）、サインフラグＳ２４（演算結果の最上
位ビットの値をコピーする）から構成される。

【００２０】また、ＰＳＷ８は図３に示すように、タス
クモードＴＭ３１（スタックポインタの指定）、バンク
サイズ（ＢＳ）３２（現在使用中のバンクのサイズ）、
遅延割込みの指定（ＤＩ）３３、特権モードの指定（Ｒ
Ｇ）３４、シングルステップ動作の指定（ＳＳ）３５、
割込み許可（ＥＩ）３６、割込みマスク（ＩＭ）３７、
コンディションコード（ＣＣ）２１〜２４の内容等の情
報が格納されている。図１に戻って、バンクメモリ２
は、プロセッサに内蔵されたＲＡＭ内に設けられてい
る。バンクメモリ２は、例えばバンク１〜バンク２５６
を備え、バンクｉ（ｉ＝１〜２５６）は４つの単位バン
クからなり４ワードの大きさを有している。このような
バンクメモリ２において、例えば汎用レジスタ群３は連
続したバンクに割り付けられ、ＰＣ６、ＰＢＰ５、ＰＳ
Ｗ８、ＵＳＰ７からなる専用レジスタは１つのバンクに
割り付けられる。また、以下に説明する実施例にあって
は、図４に示すように、１バンクが４個のレジスタから
なる連続した４つのバンクのレジスタ群Ｒ０〜Ｒ１５に
汎用レジスタ３を割り付け、ＰＣ６、ＰＢＰ５、ＰＳＷ
８、ＵＳＰ７からなる専用レジスタを１つのバンクの連
続した４つの単位バンクに割り付ける。このようにして
割り付けられるバンクと専用レジスタ群及び汎用レジス
タ群３とは、外部バスを介することなく高バンド幅でデ
ータ転送が行なわれるように接続構成されている。

【００２１】このような構成において、任意の時間にお
いてあるバンクを使用していたが、割込みが発生したこ
とによって割り込みルーチン（割込みの処理をするため
のプログラム）へ行き、バンクを切り換えた。その時
に、そのまま割込みルーチンへ行ったのでは、どこのバ
ンクへ戻るかわからなくなるので、ＰＢＰ５を用意して
割込みルーチンでの処理が終了したときに使用するバン
クの位置（以下、戻りバンク番号とする）がわかるよう
にする。

【００２２】また、同時にＣＢＰ４を用意しておいて、
現在使用中のバンクの位置がわかるようにし、さらにバ
ンク切り換えが発生したときにＣＢＰ４の内容をＰＢＰ
５にロードすることにより戻りバンク番号を保存する。
バンクを戻すときは、ＰＢＰ５の値をＣＢＰ４にロード
する。

【００２３】プログラム実行時に使用しているレジスタ
は、汎用レジスタ、ＰＣ６、ＩＳＰ、ＵＳＰ７、ＥＳ
Ｐ、ＣＢＰ４、ＰＢＰ５、ＣＣ、ＰＳＷ８がある。

【００２４】バンクＲＡＭには図４に示した汎用レジス
タ群３、ＰＣ６、ＵＳＰ７、ＰＳＷ８、ＰＢＰ５を退避
するための領域（バンクエリア）が確保され、各バンク
に割り当てられる大きさが、それぞれ等しくなるように
区切られている。ＰＢＰ５、ＰＣ６、ＵＳＰ７、ＰＳＷ
８を退避するために１バンク、これらの専用レジスタを
用いた処理で使用している汎用レジスタ（４，８，１
２，１６のいずれかのレジスタ数でそれぞれの処理内容
によって異なる）を退避するために、それぞれのレジス
タ数に対応した１から４バンクが必要になる。

【００２５】一方、サブルーチンに切り換えたときは、
切り換えられたルーチンはＰＢＰ５、ＰＣ６、ＵＳＰ
７、ＰＳＷ８をスタックメモリ（後入れ先出し記憶装
置）（図示せず）に退避させる。

【００２６】バンクを切り換える場合は、主に割込み処
理と、サブルーチンコールと、システムコールによるも
のにわけられる。

【００２７】割込み処理によってバンクを切り換える場
合には、まず割込み条件が成立して割込みが発生する
と，割込み要求信号を割込み制御回路に出力する。制御
回路は同時に受けた割込みの中で、優先度のいちばん高
いものをプロセッサに出力する。プロセッサは、発生し
た割込みが現在行なっている処理に比べて優先度が高
く、かつ割込みが許可されていれば、割込みを受け付
け、割込み制御回路に許可信号を出力する。

【００２８】ただし、チップ外部からのノンマスカブル
割込みは割込みの許可、不許可にかかわらず、現在行な
っている処理に比べて優先度が高ければ割込みを受け付
け、許可信号を出力する。

【００２９】割込み制御回路は許可信号を受けて、その
割込み要求元に対応するベクタを発生し、そのベクタか
らマイクロプロセッサが割込み処理のスタートアドレス
を計算してその値をＰＣ６に書き込む。

【００３０】割込み処理の開始時にスタートアドレスに
書いてある１ワードを読み込んで参照する。該１ワード
にはバンクを切り換えるか否かという情報と切り替える
バンク番号とがプログラムによって設定されている。該
１ワードを割込みモードワードと呼ぶ。

【００３１】バンクを切り換えるときは、現バンクの内
容（汎用レジスタ群３、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７、
ＰＢＰ５）をバンクＲＡＭに退避し、ＣＢＰ４の内容を
ＰＢＰ５にロードし、ＣＢＰ４には割込み処理で使用す
るバンク番号を格納する。このバンク番号で指定された
バンクＲＡＭから汎用レジスタをロードして、バンクを
切り換え、割込み処理を開始する。

【００３２】次に、サブルーチンコールによってバンク
を切り換える場合には、ユーザのプログラム中でＣＡＬ
Ｌ命令によってサブルーチンが呼び出される。ＵＳＰ７
が示すスタックメモリに現在使用しているバンクのＰＣ
６、ＰＢＰ５を退避し、スタックメモリに退避させたの
でＰＢＰを“０”にし、ＣＢＰ４はそのままにする。次
に、ＣＡＬＬ命令で指定されたアドレスをＰＣ６に書き
込み、サブルーチンの処理を開始する。

【００３３】サブルーチンではバンクを切り換えないの
で、バンクを切り換えるときには、プログラムのＣＨＧ
ＢＫ命令（バンク切り換え命令）で行なう。そして、汎
用レジスタのみをバンクＲＡＭに退避し、ＣＢＰ４に新
しいバンク番号を書き込む。バンクを変えたがＰＢＰ５
は操作しない。バンクを切り換える際に、バンクを１か
ら３ずらせば、パラメータ受け渡し、結果受け取りが可
能になる。一方、４以上ずらすと、全く重なりの無いバ
ンク切り換えになる。

【００３４】次に、システムコールによってバンクを切
り換える場合には、システムコール（ソフトウェア割込
み）はノンマスカブル割込みなので、割込みの許可、不
許可にかかわらず、割込みを受け付ける。割込み制御回
路によってその割込み処理に対応するベクタを発生し、
そのベクタから割込み処理のスタートアドレスを計算す
る。それと同時に、割り込まれた処理で使用していたＰ
Ｃ６、ＰＢＰ５、ＰＳＷ８をスタックメモリに書き込
み、スタックメモリに書き込んだためにＰＢＰに“０”
をセットする。

【００３５】次に、計算されたスタートアドレスをＰＣ
６に書き込む。システムコールでは、通常の割込みの処
理のように自動的にバンクを切り換えないので、プログ
ラムでバンクの切り換えを行なう。バンクの切り換え
は、ＣＨＧＢＫ命令（バンク切り換え命令）で行なう。

【００３６】まず、汎用レジスタのみをバンクＲＡＭに
退避し、ＣＢＰ４に新しいバンク番号を書き込む。ＰＢ
Ｐ５は操作しない。そして、システムコールの処理を行
なう。また、サブルーチンコールと同様、バンクを１か
ら３ずらせば、パラメータ受け渡し、結果受け取りが可
能になる。

【００３７】次に、割込みによるバンク切り換えから回
復する場合には、割込みの処理が終了し、ＲＥＴＩ命令
（割込みからのリターン命令）によって元のバンクへ回
復する。ＣＢＰ４にＰＢＰ５の内容をロードして、ＣＢ
Ｐ４が示すバンクＲＡＭから汎用レジスタ３、ＰＣ６、
ＰＢＰ５、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７をロードする。これによ
り、元のバンクへ回復できる。

【００３８】ただし、次回に同じ割込みが入ったときに
続きを実行した時など、割込み処理で使用した汎用レジ
スタなどの内容を保存する必要がある場合には、戻る前
にその内容をバンクＲＡＭに書き戻す命令をプログラム
で行なう。

【００３９】次に、サブルーチンコールによるバンク切
り換えから回復する場合には、サブルーチンコールの処
理が終了し、プログラムのＣＨＧＢＫ命令（バンク切り
換え命令）によってサブルーチン中の元のバンクへ戻
す。ＣＢＰ４にプログラムで切り換える前のＣＢＰ４の
値を書き込み、ＣＢＰ４が示すバンクＲＡＭから汎用レ
ジスタ３のみをロードする。これにより、元のバンクへ
回復できる。

【００４０】次に、ＲＥＴ命令（サブルーチンからの戻
り命令）によって元のルーチンへ回復する。ＰＢＰ５が
“０”なので、ＵＳＰ７が示すスタックメモリからＰＣ
６、ＰＢＰ５をロードする。その際に、バンクの重なり
を１から３に設定すれば、結果の受け渡しが可能であ
る。

【００４１】次に、システムコールによるバンク切り換
えから回復する場合には、システムコールの処理が終了
し、ＣＨＧＢＫ命令（バンク戻し命令）によって元のバ
ンクへ回復する。ＣＢＰ４にプログラムで切り換える前
のＣＢＰ４の値を書き込み、ＣＢＰ４が示すバンクＲＡ
Ｍから汎用レジスタ３のみをロードする。これにより、
元のバンクへ回復できる。ＲＥＴＩ（割込みルーチンか
らの戻り命令）命令によって元のルーチンへ回復する。
ＰＢＰ５が“０”なので、ＵＳＰ７が示すスタックメモ
リからＰＣ６、ＰＢＰ５、ＰＳＷ８をロードする。そし
て、元のルーチンへ戻ることができる。

【００４２】また、サブルーチンコールや、システムコ
ールによってバンクを切り換える場合には、切り換えた
レジスタバンクにパラメータを受け渡すことができるこ
とは上述した通りである。バンクを切り換える際にレジ
スタバンクを重ねてバンク番号を設定すると、汎用レジ
スタに入っているパラメータを受け渡すことが可能にな
る。

【００４３】すなわち、汎用レジスタ同志が重なった部
分の間でパラメータの受け渡しを行うことができる。こ
のため、スタックメモリなどを介さずに直接行えるの
で、時間が短縮される。ただし、受け渡しは、元のレジ
スタバンクのレジスタ番号と新しいバンクのレジスタ番
号が異なることになる。

【００４４】次に、図５及び図６を用いてバンク切り換
えの一実施例を説明する。

【００４５】図５はバンクの一使用例を示す図であり、
図６はバンク切り換え時の処理の流れを示す図である。

【００４６】ここで、システムコール１はバンクを切り
換えず、サブルーチン２はシステムコール２とする。ま
た、使用中のＰＢＰ５が“０”の時は、ＰＣ６、ＰＢＰ
５、ＰＳＷ８がスタックに退避していることを示す。

【００４７】まずはじめに、メインルーチンが実行され
ている。この時には、ＣＢＰ４には使用しているバンク
の番号の１５、ＰＢＰ５には初期化されて“０”が入っ
ている。ＰＣ６、ＰＢＰ５、ＵＳＰ７、ＰＳＷ８を格納
するバンクはバンク１５、汎用レジスタ３を格納するバ
ンクＲＡＭはバンク１６から１９を使用している。

【００４８】次に、サブルーチン１がコールされると、
今まで使用していたバンクのＰＣ６、ＰＢＰ５をスタッ
クメモリに退避し、スタックメモリに退避したのでＰＢ
Ｐに“０”をセットする。サブルーチンコール命令によ
って指定されたプログラム番地をＰＣ６にセットする。
プログラムによって使用するバンクを１５から１２へ切
り換える。使用していた汎用レジスタ３の内容をバンク
１６から１９に退避する。ＣＢＰ４に１２をセットし、
汎用レジスタにバンク１３から１６までの値をロードす
る。先のメインルーチンで使用していたバンク１６のＲ
０からＲ３までのレジスタを、サブルーチン１のＲ１２
からＲ１５へ直接パラメータを受け渡すことが出来る。

【００４９】次に、割込みルーチン１が発生すると、ル
ーチン１の開始時に予めプログラムで設定済みのスター
トアドレスにある１ワードを読んで、割込みルーチン１
で使用するバンク番号と大きさを読み込む。これと同時
に、サブルーチン１の汎用レジスタはバンク１３から１
６、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７、ＰＢＰ５はバンク１
２へ退避し、ＣＢＰ４の内容の１２をＰＢＰ５にロード
する。

【００５０】ＰＣ６に割込みルーチン１に対応するスタ
ートアドレスを書き込み、ＣＢＰ４には割込みルーチン
１で使用するバンク番号の１を入れて、バンクを切り換
える。バンク２とバンク３から汎用レジスタをロードし
て使用する。

【００５１】次に、割込みルーチン２が発生すると、割
込みルーチン１の場合と同様に、ルーチンの始めに予め
プログラムで設定済みのスタートアドレスにある１ワー
ドを読んで、割込みルーチン２で使用するバンク番号と
大きさを読み込む。それと同時に、割込みルーチン１の
汎用レジスタはバンク２から３、ＰＣ６、ＰＳＷ８、Ｕ
ＳＰ７、ＰＢＰ５はバンク１へ退避し、ＣＢＰ４の内容
の１をＰＢＰ５にロードする。

【００５２】ＰＣ６に割込みルーチン２に対応するスタ
ートアドレスを書き込み、ＣＢＰ４には割込みルーチン
２で使用するバンク番号の８を入れて、バンクを切り換
える。汎用レジスタをバンク９からロードして使用す
る。

【００５３】次に、割込みルーチン２の処理が終了する
と、割込みルーチン２からのリターン命令が発生し、Ｃ
ＢＰ４にＰＢＰ５の値の１をロードする。バンク１から
ＰＣ６、ＰＢＰ＝１２、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７をロード
し、バンク２とバンク３から汎用レジスタをロードし、
元のバンクへ回復する。そして、割込みルーチン１の処
理の続きを行なう。

【００５４】次に、割込みルーチン１の処理が終了する
と、割込みルーチン１からのリターン命令が発生し、割
込みルーチン２の処理が終了したのと同様に、ＣＢＰ４
にＰＢＰ５の値の１２をロードする。バンク１２からＰ
Ｃ６、ＰＢＰ＝０、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７をロードし、バ
ンク１３からバンク１６までを汎用レジスタにロード
し、元のバンク１２へ回復する。そして、サブルーチン
１の処理の続きを行なう。

【００５５】次に、サブルーチン１の処理の途中で、シ
ステムコール２が発生して、これを受け付けると、サブ
ルーチン１で使用していたＰＣ６、ＰＳＷ８、ＰＢＰ＝
０をスタックメモリに退避する。次に、そのソフトウェ
ア割込みルーチンに対応するスタートアドレスをＰＣ６
に書き込む。

【００５６】ソフトウェア割込みは自動的にバンクを切
り換えないので、ＣＢＰ４の値は１２で変わらない。ス
タックメモリに退避したので、ＰＢＰには“０”をセッ
トする。プログラムでバンクを切り換えて、ＣＢＰ＝１
０にする。汎用レジスタをバンク１１とバンク１２から
ロードして使用する。

【００５７】次に、システムコール２の処理の途中で、
割込みルーチン３が発生すると、割込みルーチン２の場
合と同様に、ルーチンの始めに予めプログラムで設定済
みのスタートアドレスにある１ワードを読んで、割込み
ルーチン３で使用するバンク番号と大きさを読み込む。
それと同時に、システムコール２の汎用レジスタはバン
ク１１から１２、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７、ＰＢＰ
＝０はバンク１０へ退避し、ＣＢＰ４の内容の１０をＰ
ＢＰ５にロードする。

【００５８】ＰＣ６には割込みルーチンに対応するスタ
ートアドレスを書き込み、ＣＢＰには割込みルーチン３
で使用するバンク番号の４を入れて、バンクを切り換え
る。汎用レジスタはバンク５から７をロードして使用す
る。

【００５９】次に、割込みルーチン３の処理中にシステ
ムコール１が発生して、これを受け付けると、割込みル
ーチン３で使用していたＰＣ６、ＰＳＷ８、ＰＢＰ＝１
０をスタックメモリに退避する。次に、そのソフトウェ
ア割込みルーチンに対応するスタートアドレスをＰＣ６
に書き込む。

【００６０】ソフトウェア割込みは自動的にバンクを切
り換えないので、ＣＢＰ４の値は変わらない。スタック
メモリに退避したので、ＰＢＰは“０”をセットする。
システムコール１はバンク切り換えを行わないので、Ｃ
ＢＰ＝４のままとなり、汎用レジスタはそのままバンク
５から７を使用する。

【００６１】次に、システムコール１の処理が終了する
と、割込みからの復帰命令によって割込みルーチン３に
戻る。ＰＢＰは“０”なので、スタックメモリから割込
みルーチン３で使用していたＰＣ６、ＰＳＷ８、ＰＢＰ
＝１０をロードする。バンクは切り換えていないので、
ＣＢＰ４の値は４で変わらず、汎用レジスタはそのまま
バンク５から７を使用し、割込みルーチン３の処理を再
開する。

【００６２】次に、割込みルーチン３の処理が終了する
と、割込みルーチン３からのリターン命令が発生し、Ｃ
ＢＰ４にＰＢＰ５の値の１０をロードする。バンク１０
からＰＣ６、ＰＢＰ＝０、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７をロード
し、バンク１１とバンク１２から汎用レジスタをロード
し、元のバンク１０へ回復する。そして、システムコー
ル２の続きを行なう。

【００６３】次に、システムコール２の処理が終了する
と、プログラムのバンク切り換え命令によってＣＢＰへ
１２をロードして、バンク１２へ回復させる。ＰＢＰ＝
０なので、スタックメモリからＰＣ６、ＰＢＰ＝０、Ｐ
ＳＷ８をロードする。汎用レジスタにバンク１３からバ
ンク１６までをロードし、再びサブルーチン１の処理を
行なう。

【００６４】次に、サブルーチン１の処理が終了する
と、プログラムによってＣＢＰ４に１５をロードし、バ
ンクを戻す。ＰＢＰ＝０なので、スタックメモリからＰ
Ｃ６、ＰＢＰ＝０をロードする。汎用レジスタにバンク
１６からバンク１９までをロードし、メインルーチンの
続きを再開する。

【００６５】なお、ＣＢＰの示す値と、ＰＢＰの示す値
の両方を保持するレジスタを設けるようにしてもよい。
このように、本発明では、戻りバンク番号のアクセスの
際に、低速な外部バスを介してスタックメモリにアクセ
スしないですむので、割込みに対して高速な応答性を持
つことができる。

【００６６】また、ＰＣやＰＳＷ等の専用レジスタを複
数セット設けることなく、多重割込みに対応することが
可能となり、かつ、高速な割込み応答／復帰が可能とな
る。さらに、戻りバンク番号を保持しているレジスタの
値によって、戻りバンク番号を格納する場所の選択がで
きるので、高速な応答を必要としない割込みの際の戻り
バンク番号を外部のスタックメモリに置くこともでき、
内部にあるバンクのＲＡＭを効率的に使うことができ
る。例えば割込み１が応答しているときに、同一の汎用
レジスタを利用する割込み２が発生した場合、割込み２
で使用するＰＣ、ＰＳＷをバンクに書き込んでしまうの
で、割込み１で使用していたＰＣ、ＰＳＷをスタックメ
モリに退避することができ、また、スタックメモリに置
くことによってバンクメモリを節約することもできる。

【００６７】次に、本発明の第２の特徴に係る実施例を
説明する。この実施例の特徴は、前述した実施例のＰＢ
Ｐを持つことのかわりに、戻りバンク番号を格納するた
めに１バンク使用することにある。

【００６８】ここで、１バンクは、図４に示すようにレ
ジスタが４個から構成され、連続する１から４バンクを
汎用レジスタとして使用し、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ
７を退避するために１バンク使用する。

【００６９】任意の時間においてあるバンクを使用して
いたが、割込みが発生したことによって割り込みルーチ
ン（割込みの処理をするためのプログラム）へ行き、バ
ンクを切り換えた。その時に、そのまま割込みルーチン
へ行ったのでは、どこのバンクへ戻るかわからなくなる
ので、バンクＲＡＭに戻りバンク番号を格納してわかる
ようにする。

【００７０】また、同時にＣＢＰ４を用意しておいて、
現在使用中のバンクの位置がわかるようにする。さらに
バンク切り換えが発生したとき、切り換えた先の戻りバ
ンク番号を格納するバンクＲＡＭにＣＢＰ４をロードす
ることにより終了後に戻るバンクの位置を保存する。逆
に、ＣＢＰ４にロードすれば、バンクを戻すことができ
る。

【００７１】一方、サブルーチンに切り換えたときは、
切り換えられたルーチンはＰＣ６、ＵＳＰ７、ＰＳＷ８
をスタックメモリ（後入れ先出し記憶装置）に退避させ
る。バンクを切り換える場合は、主に割込み処理と、サ
ブルーチンコールと、システムコールによるものにわけ
られる。

【００７２】割込み処理によってバンクを切り換える場
合には、まず割込み条件が成立して割込みが発生すると
割込み要求信号を割込み制御回路に出力する。制御回路
は同時に受けた割込みの中で、優先度のいちばん高いも
のをプロセッサに出力する。プロセッサは、発生した割
込みが現在行なっている処理に比べて優先度が高く、か
つ割込みが許可されていれば、割込みを受け付け、割込
み制御回路に許可信号を出力する。

【００７３】ただし、チップ外部からのノンマスカブル
割込みは割込みの許可、不許可にかかわらず、現在おこ
なっているルーチンに比べて優先度が高ければ割込みを
受け付け、許可信号を出力する。

【００７４】割込み制御回路は許可信号を受けて、その
割込み要求元に対応するベクタを発生し、そのベクタか
らマイクロプロセッサが割込みルーチンのスタートアド
レスを計算してその値をＰＣ６に書き込む。

【００７５】処理の始めにスタートアドレスに書いてあ
る１ワードを読んで、バンクを切り換えるか否かを選択
する。この１ワードはプログラムによって設定してお
く。

【００７６】バンクを切り換えるときは、現バンクの内
容（汎用レジスタ３、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７）を
バンクＲＡＭに退避し、ＣＢＰ４の内容を割込みルーチ
ンで使用するバンクに、戻りバンク番号としてロード
し、ＣＢＰ４には割込みルーチンで使用するバンク番号
を入れる。このバンク番号で指定されたバンクＲＡＭか
ら汎用レジスタ３をロードして、バンクを切り換え、割
込み処理を開始する。

【００７７】次に、サブルーチンコールによってバンク
を切り換える場合には、ユーザのプログラム中でＣＡＬ
Ｌ命令によってサブルーチンが呼び出される。ＵＳＰ７
が示すスタックメモリに現在使用しているバンクのＰＣ
６を退避し、スタックメモリに退避させたのでバンクに
ある戻りバンク番号を“０”にし、ＣＢＰ４はそのまま
にする。次に、ＣＡＬＬ命令で指定されたアドレスをＰ
Ｃ６に書き込み、サブルーチンの処理を開始する。

【００７８】プログラムでバンクを切り換えるときは、
ＣＨＧＢＫ命令（バンク切り換え命令）で行なう。汎用
レジスタのみをバンクＲＡＭに退避し、ＣＢＰ４に新し
いバンク番号を書き込む。バンクを変えたが、ＰＢＰ５
は操作しない。そして、ルーチンの処理を行なう。その
際に、バンクを１から３ずらせば、パラメータ受け渡
し、結果受け取りが可能になる。一方、４以上ずらす
と、全く重なりの無いバンク切り換えになる。

【００７９】次に、システムコールによってバンクを切
り換える場合には、システムコール（ソフトウェア割込
み）はノンマスカブル割込みなので、割込みの許可、不
許可にかかわらず、割込みを受け付ける。割込み制御回
路によってその割込みルーチンに対応するベクタを発生
し、そのベクタから割込みルーチンのスタートアドレス
を計算する。それと同時に、割り込まれたルーチンで使
用していたＰＣ６、ＰＳＷ８をスタックメモリに書き込
み、スタックメモリに書き込んだために戻りバンク番号
に０をセットする。

【００８０】次に、計算されたスタートアドレスをＰＣ
６に書き込む。システムコールでは、通常の割込みのル
ーチンのように自動的にバンクを切り換えないので、プ
ログラムでバンクの切り換えを行なう。バンクの切り換
えは、ＣＨＧＢＫ命令（バンク切り換え命令）で行な
う。まず、汎用レジスタのみをバンクＲＡＭに退避し、
ＣＢＰ４に新しいバンク番号を書き込む。ＰＢＰ５は操
作しない。そして、ルーチンの処理を行なう。また、サ
ブルーチンコールと同様、バンクを１から３ずらせば、
パラメータ受け渡し、結果受け取りが可能になる。

【００８１】次に、割込みによるバンク切り換えから回
復する場合には、割込みの処理が終了すると、ＲＥＴＩ
命令（割込みからのリターン命令）によって元のバンク
へ回復する。ＣＢＰ４へバンクにある戻りバンク番号の
内容をロードして、ＣＢＰ４が示すバンクＲＡＭから汎
用レジスタ３、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７をロードす
る。これにより、元のバンクへ回復できる。

【００８２】ただし、次回に同じ割込みが入ったときに
続きを実行したい時など、割込みルーチンで使用した汎
用レジスタなどの内容を保持する必要がある場合には、
戻る前にその内容をバンクＲＡＭに書き戻す命令をプロ
グラムで行なう。

【００８３】次に、サブルーチンコールによるバンク切
り換えから回復する場合には、サブルーチンコールの処
理が終了すると、プログラムのＣＨＧＢＫ命令（バンク
切り換え命令）によってサブルーチン中の元のバンクへ
戻す。ＣＢＰ４にプログラムで切り換える前のＣＢＰ４
の値を書き込み、ＣＢＰ４の示すバンクＲＡＭから汎用
レジスタのみをロードする。これにより、元のバンクへ
回復できる。

【００８４】次に、ＲＥＴ命令（サブルーチンからの戻
り命令）によって元のルーチンへ回復する。戻りバンク
番号が“０”なので、ＵＳＰ７が示すスタックメモリか
らＰＣ６をロードする。その際に、バンクの重なりを１
から３に設定すれば、結果の受け渡しが可能である。

【００８５】次に、システムコールによるバンク切り換
えから回復する場合には、システムコールの処理が終了
すると、ＣＨＧＢＫ命令（バンク戻し命令）によって元
のバンクへ回復する。ＣＢＰ４にプログラムで切り換え
る前のＣＢＰ４の値を書き込み、ＣＢＰ４の示すバンク
ＲＡＭから汎用レジスタのみをロードする。これによ
り、元のバンクへ回復できる。ＲＥＴＩ（割込みルーチ
ンからの戻り命令）命令によって元のルーチンへ回復す
る。戻りバンク番号が“０”なので、ＵＳＰ７が示すス
タックメモリからＰＣ６、ＰＳＷ８をロードする。そし
て、元のルーチンへ戻ることができる。

【００８６】次に、ＣＢＰ４が処理が終了後に使用すべ
きバンクの位置を示している値を格納しているバンクの
位置を指定した実施例を、図７及び図８を用いて説明す
る。図７はバンクの一使用例であり、図８はバンク切り
換え時の処理の流れを示す図である。

【００８７】ここで、システムコール１はバンクを切り
換えず、サブルーチン２はシステムコール２とする。ま
た、ＣＢＰ４から１を引いた値が指示するバンクに戻り
バンク番号を格納する。戻りバンク番号が“０”の時
は、ＰＣ６、ＰＳＷ８がスタックメモリに退避している
ことを示す。

【００８８】まずはじめに、メインルーチンが実行され
ている。この時には、ＣＢＰ４には使用しているバンク
の番号の１５、バンク１４にある戻りバンク番号には初
期化されて“０”が入っている。ＰＣ６、ＵＳＰ７、Ｐ
ＳＷ８を格納するバンクはバンク１５、汎用レジスタ３
を格納するバンクＲＡＭはバンク１６から１９を使用し
ている。

【００８９】次に、サブルーチン１がコールされると、
今まで使用していたバンクのＰＣ６、バンク１４にある
戻りバンク番号をスタックメモリに退避し、スタックメ
モリに退避したのでバンク１４にある戻りバンク番号に
“０”をセットする。サブルーチンコール命令によって
指定されたプログラム番地をＰＣ６にセットする。プロ
グラムによって使用するバンクを１５から１３へ切り換
える。使用していた汎用レジスタの内容をバンク１６か
ら１９に退避する。バンク１４にあった戻りバンク番号
の“０”をバンク１２にロードする。ＣＢＰに１３をセ
ットし、汎用レジスタにバンク１４から１６までの値を
ロードする。

【００９０】先のメインルーチンで使用していたバンク
１６のＲ０からＲ３までのレジスタを、サブルーチン１
のＲ８からＲ１１へ直接、パラメータを受け渡すことが
出来る。

【００９１】次に、割込みルーチン１が発生すると、ル
ーチン１の始めに予めプログラムで設定済みのスタート
アドレスにある１ワードを読んで、割込みルーチン１で
使用するバンク番号と大きさを読み込む。これと同時
に、サブルーチン１の汎用レジスタはバンク１４から１
６、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７はバンク１３へ退避
し、ＣＢＰ４の内容の１３をバンク１にある戻りバンク
番号にロードする。

【００９２】ＰＣ６に割込みルーチンに対応するスター
トアドレスを書き込み、ＣＢＰ４には割込みルーチン１
で使用するバンク番号の２を入れて、バンクを切り換え
る。バンク３から汎用レジスタをロードして使用する。

【００９３】次に、割込みルーチン２が発生すると、割
込みルーチン１の場合と同様に、ルーチンの始めに、予
めプログラムで設定済みのスタートアドレスにある１ワ
ードを読んで、割込みルーチン２で使用するバンク番号
と大きさを読み込む。これと同時に、割込みルーチン１
の汎用レジスタはバンク３、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ
７はバンク２へ退避し、ＣＢＰ４の内容の２をバンク８
にある戻りバンク番号にロードする。

【００９４】ＰＣ６に割込みルーチンに対応するスター
トアドレスを書き込み、ＣＢＰ４には割込みルーチン２
で使用するバンク番号の９を入れて、バンクを切り換え
る。汎用レジスタをバンク１０からロードして使用す
る。

【００９５】次に、割込みルーチン２の処理が終了する
と、割込みルーチン２からのリターン命令が発生し、Ｃ
ＢＰ４にバンク８にある戻りバンク番号の値の２をロー
ドする。バンク２からＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７をロ
ードし、バンク３から汎用レジスタをロードし、元のバ
ンクへ回復する。バンク１にある戻りバンク番号は１３
が入っている。そして、割込みルーチン１の処理の続き
を行なう。

【００９６】次に、割込みルーチン１の処理が終了する
と、割込みルーチン１からのリターン命令が発生し、割
込みルーチン１の処理が終了したのと同様に、ＣＢＰ４
にバンク１にある戻りバンク番号の値の１３をロードす
る。バンク１３からＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７をロー
ドし、バンク１４からバンク１６までを汎用レジスタに
ロードし、元のバンク１３へ回復する。バンク１２にあ
る戻りバンク番号は“０”が入っている。そして、サブ
ルーチン１の処理の続きを行なう。

【００９７】次に、サブルーチン１の処理の途中で、シ
ステムコール２が発生して、これを受け付けると、サブ
ルーチン１で使用していたＰＣ６、ＰＳＷ８、バンク１
２にある戻りバンク番号の値の“０”をスタックメモリ
に退避する。次に、そのソフトウェア割込みルーチンに
対応するスタートアドレスをＰＣ６に書き込む。

【００９８】ソフトウェア割込みは自動的にバンクを切
り換えないので、ＣＢＰ４の値は１３で変わらない。ス
タックメモリに退避したので、バンク１２にある戻りバ
ンク番号は“０”をセットする。プログラムでバンクを
切り換えて、ＣＢＰ４を１３から１２にする。バンク１
２にあった戻りバンク番号の“０”をバンク１１にロー
ドする。汎用レジスタをバンク１３からロードして使用
する。

【００９９】次に、システムコール２の処理の途中で、
割込みルーチン３が発生すると、割込みルーチン２の場
合と同様に、ルーチンの始めに予めプログラムで設定済
みのスタートアドレスにある１ワードを読んで、割込み
ルーチン３で使用するバンク番号と大きさを読み込む。
これと同時に、システムコール２の汎用レジスタはバン
ク１３、ＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７はバンク１２へ退
避し、ＣＢＰ４の内容の１２をバンク４にある戻りバン
ク番号にロードする。

【０１００】ＰＣ６には割込みルーチンに対応するスタ
ートアドレスを書き込み、ＣＢＰ４には割込みルーチン
３で使用するバンク番号の５を入れて、バンクを切り換
える。汎用レジスタはバンク６から７をロードして使用
する。

【０１０１】次に、割込みルーチン３の処理中にシステ
ムコール１が発生して、これを受け付けると、割込みル
ーチン３で使用していたＰＣ６、ＰＳＷ８、バンク４に
ある戻りバンク番号の１２をスタックメモリに退避す
る。次に、そのソフトウェア割込みルーチンに対応する
スタートアドレスをＰＣ６に書き込む。

【０１０２】ソフトウェア割込みは自動的にバンクを切
り換えないので、ＣＢＰ４の値は５で変わらない。スタ
ックメモリに退避したので、バンク４にある戻りバンク
番号は“０”をセットする。汎用レジスタはそのままバ
ンク６から７を使用する。

【０１０３】次に、システムコール１の処理が終了する
と、割込みからの復帰命令によって割込みルーチン３に
戻る。バンク４にある戻りバンク番号は“０”なので、
スタックメモリから割込みルーチン３で使用していたＰ
Ｃ６、ＰＳＷ８をロードし、バンク４に戻りバンク番号
の１２をロードする。バンクは切り換えていないので、
ＣＢＰ４の値は５で変わらず、汎用レジスタはそのまま
バンク６から７を使用し、割込みルーチン３の処理を再
開する。

【０１０４】次に、割込みルーチン３の処理が終了する
と、割込みルーチン３からのリターン命令が発生し、Ｃ
ＢＰ４にバンク４にある戻りバンク番号の値の１２をロ
ードする。バンク１２からＰＣ６、ＰＳＷ８、ＵＳＰ７
をロードし、バンク１３から汎用レジスタをロードし、
元のバンク１２へ回復する。バンク１１にある戻りバン
ク番号は“０”が入っている。そして、システムコール
２の続きを行なう。

【０１０５】次に、システムコール２の処理が終了する
と、プログラムのバンク切り換え命令によってＣＢＰを
１２から１３に変えて、バンク１３に戻す。バンク１１
にある戻り番号の“０”をバンク１２にロードする。バ
ンク１２にある戻りバンク番号は“０”なので、スタッ
クメモリからＰＣ６、ＰＳＷ８、バンク１２にある戻り
番号の“０”をバンク１２にロードする。汎用レジスタ
にバンク１４からバンク１６までをロードし、再びサブ
ルーチン１の処理を行なう。

【０１０６】次に、サブルーチン１の処理が終了する
と、プログラムによってＣＢＰ４を１３から１５に変
え、バンク１５に戻す。バンク１２にあった戻り番号の
“０”をバンク１４にロードする。バンク１４にある戻
りバンク番号は“０”なので、スタックメモリからＰＣ
６、バンク１４にある戻りバンク番号の“０”をバンク
１４にロードする。汎用レジスタにバンク１６からバン
ク１９までをロードし、メインルーチンの続きを再開す
る。

【０１０７】このように、ＰＢＰを設けずＰＢＰに格納
する内容を算出してバンクメモリに直接転送するように
しても、前述した実施例と同様の効果が得られる。ま
た、ＰＢＰ５のレジスタが不要となり、構成の簡略化を
図ることができる。

【０１０８】さらに、通常は、データの受け渡しはシス
テムバスを介して行われるが、本発明によれば、ＣＰＵ
コアとバンクメモリ２とがシステムバスとは別の専用バ
スで接続されている。そのため、バンク切り替えの際、
汎用レジスタ３及び専用レジスタの内容を該専用バスを
介してバンクメモリ２へ退避／復帰するので、高速なデ
ータの転送が実現できる。また、該専用バスの幅を広く
することによって（６４ビット、１２８ビツト）、さら
に高速なバンク切り替えが可能になる。

【０１０９】前記第２実施例をさらに効率良く動作させ
るため、以下第３実施例〜第５実施例を図１０〜図１２
に示す。

【０１１０】第１及び第２実施例に比して、第３〜第５
実施例では、ＰＣ６やＰＳＷ８などの専用レジスタを指
すポインタと汎用レジスタを指すポインタを別々にもつ
ことに特徴がある。

【０１１１】図１０Ａは本発明による第３実施例に基づ
くプロセッサの構成を示している。第３実施例では、新
たに、ＰＣ６及びＰＳＷ８を退避するバンクを指すＳＢ
Ｐ（スペシャルバンクポインタ）１０が備えられてい
る。図１０及び図１０Ｃを使って動作を説明する。ＣＢ
Ｐ４及びＳＢＰ１０は命令及び割込によって書き換えら
れる。命令で書き換える時は、ＣＢＰ４及びＳＢＰ１０
を同時に書き換えられる専用の命令が必要である。これ
をＣＣＢＰ（チェンジカレントバンクポインタ）命令と
名付ける。ＣＣＢＰ命令のオペランドとしてＣＢＰ４及
びＳＢＰ１０の２つが必要である。ＣＢＰ４とＳＢＰ１
０をＬＯＡＤ命令等で別々に書き換えこともできるが、
その場合には、ＣＢＰ４とＳＢＰ１０の両方を書き換え
るまで割込みは禁止にしなければならないので効率が悪
くなる。一方、割り込みで書き換える時は、割り込みテ
ーブル中の割り込みモードワードに新しいＣＢＰ４及び
ＳＢＰ１０の値を記述しておく。

【０１１２】次に、ず１０Ｃを使って、本実施例に於
て、汎用レジスタ３の本数を越えるレジスタを使用中に
割り込みが発生した時の動作を説明する。

【０１１３】ＣＢＰ４及びＳＢＰ１０の初期設定は、割
り込み時には割込みモードワードにより、そして命令に
よりタスクチェンジ時には、ＣＣＢＰ命令により行う。
割込み処理やタクス内に於て、汎用レジスタ３の本数を
越えるワークレジスタが必要になるとＬＯＡＤ命令でＣ
ＢＰ４を書き換えて汎用レジスタ３の内容を更新する。
さらに、ここで新たな割込みが発生した場合には、初
ず、汎用レジスタ３の内容をＣＢＰ４で指示されるバン
クに退避し、そしてＰＣ６Ｃ及びＰＳＷ８をＳＢＰ１０
で指示されるバンクに退避する。

【０１１４】図１１は本発明による第４実施例に基づく
プロセッサの構成を示している。

【０１１５】第４実施例では、レジスタのワーク領域の
ベース位置のバンクを指すＢＢＰ（ベースバンクポイン
タ）１２及び、割込みが発生するときにＰＣ６とＰＳＷ
８を退避するバンクメモリーと該ＢＢＰ１２との距離で
あるところの相対値を保持するＤＳＲ（ディスタントト
ゥペシャルレジスタ）１４を備えていることに特徴があ
る。図１１Ｂ及び図１１Ｃを使って第４実施例の動作を
説明する。ＣＢＰ４，ＢＢＰ１２及びＤＳＲ１４は命令
及び割込みで書き換えられる。命令で書き換える時は、
ＣＢＰ４，ＢＢＰ１２及びＤＳＲ１４は同時に書き換え
られる専用の命令が必要である。これをＣＢＢＰ（チェ
ンジベースバンクポインタ）命令と名付ける。Ｃ
ＢＢＰ命令のオペランドとしてＢＢＰ１２及びＤＳＲ１
４を指定しておき、ＣＢＰ４にはＢＢＰ１２と同じ値を
ロードする。一方、割り込みによって書き換える場合
は、割り込みテーブルの割込みモードワードに新しいＢ
ＢＰ１２およびＤＳＲの値を記述しておく。

【０１１６】次に、図１１Ｃを使って、本実施例に於
て、汎用レジスタ３の本数を越えるレジスタを使用中に
割込みが発生した時の動作を説明する。

【０１１７】ＢＢＰ１２，ＣＢＰ４及びＤＳＲ１４の初
期設定は、割込み時には割込みモードによって、また、
命令によるタスクチェンジの時にはＣＢＢＰ命令によっ
て行う。割込み時やタスク内に於て、汎用レジスタ３の
本数を越えるレジスタが必要になるとＬＯＡＤ命令でＣ
ＢＰ４を書き換えて汎用レジスタ３の内容を更新する。
さらに、ここで新たな割込みが発生した場合には、初
ず、汎用レジスタ３の内容をＣＢＰ４で指されるバンク
に退避し、そしてＰＣ６及びＰＳＷ８をＢＢＰ１２及び
ＤＳＲ１４で指されるバンクに退避する。その結果、第
４実施例では第３実施例に比してオペランドの長さを短
くできる利点がある。一方、レジスタの数は第４実施例
の方が多くなってしまい、またＰＣ６及びＰＳＷ８の退
避／復帰の際、ＢＢＰ１２及びＤＳＲ１４からの情報を
合わせて計算を行う分だけ余分に時間がかかる。

【０１１８】図１２に示す第５実施例では、第４実施例
に於けるＣＢＰ４の代わりにＢＢＰからＣＢＰ４までの
距離の情報を保持するＤＣＲ（ディスタント・トウ・Ｃ
ＢＰレジスタ）が設けられている。このような構成によ
って、第５実施例では、第３及び第４実施例よりもさら
にオペランドの長さを短くすることができる。また、第
５実施例ではレジスタの数は第４実施例に比して少なく
することができる。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、バン
クを切り換えた際に戻りバンクの位置を示す情報及び専
用レジスタと汎用レジスタの情報を外部バスを介するこ
となく転送して退避するバンクをバンクメモリに複数セ
ット設けるようにしたので、割込み処理等で使用できる
汎用レジスタに制限を受けることなく、割込み処理の応
答／復帰を高速に行なうことが可能となる。

【０１２０】また、退避領域を複数セット設けることに
よって多重割込みに対応することができる。

【０１２１】さらに、専用レジスタの内容を退避する領
域を選択するようにしたので、バンクメモリを効率的に
利用することができる。

【０１２２】さらに、ＰＣやＰＳＷなどの専用レジスタ
の内容を退避するバンクをタスクごとに指定でき、また
専用レジスタと汎用レジスタを指すポインタが別々に用
意されているので、バンクチェンジによる汎用レジスタ
の更新が高速に実行でき、また、タスク内やタスク間で
該バンクを共有できるため、バンクメモリの使用効率が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の特徴の一実施例に係るプロセ
ッサの要部構成を示す図である。

【図２】コンディションコードの一構成例を示す図であ
る

【図３】プロセッサステータスワードの一構成例を示す
図である。

【図４】バンクＲＡＭに格納するレジスタ群の構成を示
す図である。

【図５】この発明の第１の特徴に係る実施例のバンクの
使用例を示す図である。

【図６】図５に示すバンクの使用例におけるバンク切り
換え時の処理の流れを示す図である。

【図７】この発明の第２の特徴に係る実施例のバンクの
使用例を示す図である。

【図８】図７に示すバンクの使用例におけるバンク切り
換え時の処理の流れを示す図である。

【図９】従来のプロセッサにおけるバンク群の構成を示
す図である。

【図１０】この発明の第３の特徴に係る実施例のバンク
の使用例及び動作を示す図である。

【図１１】この発明の第４の特徴に係る実施例のバンク
の使用例及び動作を示す図である。

【図１２】この発明の第５の特徴に係る実施例のバンク
の使用例及び動作を示す図である。

【符号の説明】１ＣＰＵ２バンクメモリ３汎用レジスタ群４カレントバンクポインタ（ＣＢＰ）５プレビアスバンクポインタ（ＰＢＰ）６プログラムカウンタ（ＰＣ）７ユーザスタックポインタ（ＵＳＰ）８プロセッサステータスワード（ＰＳＷ）１０スペシャルバンクポインタ（ＳＢＰ）１２ベースバンクポインタ（ＢＢＰ）１４ディスタントトゥスペシャルレジスタ（ＤＳＲ）１６ディスタントトゥＣＢＰレジスタ（ＤＣＲ）

フロントページの続き (72)発明者加沼安喜良神奈川県川崎市幸区堀川町580番１号株式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者矢口俊行神奈川県川崎市幸区堀川町580番１号株式会社東芝半導体システム技術センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プログラムの実行に係る特定の情報を保
持する専用レジスタと、プログラムの実行に係る不特定の情報を保持する汎用レ
ジスタと、現在使用中のバンクを示す情報と、戻りバンクを示す情
報と、前記専用レジスタ及び汎用レジスタに保持されて
いる情報が、外部バスを介することなく転送されるバン
クを複数セット備えたバンクメモリとを有することを特
徴とするプロセッサ。
【請求項２】プログラムの実行に係る特定の情報を保
持する専用レジスタと、プログラムの実行に係る不特定の情報を保持する汎用レ
ジスタと、現在使用中のバンクを示す情報を保持する第１のレジス
タと、戻りバンクを示す情報を保持する第２のレジスタと、前記第２のレジスタと前記専用レジスタ及び汎用レジス
タに保持されたそれぞれの情報が、外部バスを介するこ
となく転送されるバンクを複数セット備えたバンクメモ
リとを有することを特徴とするプロセッサ。
【請求項３】プログラムの実行に係る特定の情報を保
持する専用レジスタと、プログラムの実行に係る不特定の情報を保持する汎用レ
ジスタと、現在使用中のバンクを示す情報を保持する第１のレジス
タと、戻りバンクを示す情報が外部バスを介することなく転送
される第１のバンクと、専用レジスタ及び汎用レジスタ
に保持されたそれぞれの情報が外部バスを介することな
く転送される第２のバンクとをそれぞれ複数セット備え
たバンクメモリと、前記第１のレジスタに保持された情報に基づいて前記第
１のバンクを示す情報を算出する算出手段とを有するこ
とを特徴とするプロセッサ。
【請求項４】プログラムの実行に係る特定の情報を保
持する専用レジスタと、プログラムの実行に係る不特定の情報を保持する汎用レ
ジスタと、現在使用中のバンクを示す情報を保持する第１のレジス
タと、現在実行中の処理が未終了で他の処理が開始される場合
に、前記第１のレジスタに保持されている現在使用中の
バンクを示す情報が転送され、この情報を戻りバンクを
示す情報として保持し、前記他の処理が終了した時に、
保持している情報が前記第１のレジスタに転送される第
２のレジスタと、現在実行中の処理が未終了で他の処理が開始される場合
に、前記第２のレジスタと専用レジスタ及び汎用レジス
タに保持されている情報が外部バスを介することなく転
送されて保持され、前記他の処理が終了した時に、保持
している情報が前記第２のレジスタと専用レジスタ及び
汎用レジスタに外部バスを介することなく転送されるバ
ンクを複数セット備えたバンクメモリとを有することを
特徴とするプロセッサ。
【請求項５】プログラムの実行に係る特定の情報を保
持する専用レジスタと、プログラムの実行に係る不特定の情報を保持する汎用レ
ジスタと、現在使用中のバンクを示す情報を保持する第１のレジス
タと、現在実行中の処理が未終了で他の処理が開始される場合
に、前記第１のレジスタに保持されている現在使用中の
バンクを示す情報が転送され、この情報を戻りバンクを
示す情報として保持し、前記他の処理が終了した時に、
保持している情報が前記第１のレジスタに転送される第
１のバンクと、現在実行中の処理が未終了で他の処理が
開始される場合に、前記専用レジスタ及び汎用レジスタ
に保持されている情報が外部バスを介することなく転送
されて保持され、前記他の処理が終了した時に、保持し
ている情報が前記専用レジスタ及び汎用レジスタに外部
バスを介することなく転送される第２のバンクとをそれ
ぞれ複数セット備えたバンクメモリと、前記第１のレジスタに保持された情報に基づいて前記第
１のバンクを示す情報を算出する算出手段とを有するこ
とを特徴とするプロセッサ。
【請求項６】戻りバンクを示す情報が特定の値である
場合には、前記戻りバンクを示す情報及び前記専用レジ
スタの情報がスタックメモリに転送されることを特徴と
する請求項１記載のプロセッサ。
【請求項７】前記第２のレジスタに保持された情報が
特定の値である場合には、前記第２のレジスタに保持さ
れた情報及び前記専用レジスタの情報がスタックメモリ
に転送されることを特徴とする請求項２又は４記載のプ
ロセッサ。
【請求項８】前記第１のバンクに保持された情報が特
定の値である場合には、前記第１のバンクに保持された
情報及び前記専用レジスタの情報がスタックメモリに転
送されることを特徴とする請求項３又は５記載のプロセ
ッサ。
【請求項９】前記バンク指示手段が、現在使用中のバ
ンクを示す情報を保持する第１レジスタと、プログラム
の命令語が入っているメモリ領域のアドレスを示す第３
レジスタと、プロセッサの状態を示す第４レジスタと、
前記第３レジスタ及び前記第４レジスタの内容を指す第
１ポインタと、を有することを特徴とする請求項１及び
請求項３に記載のプロセッサ。
【請求項１０】前記バンク指示手段が、現在使用中の
バンクを示す情報を保持する第１レジスタと、プログラ
ムの命令語が入っているメモリ領域のアドレスを示す第
３レジスタと、プロセッサの状態を示す第４レジスタ
と、ベースバンクのアドレスを指す第２ポインタと、該
第３ポインタと第３レジスタ及び第４レジスタの内容が
退避するバンクとの間の距離情報を保持する第５レジス
タと、を有することを特徴とする請求項１及び請求項３
に記載のプロセッサ。
【請求項１１】前記バンク指示手段が、プログラムの
命令語が入っているメモリ領域のアドレスを示す第３レ
ジスタと、プロセッサの状態を示す第４レジスタと、ベ
ースバンクのアドレスを指す第２ポインタと、第２ポイ
ンタと第１レジスタとの間の距離情報を保持する手段を
有することを特徴とする請求項１及び請求項３に記載の
プロセッサ。