JPH0554002A - Cpu間割込み制御装置 - Google Patents

Cpu間割込み制御装置

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JPH0554002A
JPH0554002A JP3217791A JP21779191A JPH0554002A JP H0554002 A JPH0554002 A JP H0554002A JP 3217791 A JP3217791 A JP 3217791A JP 21779191 A JP21779191 A JP 21779191A JP H0554002 A JPH0554002 A JP H0554002A
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JP
Japan
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interrupt
cpu
information
storage unit
register
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JP3217791A
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English (en)
Inventor
Hirobumi Nishigaki
寛文 西垣
Takahiko Tanji
能彦 丹治
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CPU間割込みの処理時間を短縮でき、割込
み処理を簡略化できる、複数CPU間の複数レベルでの
割込みが可能なCPU間割込み制御装置を提供する。 【構成】 割込みを受けるCPU側の各割込みレベルが
同一で各CPUからの割込みフラグを持つ割込み格納部
35と、前記割込み格納部35の情報と書込み情報とを
もとに格納情報を作成する割込み格納情報作成部34と
から構成された割込みレジスタ33を、割込みレベルの
夫々に対応するようにその対応数だけ備え、前記割込み
レジスタ33の割込み格納部35の情報をもとにCPU
に対して割込みの要求をレベル別に要求する割込み要求
部36を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工機用数値制御
装置などに利用されるもので、機器内で複数のCPUを
使用し、各CPU間の情報のやり取りの実行に割込みを
使用する構成における複数CPU間の割込み制御装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年マイクロコンピュータを使用した機
器においては、機器内の情報量の増加と処理の高速性が
要望されるようになり、複数のCPUを使用して各CP
Uに個別に特徴をもった機能を任せ、各CPU間で情報
のやり取りを行なわせて全体のシステムを構成する分散
型システムが増えてきている。
【0003】このような分散型システムのマイクロコン
ピュータを用いた機器において、各CPU間の情報のや
りとりを大量かつ高速に行うためのシステムとして、図
1に示すものが知られている。
【0004】図1に示す従来例は、各CPU5に対し設
けられた割込み制御装置が、割込みを発生させるための
割込み発生部9と、他のCPU5から発生された割込み
を受信するための割込み受信部10とを備えている。こ
の割込み受信部10は、図2に示すように、相手方のす
べてのCPU5の割込み発生に対応できるよう多数の割
込みフラグ16で構成される割込み受信レジスタ15
と、自らのCPU5に割込み要求を発生する割込み要求
部17とから構成されている。又前記割込み発生部9
は、相手方のすべてのCPU5の割込み受信に対応でき
るよう多数の各CPU別の割込み発生部を有し、図2に
示すように、各CPU別の割込み発生部とこれに対応す
る各割込みフラグ16とが1対1対応で、割込み要求線
13で接続されている。
【0005】しかしこの従来例によれば、CPU5間の
割込み通信を行なうCPU5の数が増えてくると、割込
み要求線13の数が幾何級数的に増大する。
【0006】すなわちCPU5の数をMとすると、割込
み要求線13の数Wは式(1)のように示される。
【0007】W=M×(M 1)・・・・・・(1) 図3の(a)にはCPU5の数が4個の場合を示してい
るが、この場合には割込み要求線13の数は12本とな
る。又図3の(b)にはCPU5の数が5個の場合を示
しているが、この場合には割込み要求線13の数は20
本となる。
【0008】上記の場合は割込みレベルを考慮しない場
合であったが、実際には割込みレベルを考慮しなければ
ならない場合の方が多く、N段階の割込みレベルが存在
する場合には、割込み要求線13の数Wは式(2)のよ
うに示される。
【0009】 W=N×M×(M 1)・・・・・・(2) 従って、例えばCPU5の数が4個、割込みレベルが7
段階である場合には、割込み要求線13の数が、84本
にもなってしまう。このように上記従来例は、CPU5
の数が増大すると割込み要求線13の数が極端に増大
し、特に、CPU5の増大に加え、割込みレベル数が大
きくなると、これに対応することが事実上不可能になる
という問題を有している。
【0010】このような問題点を解消した従来例とし
て、図4、図5に示す従来例がある。
【0011】この従来例は、割込む側のCPUが割込み
先のCPUのローカルバスの占有権を獲得し、割込み情
報を格納することでCPU間の割込みを行なうものであ
る。
【0012】図4に示すように各CPU21に対応し
て、バス制御部18、バッファ19、メモリ22、割込
み制御部23、I/O24、CPU間割込み制御装置2
5が設けられている。前記CPU間割込み制御装置25
は、図5に示すように、CPU毎に個別の割込みフラグ
の構成をとる割込み格納部30をもつ割込みレジスタ2
9と、割込み要求部31とから構成される。割込みレジ
スタ29の内部構造は表1に示すようになっている。表
2は割込みレジスタ29内の割込みフラングの状態遷移
表である。図6は割込みレジスタ29と割込み要求部3
1の回路構成の1例を示したものである。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】又図4、図5に示すように、各CPU21
のローカル上にある前記割込みレジスタ29に個別にア
クセスすることを管理する管理情報を格納する共通メモ
リ20を備えている。この共通メモリ20は割込みレジ
スタ用アクセス制御格納部32を有している。このアク
セス制御格納部32は、表3に示すように、各割込みレ
ジスタ29に対応するセマフォフラグを備えている。
【0016】
【表3】
【0017】次に上記従来例のCPU間の割込み動作を
説明する。各CPU21に付設されたCPU間割込み制
御装置25の割込みレジスタ29は、他のCPU21の
すべてに対応した割込みフラグを持っているため、各C
PU21からのアクセスが混在するおそれがある。この
ため、他のCPU21による割込み発生処理、自らのC
PU21による割込み受信処理における割込みレジスタ
29への読出し、書込みの一連のアクセスを保証する必
要があり、この保証のために、共通メモリ20上のアク
セス制御格納部32は、各CPU21の割込みレジスタ
29のアクセス権を個別に管理するために割込みレジス
タ29の数だけセマフォフラグを持つように構成され、
これによりアクセス権の制御を行なっている。
【0018】図7は上記アクセス権の制御を示すフロー
チャートである。割込みを要求するCPUは、共通メモ
リ20上の割込みレジスタ用アクセス制御格納部32に
アクセスし、相手方のCPUの割込みレジスタ29に対
応するセマフォフラグが“0”であるか否かを判定し、
これが“1”のときは他のCPUがアクセス権を獲得し
ているので、他のCPUのアクセス権の解放を待つ(ス
テップ#1)。これが“0”のときは前記対応するセマ
フォフラグに“1”を書込んでアクセス権を獲得し、こ
れを他のCPUに知らせる(ステップ#2)。そして対
応する割込みレジスタ29への一連の処理を行い(ステ
ップ#3)、その後直ちに前記セマフォフラグを“0”
にし、アクセス権を解放する(ステップ#4)。
【0019】図8は、i番目のCPU(CPU−i)か
らj番目のCPU(CPU−j)への割込みを行なう際
のフローチャートを示している。割込みを要求するCP
U−iは、先ず相手側のCPU−jの割込みレジスタ2
9に対応するセマフォフラグに対し、アクセス権制御の
フローに従ってアクセス権を獲得する(ステップ#1
1、#12)。次いでCPU−iがCPU−jのローカ
ルエリアにある割込みレジスタ29にアクセスし、その
内容を読出し、次いで自らのCPU−i用の割込みフラ
グのみを“1”に変更する(ステップ#13、#1
4)。その情報をもとに割込み要求部31がCPU−j
に対して割込み制御部23を介して割込み要求を行なう
(図5参照、ステップ#16)。同時にCPU−iは前
記セマフォフラグを“0”にし、前記割込みレジスタ2
9へのアクセス権の解放を行う(ステップ#15)。
【0020】割込みを要求された側のCPU−jは、割
込み要求を認識し、現行処理の中断処理を行い(ステッ
プ#17、#18)、次いで共通メモリ20内にあるC
PU−jの割込みレジスタ用のセマフォフラグに対して
アクセス権制御のフロー(図7参照)に従ってアクセス
権を獲得する(ステップ#19、#20)。そして前記
割込みレジスタ29を読出すことにより、割込みを要求
してきたCPU−iを認識する(ステップ#21、#2
2)。さらに割込みを要求してきたCPU−iに対応す
る割込みフラグのみを“0”に変更して割込み要因を初
期化する(ステップ#23、#24)。最後にCPU−
jの割込みレジスタ用セマフォフラグを“0”として、
割込みレジスタのアクセス権の解放を行い、その割込み
に対応した処理を実行した後、割込み処理からの復帰処
理を行なう(ステップ#25、#26、#27)。
【0021】なお、図7、図8において、aで示す処理
は分断を禁止するアクセスであり、これをハードウェア
的に保証する必要がある。このための1方法として、T
AS(テストアンドセット)命令を持つことにより分断
禁止を保証する方法がある。
【0022】又bで示す処理は、図7のアクセス権制御
フローを示している。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】図5に示す従来例は、
上記のように他のCPUによる割込み発生処理、自らの
CPUによる割込み受信処理に関する一連のアクセスを
保証するために、共通メモリ上にアクセス制御格納部を
設け、このアクセス制御格納部を各CPUのローカルの
割込みレジスタに個別に対応したセマフォフラグで構成
し、前記アクセス権制御フローを行なう必要があった。
そしてこのアクセス権制御フローは、複雑であると共に
処理時間が長くなるという問題があった。
【0024】又CPUの数をM個とし、割込みレベルを
N段階とすると、前記セマフォフラグの数は(M×N)
個となり、その数は極端に増大して、アクセス権の管理
が複雑になってしまうという問題もあった。
【0025】なお、図5に示す割込みレジスタ用アクセ
ス制御格納部32を省略し、図8にbで示すアクセス権
制御フローを省略すると、次のような不都合が生じる。
【0026】図9は、このような場合においてCPU−
2が割込み要求を発生させたときの、受信側CPUに付
設されたCPU間割込み制御装置における割込みレジス
タ内の割込みフラグの遷移を表わしている。図9に示す
場合は、P、Qで示す期間、他のCPUによるアクセス
の禁止が保証されてCPU−2のみの割込み要求が発生
した場合であるので、正常な処理が行なわれている。し
かし前記P、Qをハードウェア的に保証することは困難
であり、これが保証されない場合は複数のCPUの割込
み要求が混在して、図10及び図11に示すように正常
な処理が行なわれない事態を招く。
【0027】図10は、CPU−2とCPU−Mとが同
一の割込みレジスタに対して割込みを要求した場合を示
す。この場合図9に示すPの禁止期間が保証されず、C
PU−2及び、これに続いてCPU−Mが割込みレジス
タを読出し、その後にCPU−2の書込みによりCPU
−2用フラグが“1”となった後に、CPU−Mの書込
みによりCPU−2用フラグが“0”となり、CPU−
M用フラグが“1”となる(表2参照)ことになり、C
PU−2の割込み要求が消滅してしまうという不都合が
生ずる。
【0028】図11は、受信CPUがCPU−2からの
割込みを認識している間にCPU−Mから割込み要求が
発生した場合を示す。この場合は図9に示すQの禁止期
間が保証されず、受信CPU及び、これに続いてCPU
−Mが割込みレジスタを読出し、その後に受信CPUの
書込みによりCPU−2用フラグを“0”に変更して割
込み要因を初期化するが、次いでCPU−Mの書込みに
よりCPU−2用フラグ及びCPU−M用フラグが
“1”となる(表2参照)結果、CPU−2用フラグが
“1”に復帰し、二重に割込みが発生するという不都合
が生ずる。
【0029】本発明は上記従来例の問題点を解消すると
共に、複数の割込みレベルまで対応が可能となるCPU
間割込み制御装置を提供することを目的とする。
【0030】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、機器内で複数のCPUを有し、割込みをかけ
るCPUが割込みを受けるCPUのローカルバスのバス
占有権を獲得して割込みを行うシステムにおける各CP
Uに付設されたCPU間割込み制御装置において、割込
みを受けるCPU側の各割込みレベルが同一で各CPU
からの割込みフラグを持つ割込み格納部と、前記割込み
格納部の情報と書込み情報とをもとに格納情報を作成す
る割込み格納情報作成部とから構成された割込みレジス
タを、割込みレベルの夫々に対応するようにその対応数
だけ備え、前記割込みレジスタの割込み格納部の情報を
もとにCPUに対して割込みの要求をレベル別に要求す
る割込み要求部を備え、前記複数の割込みレジスタの中
から1つを選択してアクセス可能な状態とするアドレス
デコーダを備え、前記割込みレジスタを、割込みレベル
毎にアクセスし、割込み格納部の情報により前記割込み
格納部への書込み動作を管理するように構成したことを
特徴とする。
【0031】
【作用】本発明によれば、割込みレベル毎の割込みレジ
スタに割込み格納部及び割込み格納情報作成部を持って
いるため、前記割込み格納情報作成部の特徴を生かすこ
とにより、割込みレジスタへのアクセス権の制御は不要
になり、図5に示す従来例のように共通メモリ上にアク
セス制御格納部を配置する必要がなくなる。
【0032】
【実施例】図4及び図12〜図17に基き本発明の実施
例を説明する。
【0033】本実施例も上記従来例と同様、割込みをか
けるCPU(送信CPU)が割込み先のCPU(受信C
PU)のローカルバスのバス占有権を獲得し割込み情報
を格納することでCPU間の割込みを行うように構成さ
れている。その基本的システムは図4に示されている
が、上記従来例では共通メモリ20上にセマフォフラグ
で構成されたアクセス制御格納部を設け、図8にbで示
すアクセス権制御フローを有しているのに対し、本実施
例ではそれらを設けず、各ローカルエリアに配したCP
U間割込み制御装置25にアクセス権制御機能をもたせ
た点に特徴を有している。
【0034】図4に示すシステムの基本的構成は、上記
従来例について説明したものと同様であるので、その説
明を省略する。
【0035】CPU間割込み制御装置25は、図12に
示すように、複数の割込みレジスタ33、割込み要求部
36及びアドレスデコーダ37を備えている。
【0036】割込みレジスタ33は、受信CPU側の割
込みレベルが同一で各送信CPUからのフラグをもつ割
込み格納部35と、前記割込み格納部35の情報と書込
み情報とをもとに格納情報を作成する割込み格納情報作
成部34とにより構成されている。そして、CPU間割
込み制御装置25は、図12及び表4に示すように、割
込みレベル1用割込みレジスタ、割込みレベル2用割込
みレジスタ・・・・・・、割込みレベルN用割込みレジ
スタからなる割込みレジスタ群、すなわち割込みレベル
毎に対応するように設けられた割込みレジスタ群を備え
ている。
【0037】
【表4】
【0038】割込み要求部36は、前記割込み格納部3
5の情報をもとに、当該CPU21に対し割込みの要求
を、レベル別に要求する機能を有している。
【0039】アドレスデコーダ38は、前記複数の割込
みレジスタ33の内から1つを選択してアクセス可能の
状態とする機能を有している。
【0040】表5は前記割込み格納部35内の割込みフ
ラグの状態遷移を示している。この表に示すように、ア
クセス後のフラグ情報は、アクセス前フラグ情報と書込
みフラグ情報との排他的論理和となる。
【0041】
【表5】
【0042】すなわち、割込みフラグへの“0”の書込
みは内部情報を変化させず、“1”の書込みは内部情報
を反転させる。そして“1”の書込みを、割込みを発生
させるフラグ、又は初期化するフラグに対してのみ行
い、他のフラグには“0”を書込むことにより、その内
部情報の保持を行うようにすることができる。
【0043】送信CPU21は割込みを発生させるため
のフラグを事前に知っているため、そのフラグのみ
“1”にして割込みレジスタ33に書込むことにより、
他のフラグの情報を保持することができる。又受信CP
U21は、割込まれた割込みレベルの割込みレジスタ3
3を読出すことにより、送信CPU21がどのCPU2
1であるか認識でき、前記割込みレジスタ33に対し、
初期化を必要とするフラグのみ“1”にして書込むこと
により、他のCPU用フラグの情報を保持できる。
【0044】図13は送信CPU21から割込みレジス
タ33にアクセスするためのフローチャートを示す。図
14は受信CPUが割込みレジスタ33にアクセスする
ためのフローチャートを示す。これらの説明は後に図1
7に基いて具体的に行なう。
【0045】図15、図16は本実施例の構成をより具
体的に示したものである。対応する割込みレベル別に分
けられた各割込みレジスタ33は、CPU−1フラグ用
〜CPU−Mフラグ用の計Mビットで、データバスに接
続されている。割込み格納情報部34は、入力としてデ
ータバスと割込み格納部35の出力があり、排他的論理
和で構成され、割込み格納部35に接続されている。割
込み格納部35は、バッファを介してデータバスと接続
され、読出しができる。
【0046】割込み要求部36は、割込み格納部35の
出力を割込みレベル毎に論理和をとった構成であり、C
PU21に対し割込み要求レベル別に割込み要求を発生
する。すなわち割込み要求部37は、割込み要求信号レ
ベル1、割込み要求信号レベル2、・・・・・・、割込
み要求信号レベルNのいずれかを割込み制御部23(図
4)に送信する。アドレスデコーダ37は、接続された
アドレスバスからのアドレス信号に基き、各割込みレジ
スタ33からその1つを選択する。
【0047】次に図17に基き、CPU−iからCPU
−jへの割込みレベルkの割込み動作を説明する。
【0048】先ずCPU−iは、受信CPUであるCP
U−jのローカルバスのバス占有権を、バス制御部18
(図4)を介して獲得する。次いでCPU−iはCPU
−jに付設されたCPU間割込み制御装置25の割込み
レベルk用割込みレジスタ33のCPU−i用フラグが
“1”か“0”かを判定し、“1”である場合は待機す
る(ステップ#31)。“0”である場合には前記フラ
グに対応するビットのみを“1”にして前記割込みレジ
スタ33に書込み、これに基いて割込み格納情報作成部
34は、CPU−i用フラグのみ“1”に反転させ、割
込み格納部35に格納する(ステップ#32)。割込み
格納部35は、CPU−i用割込み情報を割込み要求部
36に伝達し、割込み要求部36がCPU−jに割込み
レベルkの割込み処理を要求する(ステップ#33)。
CPU−jは、割込みレベルkの割込み要求を認識し
(ステップ#34)、現行処理を中断する(ステップ#
35)。
【0049】次いでCPU−jは、割込みレベルkの割
込みレジスタ33を読出し(ステップ#36)、CPU
−i用フラグが“1”であることを認識し、CPU−i
からの割込みと認識する(ステップ#37)。そして前
記割込みレジスタ33にCPU−i用フラグに対応する
ビットのみを“1”にして書込む(ステップ#38)。
前記割込み格納情報作成部34はCPU−i用フラグの
みを“0”に反転させ、割込み格納部35に格納する。
これによりCPU−i用フラグは初期化される(ステッ
プ#39)。その後、CPU−jは、CPU−iからの
割込みレベルkの割込み処理を実行し、次いで割込み処
理からの復帰処理を実行する(ステップ#40、#4
1)。 上記に説明したCPU間割込み制御装置25
は、各割込みレベル毎の割込みレジスタ33内に割込み
格納情報作成部34を持ち、その特徴をいかすことによ
り、図5に示す従来例のように共通メモリ上に、アクセ
ス制御格納部を配置する必要がなくなる。
【0050】上記に本実施例のCPU間割込み制御装置
についての基本的構成、作用を説明したが、更に図17
にI、IIで示す処理フローを実行することにより、割込
みに付随した多数の情報を受渡す処理を円滑に行なうこ
とができる。すなわち、共通メモリ20(図4)上に割
込みCPU別に情報格納部を設け、各割込みレジスタ3
3内の割込みフラグを利用して情報の格納、情報の読出
し処理を実行することができる。図17のIで示す処理
フローは、CPU−i、レベルkのときの情報を共通メ
モリ20上に格納する処理(ステップ#51)を示し、
図17のIIで示す処理フローは、Iで示す処理で書込ま
れた情報を共通メモリ20から読出す処理(ステップ#
52)であるが、これらにおいて共通メモリ20上の情
報格納部に対するアクセス権は、前記割込みレジスタ3
3内の割込みフラグにより保証される。このように、上
記CPU間割込み制御装置は割込みによるCPU間の情
報の受渡しの展開性に富んでいる。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、従来例には必要であっ
た共通メモリ上のアクセス制御格納部、及びこのアクセ
ス制御格納部を使用したアクセス権制御フローが不要と
なるので、CPU間割込みの処理時間を短縮でき、構造
を簡単にすることができるにもかかわらず、複数CPU
間の複数レベルでの割込みを可能とすることができるC
PU間割込み制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の従来例を示す構成図。
【図2】第1の従来例のCPU間割込み制御装置を示す
構成図。
【図3】第1の従来例の問題点を示す説明図。
【図4】本発明及び第2の従来例で使用されるシステム
を示す構成図。
【図5】第2の従来例におけるCPU間割込み制御装置
とアクセス制御格納部とを示す構成図。
【図6】第2の従来例における割込みレジスタと割込み
要求部とを示す回路構成図。
【図7】第2の従来例におけるアクセス権制御の動作を
示すフローチャート。
【図8】第2の従来例におけるCPU間割込み制御装置
の動作を示すフローチャート。
【図9】第2の従来例における割込みレジスタ内の割込
み格納部におけるフラグ遷移を示す説明図。
【図10】第2の従来例においてアクセス権の制御フロ
ーが無い場合に生ずる問題点を示す説明図。
【図11】第2の従来例においてアクセス権の制御フロ
ーが無い場合に生ずる問題点を示す説明図。
【図12】本発明の実施例におけるCPU間割込み制御
装置の内部構成図。
【図13】本発明の実施例における送信CPUから割込
みレジスタをアクセスする際の動作を説明するフローチ
ャート。
【図14】本発明の実施例における受信CPUから割込
みレジスタをアクセスする際の動作を説明するフローチ
ャート。
【図15】本発明の実施例におけるCPU間割込み制御
装置を示す構成図。
【図16】本発明の実施例における割込みレジスタ及び
割込み要求部を示す回路構成図。
【図17】本発明の実施例におけるCPU間割込み制御
装置の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
21 CPU 33 割込みレジスタ 34 割込み格納情報作成部 35 割込み格納部 36 割込み要求部 37 アドレスデコーダ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機器内で複数のCPUを有し、割込みを
    かけるCPUが割込みを受けるCPUのローカルバスの
    バス占有権を獲得して割込みを行うシステムにおける各
    CPUに付設されたCPU間割込み制御装置において、 割込みを受けるCPU側の各割込みレベルが同一で各C
    PUからの割込みフラグを持つ割込み格納部と、前記割
    込み格納部の情報と書込み情報とをもとに格納情報を作
    成する割込み格納情報作成部とから構成された割込みレ
    ジスタを、割込みレベルの夫々に対応するようにその対
    応数だけ備え、 前記割込みレジスタの割込み格納部の情報をもとにCP
    Uに対して割込みの要求をレベル別に要求する割込み要
    求部を備え、 前記複数の割込みレジスタの中から1つを選択してアク
    セス可能な状態とするアドレスデコーダを備え、 前記割込みレジスタを、割込みレベル毎にアクセスし、
    割込み格納部の情報により前記割込み格納部への書込み
    動作を管理するように構成したことを特徴とするCPU
    間割込み制御装置。
JP3217791A 1991-08-29 1991-08-29 Cpu間割込み制御装置 Pending JPH0554002A (ja)

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JP (1) JPH0554002A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8438112B2 (en) 2005-01-13 2013-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Host device, portable storage device, and method for updating meta information regarding right objects stored in portable storage device

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