JPH06149593A - マルチタスク実行装置 - Google Patents
マルチタスク実行装置Info
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- JPH06149593A JPH06149593A JP4299533A JP29953392A JPH06149593A JP H06149593 A JPH06149593 A JP H06149593A JP 4299533 A JP4299533 A JP 4299533A JP 29953392 A JP29953392 A JP 29953392A JP H06149593 A JPH06149593 A JP H06149593A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ユーザープログラムの負担なく、外部状況に
応じたタスク切替が実行でき、オーバーヘッドを最小限
に押さえる。 【構成】 レジスタファイル切り替え制御部１は外部端
子３の入力データによりレジスタファイル群８中から一
つのレジスタファイルを選択し切り替え、待避処理実行
部２にそれを示す端子起動信号５と実行中レジスタファ
イル情報信号６を出力する。割込み、例外、復帰の事象
の発生を示す信号４が発生した場合、待避処理実行部２
は切り替え制御部１に特定レジスタファイル指定信号７
を出力する。切り替え制御部１はこの信号７を受理する
と強制的に特定レジスタファイルへの切り替えをする。
レジスタファイル群８の各レジスタファイルは起動優先
度レジスタ、インストラクション・ポインタ、スタック
領域ポインタを持ち、それらはアドレスバス９、データ
バス１０に接続されて、待避処理実行部２の制御下にあ
る。
応じたタスク切替が実行でき、オーバーヘッドを最小限
に押さえる。 【構成】 レジスタファイル切り替え制御部１は外部端
子３の入力データによりレジスタファイル群８中から一
つのレジスタファイルを選択し切り替え、待避処理実行
部２にそれを示す端子起動信号５と実行中レジスタファ
イル情報信号６を出力する。割込み、例外、復帰の事象
の発生を示す信号４が発生した場合、待避処理実行部２
は切り替え制御部１に特定レジスタファイル指定信号７
を出力する。切り替え制御部１はこの信号７を受理する
と強制的に特定レジスタファイルへの切り替えをする。
レジスタファイル群８の各レジスタファイルは起動優先
度レジスタ、インストラクション・ポインタ、スタック
領域ポインタを持ち、それらはアドレスバス９、データ
バス１０に接続されて、待避処理実行部２の制御下にあ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一つの中央演算処理装
置（以下ＣＰＵという）を用いて、二つ以上のタスク
（仕事）を時分割並行処理をするマルチタスク実行装置
に関するものである。
置（以下ＣＰＵという）を用いて、二つ以上のタスク
（仕事）を時分割並行処理をするマルチタスク実行装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロプロセッサーを利用してタスク
を実行する場合、一つのＣＰＵに対して、レジスタ群、
スタックポインタ、およびステータスレジスタ等からな
る１組のレジスタファイルを準備し、ＣＰＵからの命令
に応じてレジスタファイルに必要なデータを転送しなが
らタスクを実行する方法のものが多い。
を実行する場合、一つのＣＰＵに対して、レジスタ群、
スタックポインタ、およびステータスレジスタ等からな
る１組のレジスタファイルを準備し、ＣＰＵからの命令
に応じてレジスタファイルに必要なデータを転送しなが
らタスクを実行する方法のものが多い。
【０００３】ところが、この方式では常時一つのタスク
しか実行できないため、実行効率が悪くなるという問題
点があった。そのため、従来から一つのＣＰＵに対して
設けられた１組のレジスタファイルを時分割で使用し、
複数のタスクを実行する方法が考えられている。しかし
ながらこの方法は、タスクを切り替える度に、それまで
レジスタファイルに格納されていたデータを、いったん
メモリ（スタック）領域に待避させ、次のタスクに必要
なデータを別のメモリ領域からレジスタファイルに呼び
出しする操作が必要となる。このデータの切り替え時間
中はタスクを実行することができず、したがって時間的
なロスが大きくなる。
しか実行できないため、実行効率が悪くなるという問題
点があった。そのため、従来から一つのＣＰＵに対して
設けられた１組のレジスタファイルを時分割で使用し、
複数のタスクを実行する方法が考えられている。しかし
ながらこの方法は、タスクを切り替える度に、それまで
レジスタファイルに格納されていたデータを、いったん
メモリ（スタック）領域に待避させ、次のタスクに必要
なデータを別のメモリ領域からレジスタファイルに呼び
出しする操作が必要となる。このデータの切り替え時間
中はタスクを実行することができず、したがって時間的
なロスが大きくなる。
【０００４】このような問題点を解決するために、一つ
のＣＰＵに対して複数のレジスタファイルを準備し、順
次切り替えながら複数のタスクを実行する方法も考えら
れている。この方法では、一つのタスクに対して一つの
レジスタファイルが準備されているので、切り替え時に
データを待避させたり、呼び出したりする必要はなく、
したがって時間的なロスは少なくなる。しかしこの場合
でも、複数のタスク切り替え設定がプログラムによって
実行されるため、ユーザーがユーザーの仕様に合わせて
プログラムを作成するには大きな負担がかかっていた。
のＣＰＵに対して複数のレジスタファイルを準備し、順
次切り替えながら複数のタスクを実行する方法も考えら
れている。この方法では、一つのタスクに対して一つの
レジスタファイルが準備されているので、切り替え時に
データを待避させたり、呼び出したりする必要はなく、
したがって時間的なロスは少なくなる。しかしこの場合
でも、複数のタスク切り替え設定がプログラムによって
実行されるため、ユーザーがユーザーの仕様に合わせて
プログラムを作成するには大きな負担がかかっていた。
【０００５】一方、タスクを切り替えるタイミングとし
て、１命令実行毎に切り替える方法や、各タスクに時間
的重みをつけて切り替える方法が考えられている。この
場合、ある長い時間の間に複数のタスクが実行されるア
プリケーションの場合には、非常に有効な切り替え手段
となり得るが、アプリケーションのおかれた外部状況に
よって実行するタスクが異なり、優先的に外部状況に対
応したタスクを実行する場合には、外部状況の判断を行
ない、判断結果にもとづき実行するタスクの選択をプロ
グラムによって行なう必要があり、事象発生から実際の
実行に至るまでのオーバーヘッドが大であった。
て、１命令実行毎に切り替える方法や、各タスクに時間
的重みをつけて切り替える方法が考えられている。この
場合、ある長い時間の間に複数のタスクが実行されるア
プリケーションの場合には、非常に有効な切り替え手段
となり得るが、アプリケーションのおかれた外部状況に
よって実行するタスクが異なり、優先的に外部状況に対
応したタスクを実行する場合には、外部状況の判断を行
ない、判断結果にもとづき実行するタスクの選択をプロ
グラムによって行なう必要があり、事象発生から実際の
実行に至るまでのオーバーヘッドが大であった。
【０００６】また、割込み・例外によるレジスタファイ
ルの起動は、その割込み・例外要因が同時あるいは多重
に発生した場合、優先度に従って割込み・例外を受理
し、それらの処理を実行する方法が一般的に知られてお
り、優先度の判断をハードウェアによって行なってい
た。しかしながら、この方法では割込み・例外の実行優
先度の比較判断は可能であるが、通常タスクとの実行優
先度の比較はソフトウェアにより行なっていたため、ソ
フトウェアの負担が大であり、優先度の判断処理に時間
がかかっていた。
ルの起動は、その割込み・例外要因が同時あるいは多重
に発生した場合、優先度に従って割込み・例外を受理
し、それらの処理を実行する方法が一般的に知られてお
り、優先度の判断をハードウェアによって行なってい
た。しかしながら、この方法では割込み・例外の実行優
先度の比較判断は可能であるが、通常タスクとの実行優
先度の比較はソフトウェアにより行なっていたため、ソ
フトウェアの負担が大であり、優先度の判断処理に時間
がかかっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように複数のタス
クを一つのＣＰＵで実行させる場合、 （１）各タスクの切り替え設定をプログラムで設定しな
ければならないため、ユーザーに大きな負担がかかる。 （２）外部状況によって実行タスクを変更する場合もプ
ログラムの介在があったため、オーバーヘッドが大であ
った。 （３）割込み・例外によるレジスタファイル起動と端子
によるレジスタファイル起動があった場合、両者の優先
度をソフトウェアにより比較する場合その負担が大であ
った。本発明は、このような従来の課題を解決するマル
チタスク実行装置を提供するものである。
クを一つのＣＰＵで実行させる場合、 （１）各タスクの切り替え設定をプログラムで設定しな
ければならないため、ユーザーに大きな負担がかかる。 （２）外部状況によって実行タスクを変更する場合もプ
ログラムの介在があったため、オーバーヘッドが大であ
った。 （３）割込み・例外によるレジスタファイル起動と端子
によるレジスタファイル起動があった場合、両者の優先
度をソフトウェアにより比較する場合その負担が大であ
った。本発明は、このような従来の課題を解決するマル
チタスク実行装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、次の機能を有する構成よりなる。 （１）外部状況に対応する少なくとも１本の外部入力端
子を設け、外部入力端子から入力されるデータにより直
接レジスタファイルが選択される。 （２）割込み・例外が発生した場合、割込み・例外処理
を実行するレジスタファイルに対応するスタックポイン
タにより、割込み・例外処理前の受理可能なレジスタフ
ァイル起動優先度または割込み・例外優先度が待避され
る。 （３）外部状況によるレジスタファイルの直接起動があ
った場合、選択されたレジスタファイルに対応するスタ
ックポインタによりレジスタファイル起動前の受理可能
なレジスタファイル起動優先度または割込み・例外優先
度が待避される。 （４）外部状況によるレジスタファイルの直接起動があ
った場合、そのレジスタファイルの起動を許可するかど
うかのフラグにより起動判断をハードウェアが実行す
る。 （５）外部状況によるレジスタファイルの直接起動があ
った場合、他のレジスタファイル起動または割込み・例
外・システムコールとの優先度比較をハードウェアが実
行する。
するために、次の機能を有する構成よりなる。 （１）外部状況に対応する少なくとも１本の外部入力端
子を設け、外部入力端子から入力されるデータにより直
接レジスタファイルが選択される。 （２）割込み・例外が発生した場合、割込み・例外処理
を実行するレジスタファイルに対応するスタックポイン
タにより、割込み・例外処理前の受理可能なレジスタフ
ァイル起動優先度または割込み・例外優先度が待避され
る。 （３）外部状況によるレジスタファイルの直接起動があ
った場合、選択されたレジスタファイルに対応するスタ
ックポインタによりレジスタファイル起動前の受理可能
なレジスタファイル起動優先度または割込み・例外優先
度が待避される。 （４）外部状況によるレジスタファイルの直接起動があ
った場合、そのレジスタファイルの起動を許可するかど
うかのフラグにより起動判断をハードウェアが実行す
る。 （５）外部状況によるレジスタファイルの直接起動があ
った場合、他のレジスタファイル起動または割込み・例
外・システムコールとの優先度比較をハードウェアが実
行する。
【０００９】
【作用】この構成により、マルチタスク処理において、
ユーザープログラムの負担なく、外部状況に応じたタス
ク切り替えが実行でき、オーバーヘッドを最小限に押さ
えたシステムを実現することができる。
ユーザープログラムの負担なく、外部状況に応じたタス
ク切り替えが実行でき、オーバーヘッドを最小限に押さ
えたシステムを実現することができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１１】図１は、本発明の端子によりレジスタファ
イルをハードウェアで選択・切り替えでき、端子起動時
のプログラム情報待避用スタックポインタと例外・割込
み発生時のプログラム情報待避用ＳＰを使い分けるマル
チタスク実行装置の構成を示した図である。
イルをハードウェアで選択・切り替えでき、端子起動時
のプログラム情報待避用スタックポインタと例外・割込
み発生時のプログラム情報待避用ＳＰを使い分けるマル
チタスク実行装置の構成を示した図である。
【００１２】レジスタファイル切り替え制御部（以下単
に切り替え制御部という）１は、外部端子３の入力デー
タによりレジスタファイル群８の中から一つのレジスタ
ファイルを選択し、切り替えるとともに、待避処理実行
部２に対して、外部端子３によりレジスタファイルの切
り替え動作があったことを示す端子起動信号５と、現在
実行中のレジスタファイル番号（レジスタファイル群８
の中で現在どのレジスタファイルが使用されているかを
示す）情報である実行中レジスタファイル情報信号６と
を出力する。また、割込み（プログラムでの処理と非同
期、無関係に発生する）、例外（プログラムの実行に依
存して発生）、復帰（割込み・例外からの復帰）の事象
が発生したことを示す信号割込み・例外・復帰信号４が
発生した場合、待避処理実行部２は切り替え制御部１に
対して、特定レジスタファイル指定信号７を出力する。
切り替え制御部１は、いったん特定レジスタファイル指
定信号７を受理すると、強制的に特定レジスタファイル
への切り替えを実行する。レジスタファイル群８の各レ
ジスタファイルは、レジスタファイル起動の優先度を示
す、起動優先度レジスタ、インストラクション・ポイン
タ（以下ＩＰという）、スタック領域ポインタ（以下Ｓ
Ｐという）を持っており、レジスタファイル０の場合、
起動優先度レジスタ１１、ＩＰ１２、ＳＰ１３を各１本
ずつ備えている。各起動優先度レジスタ、ＩＰ、ＳＰは
アドレスバス９およびデータバス１０に接続されてお
り、待避処理実行部２の制御下にある。
に切り替え制御部という）１は、外部端子３の入力デー
タによりレジスタファイル群８の中から一つのレジスタ
ファイルを選択し、切り替えるとともに、待避処理実行
部２に対して、外部端子３によりレジスタファイルの切
り替え動作があったことを示す端子起動信号５と、現在
実行中のレジスタファイル番号（レジスタファイル群８
の中で現在どのレジスタファイルが使用されているかを
示す）情報である実行中レジスタファイル情報信号６と
を出力する。また、割込み（プログラムでの処理と非同
期、無関係に発生する）、例外（プログラムの実行に依
存して発生）、復帰（割込み・例外からの復帰）の事象
が発生したことを示す信号割込み・例外・復帰信号４が
発生した場合、待避処理実行部２は切り替え制御部１に
対して、特定レジスタファイル指定信号７を出力する。
切り替え制御部１は、いったん特定レジスタファイル指
定信号７を受理すると、強制的に特定レジスタファイル
への切り替えを実行する。レジスタファイル群８の各レ
ジスタファイルは、レジスタファイル起動の優先度を示
す、起動優先度レジスタ、インストラクション・ポイン
タ（以下ＩＰという）、スタック領域ポインタ（以下Ｓ
Ｐという）を持っており、レジスタファイル０の場合、
起動優先度レジスタ１１、ＩＰ１２、ＳＰ１３を各１本
ずつ備えている。各起動優先度レジスタ、ＩＰ、ＳＰは
アドレスバス９およびデータバス１０に接続されてお
り、待避処理実行部２の制御下にある。
【００１３】本実施例では、一例として、起動優先度レ
ジスタを各レジスタファイルに設けたが、必ずしもレジ
スタファイルに対応して設ける必要はない。また、割込
み・例外処理を実行するレジスタファイルを特定化（特
定レジスタファイル）し、特定レジスタファイルで割込
み・例外処理を実行するとしているが、これも不特定の
レジスタファイルで処理可能である。
ジスタを各レジスタファイルに設けたが、必ずしもレジ
スタファイルに対応して設ける必要はない。また、割込
み・例外処理を実行するレジスタファイルを特定化（特
定レジスタファイル）し、特定レジスタファイルで割込
み・例外処理を実行するとしているが、これも不特定の
レジスタファイルで処理可能である。
【００１４】図１の実施例では、特定レジスタファイル
をレジスタファイル０として以下説明する。外部端子３
よりレジスタファイル２の起動要求があった場合、切り
替え制御部１は、レジスタファイル選択信号１４を介し
て、レジスタファイル群８の中からレジスタファイル２
を選択する。このとき、レジスタファイル２に対応する
起動優先度レジスタ１５、ＩＰ１６、ＳＰ１７も選択さ
れる。また、切り替え制御部１は待避処理実行部２に対
して、端子起動信号５を有効状態にするとともに、実行
中レジスタファイル情報信号６を介して、レジスタファ
イル２が起動されたことを伝達する。待避処理実行部２
は、これらの情報を受けて、レジスタファイル２のＳＰ
１７を使用して、起動優先度レジスタ１５、ＩＰ１６を
待避する処理を実行する。その処理内容は次のとおりで
ある。 （１）アドレスバス９を介して、ＳＰ１７を選択し、Ｓ
Ｐ１７内のスタック領域アドレス情報をデータバス１０
を介して読む。 （２）スタック領域アドレス情報を使って、ＩＰ１６、
起動優先度レジスタ１５の順に待避処理を行なう。 （３）新しいスタック領域アドレス情報をアドレスバス
９、データバス１０を用いてＳＰ１７に書き戻す。
をレジスタファイル０として以下説明する。外部端子３
よりレジスタファイル２の起動要求があった場合、切り
替え制御部１は、レジスタファイル選択信号１４を介し
て、レジスタファイル群８の中からレジスタファイル２
を選択する。このとき、レジスタファイル２に対応する
起動優先度レジスタ１５、ＩＰ１６、ＳＰ１７も選択さ
れる。また、切り替え制御部１は待避処理実行部２に対
して、端子起動信号５を有効状態にするとともに、実行
中レジスタファイル情報信号６を介して、レジスタファ
イル２が起動されたことを伝達する。待避処理実行部２
は、これらの情報を受けて、レジスタファイル２のＳＰ
１７を使用して、起動優先度レジスタ１５、ＩＰ１６を
待避する処理を実行する。その処理内容は次のとおりで
ある。 （１）アドレスバス９を介して、ＳＰ１７を選択し、Ｓ
Ｐ１７内のスタック領域アドレス情報をデータバス１０
を介して読む。 （２）スタック領域アドレス情報を使って、ＩＰ１６、
起動優先度レジスタ１５の順に待避処理を行なう。 （３）新しいスタック領域アドレス情報をアドレスバス
９、データバス１０を用いてＳＰ１７に書き戻す。
【００１５】次に、割込み・例外・復帰信号４が有効状
態になった場合を説明する。割込み・例外・復帰信号４
が割込み・例外状態を示している場合、待避処理実行部
２は、特定レジスタファイル指定信号７を介して、切り
替え制御部１に対してレジスタファイル０の起動を実行
させる。切り替え制御部１は、レジスタファイル選択信
号１４によりレジスタファイル０を選択するとともに、
実行中レジスタファイル情報信号６を介して、レジスタ
ファイル０が起動されたことを伝達する。待避処理実行
部２は、これらの情報を受けて、レジスタファイル０の
ＳＰ１３を使用して、起動優先度レジスタ１１、ＩＰ１
２を待避する処理を実行する。その処理内容は次のとお
りである。 （１）アドレスバス９を介して、ＳＰ１３を選択し、Ｓ
Ｐ１３内のスタック領域アドレス情報をデータバス１０
を介して読む。 （２）スタック領域アドレス情報を使って、ＩＰ１２、
起動優先度レジスタ１１の順に待避処理を行なう。 （３）新しいスタック領域アドレス情報をアドレスバス
９、データバス１０を用いてＳＰ１３に書き戻す。
態になった場合を説明する。割込み・例外・復帰信号４
が割込み・例外状態を示している場合、待避処理実行部
２は、特定レジスタファイル指定信号７を介して、切り
替え制御部１に対してレジスタファイル０の起動を実行
させる。切り替え制御部１は、レジスタファイル選択信
号１４によりレジスタファイル０を選択するとともに、
実行中レジスタファイル情報信号６を介して、レジスタ
ファイル０が起動されたことを伝達する。待避処理実行
部２は、これらの情報を受けて、レジスタファイル０の
ＳＰ１３を使用して、起動優先度レジスタ１１、ＩＰ１
２を待避する処理を実行する。その処理内容は次のとお
りである。 （１）アドレスバス９を介して、ＳＰ１３を選択し、Ｓ
Ｐ１３内のスタック領域アドレス情報をデータバス１０
を介して読む。 （２）スタック領域アドレス情報を使って、ＩＰ１２、
起動優先度レジスタ１１の順に待避処理を行なう。 （３）新しいスタック領域アドレス情報をアドレスバス
９、データバス１０を用いてＳＰ１３に書き戻す。
【００１６】割込み・例外・復帰信号４が割込み・例外
処理からの復帰状態の場合、待避処理実行部２は実行中
レジスタファイル情報信号６で示される実行中のレジス
タファイルに従って、起動優先度レジスタ、ＩＰ、ＳＰ
を選択し、復帰動作を実行する。処理内容は次のとおり
である。 （１）アドレスバス９を介して、ＳＰを選択し、ＳＰ内
のスタック領域アドレス情報をデータバス１０を介して
読む。 （２）スタック領域アドレス情報を使って、起動優先度
レジスタ、ＩＰの順に復帰動作を行なう。 （３）新しいスタック領域アドレス情報をアドレスバス
９、データバス１０を用いてＳＰに書き戻す。
処理からの復帰状態の場合、待避処理実行部２は実行中
レジスタファイル情報信号６で示される実行中のレジス
タファイルに従って、起動優先度レジスタ、ＩＰ、ＳＰ
を選択し、復帰動作を実行する。処理内容は次のとおり
である。 （１）アドレスバス９を介して、ＳＰを選択し、ＳＰ内
のスタック領域アドレス情報をデータバス１０を介して
読む。 （２）スタック領域アドレス情報を使って、起動優先度
レジスタ、ＩＰの順に復帰動作を行なう。 （３）新しいスタック領域アドレス情報をアドレスバス
９、データバス１０を用いてＳＰに書き戻す。
【００１７】スタックへの待避動作が起動がかかったレ
ジスタファイルで管理されるＳＰで行なわれるため、多
重で待避処理が起こった場合、管理が容易であり、ま
た、ＳＰの選択を含めた待避処理をハードウェアで実行
することにより、ソフトウェアの負担の少ないシステム
を実現することができる。
ジスタファイルで管理されるＳＰで行なわれるため、多
重で待避処理が起こった場合、管理が容易であり、ま
た、ＳＰの選択を含めた待避処理をハードウェアで実行
することにより、ソフトウェアの負担の少ないシステム
を実現することができる。
【００１８】図２は、本発明の端子によりレジスタファ
イルをハードウェアで選択・切り替えでき、ハードウェ
アで切り替えることを許可するかどうかを選択するフラ
グとレジスタファイル起動優先レベルを示すレジスタを
設け、切り替え判断をするマルチタスク実行装置の構成
を示した図である。
イルをハードウェアで選択・切り替えでき、ハードウェ
アで切り替えることを許可するかどうかを選択するフラ
グとレジスタファイル起動優先レベルを示すレジスタを
設け、切り替え判断をするマルチタスク実行装置の構成
を示した図である。
【００１９】レジスタファイル切り替え制御部１（以下
切り替え制御部）は、外部端子３の入力データによりレ
ジスタファイル群８の中から一つのレジスタファイルを
選択し、切り替える機能を持つ。レジスタファイル群８
の各レジスタファイルは、そのレジスタファイルに起動
をかけてよいかどうかを示す起動許可フラグや、そのレ
ジスタファイルの起動優先度を示す起動優先度レジスタ
を持っており、レジスタファイル０の場合、起動許可フ
ラグ１８と起動優先度レジスタ１９を備えており、任意
に設定可能である。本実施例では、一例として、起動許
可フラグと起動優先度レジスタを各レジスタファイルに
設けたが、必ずしもレジスタファイルに対応して設ける
必要はない。起動許可フラグ、起動優先度レジスタと
も、待避処理実行部２に入力されている。起動優先度レ
ジスタは現在実行中優先度レジスタ２２と比較され、起
動許可フラグが“１”で、かつ、（起動優先度レジス
タ）＞（実行中優先度レジスタ２２）であれば、切り替
え許可信号２３が、待避処理実行部２から切り替え制御
部１に出力され、切り替え動作が実行される。また、待
避処理実行部２は起動優先度レジスタの値を実行中優先
レジスタ２２に書き込む。起動優先度レジスタの値は各
レジスタファイル間、割込み・例外によるレジスタファ
イル起動間との優先度を示しており、値が大きいほど、
優先度が高い。一例として、起動優先度レジスタの値が
４ビットで示される場合、起動優先度レジスタ１９が
“１１１１”、起動優先度レジスタ２１が“１００
１”、および割込み優先度（図示せず）が“１０１０”
であったとすると、優先度は、（レジスタファイル０）
＞（割込み）＞（レジスタファイル２）となる。しかし
ながら、起動許可フラグにおいて、起動許可フラグ１８
が“１”、起動許可フラグ２０が“１”、および割込み
許可フラグ（図示せず）が“０”であったとすると、起
動順序は、レジスタファイル０、レジスタファイル２と
なり、割込みは受理されない。
切り替え制御部）は、外部端子３の入力データによりレ
ジスタファイル群８の中から一つのレジスタファイルを
選択し、切り替える機能を持つ。レジスタファイル群８
の各レジスタファイルは、そのレジスタファイルに起動
をかけてよいかどうかを示す起動許可フラグや、そのレ
ジスタファイルの起動優先度を示す起動優先度レジスタ
を持っており、レジスタファイル０の場合、起動許可フ
ラグ１８と起動優先度レジスタ１９を備えており、任意
に設定可能である。本実施例では、一例として、起動許
可フラグと起動優先度レジスタを各レジスタファイルに
設けたが、必ずしもレジスタファイルに対応して設ける
必要はない。起動許可フラグ、起動優先度レジスタと
も、待避処理実行部２に入力されている。起動優先度レ
ジスタは現在実行中優先度レジスタ２２と比較され、起
動許可フラグが“１”で、かつ、（起動優先度レジス
タ）＞（実行中優先度レジスタ２２）であれば、切り替
え許可信号２３が、待避処理実行部２から切り替え制御
部１に出力され、切り替え動作が実行される。また、待
避処理実行部２は起動優先度レジスタの値を実行中優先
レジスタ２２に書き込む。起動優先度レジスタの値は各
レジスタファイル間、割込み・例外によるレジスタファ
イル起動間との優先度を示しており、値が大きいほど、
優先度が高い。一例として、起動優先度レジスタの値が
４ビットで示される場合、起動優先度レジスタ１９が
“１１１１”、起動優先度レジスタ２１が“１００
１”、および割込み優先度（図示せず）が“１０１０”
であったとすると、優先度は、（レジスタファイル０）
＞（割込み）＞（レジスタファイル２）となる。しかし
ながら、起動許可フラグにおいて、起動許可フラグ１８
が“１”、起動許可フラグ２０が“１”、および割込み
許可フラグ（図示せず）が“０”であったとすると、起
動順序は、レジスタファイル０、レジスタファイル２と
なり、割込みは受理されない。
【００２０】また、レジスタファイル０を割込み・例外
が発生した場合の”特定レジスタファイル”であるとす
ると、各割込み・例外・システムコールに起動許可フラ
グや起動優先度レジスタを備えているので、起動許可フ
ラグ１８と起動優先度レジスタ１９は不要であり、図２
から起動許可フラグ１８と起動優先度レジスタ１９を取
り去ったシステムも可能である。ここで、割込み・例外
処理を実行するレジスタファイルを特定化（特定レジス
タファイル）し、特定レジスタファイルで割込み・例外
処理を実行するとしているが、これも不特定のレジスタ
ファイルで処理可能である。このように、各レジスタフ
ァイル、割込み・例外・システムコールに優先度をつけ
ることにより、優先度の高いものから処理することが可
能となり、また、優先度の比較・判断をハードウェアで
実行することにより、ソフトウェアの負担が軽いシステ
ムを実現することができる。
が発生した場合の”特定レジスタファイル”であるとす
ると、各割込み・例外・システムコールに起動許可フラ
グや起動優先度レジスタを備えているので、起動許可フ
ラグ１８と起動優先度レジスタ１９は不要であり、図２
から起動許可フラグ１８と起動優先度レジスタ１９を取
り去ったシステムも可能である。ここで、割込み・例外
処理を実行するレジスタファイルを特定化（特定レジス
タファイル）し、特定レジスタファイルで割込み・例外
処理を実行するとしているが、これも不特定のレジスタ
ファイルで処理可能である。このように、各レジスタフ
ァイル、割込み・例外・システムコールに優先度をつけ
ることにより、優先度の高いものから処理することが可
能となり、また、優先度の比較・判断をハードウェアで
実行することにより、ソフトウェアの負担が軽いシステ
ムを実現することができる。
【００２１】図３は図１、図２の本発明のマルチタスク
実行装置のタイミングを示した図である。横軸は時間を
示し、図の右側方向へ時間が進んでいく。ここでは、一
例として“特定レジスタファイル”としてレジスタファ
イル０が起動される。ここで、割込み・例外処理を実行
するレジスタファイルを特定化（特定レジスタファイ
ル）し、特定レジスタファイルで割込み・例外処理を実
行するとしているが、これも不特定のレジスタファイル
で処理可能である。レジスタファイル２とレジスタファ
イル４とが、ＣＰＵ（図示せず）を時分割に占有してマ
ルチタスク処理を実行しているときに、端子起動により
レジスタファイル５の起動がかかったとすると、ここ
で、実行中優先度レジスタ２２とレジスタファイル５の
起動優先度レジスタの比較、および起動許可フラグのチ
ェックが行なわれる。レジスタファイル５の起動が許可
されると、レジスタファイル５のＳＰを使って、レジス
タファイル５のＩＰと実行中優先度レジスタ２２（過去
にレジスタファイル５で他のタスクが割り当てられてい
なければ、実行中優先度レジスタ２２のみでも可）がレ
ジスタファイル５のスタックエリアに待避される。待避
される実行中優先度レジスタ２２の値は、レジスタファ
イル５を起動する前の実行中優先度レジスタ２２の値で
ある。待避処理終了後、実行中優先度レジスタ２２に
は、レジスタファイル５の起動優先度レジスタの値がそ
のまま実行中優先度レジスタ２２にセットされる。レジ
スタファイル５のＩＰはそのまま保持される。
実行装置のタイミングを示した図である。横軸は時間を
示し、図の右側方向へ時間が進んでいく。ここでは、一
例として“特定レジスタファイル”としてレジスタファ
イル０が起動される。ここで、割込み・例外処理を実行
するレジスタファイルを特定化（特定レジスタファイ
ル）し、特定レジスタファイルで割込み・例外処理を実
行するとしているが、これも不特定のレジスタファイル
で処理可能である。レジスタファイル２とレジスタファ
イル４とが、ＣＰＵ（図示せず）を時分割に占有してマ
ルチタスク処理を実行しているときに、端子起動により
レジスタファイル５の起動がかかったとすると、ここ
で、実行中優先度レジスタ２２とレジスタファイル５の
起動優先度レジスタの比較、および起動許可フラグのチ
ェックが行なわれる。レジスタファイル５の起動が許可
されると、レジスタファイル５のＳＰを使って、レジス
タファイル５のＩＰと実行中優先度レジスタ２２（過去
にレジスタファイル５で他のタスクが割り当てられてい
なければ、実行中優先度レジスタ２２のみでも可）がレ
ジスタファイル５のスタックエリアに待避される。待避
される実行中優先度レジスタ２２の値は、レジスタファ
イル５を起動する前の実行中優先度レジスタ２２の値で
ある。待避処理終了後、実行中優先度レジスタ２２に
は、レジスタファイル５の起動優先度レジスタの値がそ
のまま実行中優先度レジスタ２２にセットされる。レジ
スタファイル５のＩＰはそのまま保持される。
【００２２】割込み発生により、特定レジスタファイル
であるレジスタファイル０の起動が許可されると、レジ
スタファイル０のＳＰを使って、レジスタファイル０の
ＩＰと実行中優先度レジスタ２２がレジスタファイル０
のスタックエリアに待避される。ここで待避される実行
中優先度レジスタ２２の値は、レジスタファイル０を起
動する前の値（＝レジスタファイル５の起動優先度）で
ある。待避処理のあと、レジスタファイル０の起動優先
度レジスタの値が、実行中優先度レジスタ２２にセット
される。レジスタファイル０で割込みからの“復帰命
令”が実行されると、レジスタファイル０のＳＰを使っ
て、レジスタファイル０のスタックエリアからレジスタ
ファイル０のＩＰと実行中優先度レジスタ２２が戻され
る。実行中優先度レジスタ２２内にはレジスタファイル
０起動前、すなわち、レジスタファイル５の起動優先度
が格納されている。また、レジスタファイル５のＩＰは
保持されているので、レジスタファイル５はシステムコ
ール発行前の状態に戻される。レジスタファイル５でレ
ジスタファイル５起動に対する“復帰命令”が実行され
ると、レジスタファイル５のＳＰを使って、レジスタフ
ァイル５のスタックエリアからレジスタファイル５のＩ
Ｐと実行中優先度レジスタ２２（または実行中優先度レ
ジスタ２２のみ）が戻される。実行中優先度レジスタ２
２内にはレジスタファイル５起動前の起動優先度が格納
されているので、実行中優先度レジスタ２２の値はレジ
スタファイル５起動前の状態に戻される。割込み・例外
・端子によるレジスタファイルの起動があった場合、起
動前の優先度がスタック内に保存されるため、割込み・
例外・端子によるレジスタファイルの起動からの復帰時
に割込み・例外・端子によるレジスタファイルの起動前
の状態に戻すことができ、システム管理が容易となる。
であるレジスタファイル０の起動が許可されると、レジ
スタファイル０のＳＰを使って、レジスタファイル０の
ＩＰと実行中優先度レジスタ２２がレジスタファイル０
のスタックエリアに待避される。ここで待避される実行
中優先度レジスタ２２の値は、レジスタファイル０を起
動する前の値（＝レジスタファイル５の起動優先度）で
ある。待避処理のあと、レジスタファイル０の起動優先
度レジスタの値が、実行中優先度レジスタ２２にセット
される。レジスタファイル０で割込みからの“復帰命
令”が実行されると、レジスタファイル０のＳＰを使っ
て、レジスタファイル０のスタックエリアからレジスタ
ファイル０のＩＰと実行中優先度レジスタ２２が戻され
る。実行中優先度レジスタ２２内にはレジスタファイル
０起動前、すなわち、レジスタファイル５の起動優先度
が格納されている。また、レジスタファイル５のＩＰは
保持されているので、レジスタファイル５はシステムコ
ール発行前の状態に戻される。レジスタファイル５でレ
ジスタファイル５起動に対する“復帰命令”が実行され
ると、レジスタファイル５のＳＰを使って、レジスタフ
ァイル５のスタックエリアからレジスタファイル５のＩ
Ｐと実行中優先度レジスタ２２（または実行中優先度レ
ジスタ２２のみ）が戻される。実行中優先度レジスタ２
２内にはレジスタファイル５起動前の起動優先度が格納
されているので、実行中優先度レジスタ２２の値はレジ
スタファイル５起動前の状態に戻される。割込み・例外
・端子によるレジスタファイルの起動があった場合、起
動前の優先度がスタック内に保存されるため、割込み・
例外・端子によるレジスタファイルの起動からの復帰時
に割込み・例外・端子によるレジスタファイルの起動前
の状態に戻すことができ、システム管理が容易となる。
【００２３】
【発明の効果】この構成により、マルチタスク処理にお
いて、タスク切り替え時にユーザープログラムの負担が
なく、外部状況に応じたタスク切り替えが実行でき、オ
ーバーヘッドを最小限に押さえることができる。また、
スタックへの待避動作が起動がかかったレジスタファイ
ルで管理されるＳＰで行なわれるため、多重で待避処理
が起こった場合、管理が容易で、かつ、各レジスタファ
イル、割込み・例外に優先度をつけることにより、優先
度の高いものから処理することが可能であり、また以上
の一連の処理をハードウェアで実行するため、ソフトウ
ェアの負担の少なく、応答性のよいシステムを提供する
ことができる。
いて、タスク切り替え時にユーザープログラムの負担が
なく、外部状況に応じたタスク切り替えが実行でき、オ
ーバーヘッドを最小限に押さえることができる。また、
スタックへの待避動作が起動がかかったレジスタファイ
ルで管理されるＳＰで行なわれるため、多重で待避処理
が起こった場合、管理が容易で、かつ、各レジスタファ
イル、割込み・例外に優先度をつけることにより、優先
度の高いものから処理することが可能であり、また以上
の一連の処理をハードウェアで実行するため、ソフトウ
ェアの負担の少なく、応答性のよいシステムを提供する
ことができる。
【図１】本発明の端子によりレジスタファイルをハード
ウェアで選択・切り替えでき、端子起動時のプログラム
情報待避用スタックポインタ（ＳＰ）と例外・割込み発
生時のプログラム情報待避用ＳＰを使い分けるマルチタ
スク実行装置の構成を示した図
ウェアで選択・切り替えでき、端子起動時のプログラム
情報待避用スタックポインタ（ＳＰ）と例外・割込み発
生時のプログラム情報待避用ＳＰを使い分けるマルチタ
スク実行装置の構成を示した図
【図２】本発明の端子によりレジスタファイルをハード
ウェアで選択・切り替えでき、ハードウェアで切り替え
ることを許可するかどうかを選択するフラグとレジスタ
ファイル起動優先レベルを示すレジスタを設け、切り替
え判断をするマルチタスク実行装置の構成を示した図
ウェアで選択・切り替えでき、ハードウェアで切り替え
ることを許可するかどうかを選択するフラグとレジスタ
ファイル起動優先レベルを示すレジスタを設け、切り替
え判断をするマルチタスク実行装置の構成を示した図
【図３】図１、図２に示した本発明のマルチタスク実行
装置のタイミング図
装置のタイミング図
１ レジスタファイル切り替え制御部 ２ 待避処理実行部 ３ 外部端子 ４ 信号割込み・例外・復帰信号 ５ 端子起動信号 ６ 実行中レジスタファイル情報信号 ７ 特定レジスタファイル指定信号 ８ レジスタファイル群 ９ アドレスバス １０ データバス １１ 起動優先度レジスタ １２ インストラクション・ポインタ（ＩＰ） １３ スタック領域ポインタ（ＳＰ） １４ レジスタファイル選択信号 １５ 起動優先度レジスタ １６ インストラクション・ポインタ（ＩＰ） １７ スタック領域ポインタ（ＳＰ） １８ 起動許可フラグ １９ 起動優先度レジスタ ２０ 起動許可フラグ ２１ 起動優先度レジスタ ２２ 現在実行中優先度レジスタ ２３ 切り替え許可信号
Claims (3)
- 【請求項１】レジスタファイル切り替え制御部の管理下
で複数のレジスタファイルに一つの中央演算処理装置を
時分割で占有させ、前記複数のレジスタファイルにより
複数のタスクを時分割並行処理するマルチタスク実行装
置において、レジスタファイルの切り替え手段として、
少なくとも一つの入力端子を備え、前記入力端子から入
力するデータは前記中央演算処理装置に時分割に占有さ
せていく前記複数のレジスタファイルの一部または全て
を指定可能で、前記入力端子から前記データを入力する
ことにより前記複数のレジスタファイルの中から実行す
べきレジスタファイルをハードウェアで選択・切り替え
る第１の手段と、前記レジスタファイルでのタスク実行
の優先レベルを示す第２の手段とを備えたマルチタスク
実行装置。 - 【請求項２】レジスタファイル切り替え制御部の管理下
で複数のレジスタファイルに一つの中央演算処理装置を
時分割で占有させ、前記複数のレジスタファイルにより
複数のタスクを時分割並行処理するマルチタスク実行装
置において、レジスタファイルの切り替え手段として、
少なくとも一つの入力端子を備え、前記入力端子から入
力するデータは前記中央演算処理装置に時分割に占有さ
せていく前記複数のレジスタファイルの一部または全て
を指定可能で、前記入力端子から前記データを入力する
ことにより前記複数のレジスタファイルの中から実行す
べきレジスタファイルをハードウェアで選択・切り替え
る第１の手段と、前記入力端子による前記レジスタファ
イルの起動許可を示す第２の手段とを備えたマルチタス
ク実行装置。 - 【請求項３】レジスタファイル切り替え制御部の管理下
で複数のレジスタファイルに一つの中央演算処理装置を
時分割で占有させ、前記複数のレジスタファイルにより
複数のタスクを時分割並行処理するマルチタスク実行装
置において、レジスタファイルの切り替え手段として、
少なくとも一つの入力端子を備え、前記入力端子から入
力するデータは前記中央演算処理装置に時分割に占有さ
せていく前記複数のレジスタファイルの一部または全て
を指定可能で、前記入力端子から前記データを入力する
ことにより前記複数のレジスタファイルの中から実行す
べきレジスタファイルをハードウェアで選択・切り替え
る第１の手段と、例外・割込み要因や前記入力端子での
レジスタファイルの起動要因あるいは前記レジスタファ
イルでのタスク実行の優先レベルを示す第２の手段と、
前記中央演算処理装置の現在実行中の優先レベルを示す
第３の手段と、前記第２の手段による優先レベルと前記
第３の手段による現在実行中の優先レベルを比較し、例
外・割込み発生によるタスクや前記入力端子で発生する
タスクが実行される前記レジスタファイルを、前記中央
演算処理装置に占有させるか否かの判断をする第４の手
段と、前記第４の手段により例外・割込み発生によるタ
スクや前記入力端子で発生するタスクが実行される前記
レジスタファイルを、前記中央演算処理装置に占有させ
る場合、前記実行されるレジスタファイルが使用可能な
スタック領域に、前記第３の手段による現在実行中の優
先レベルを待避することにより、前記受理したタスク終
了時に、タスク起動前の現在実行中の優先レベルに戻す
ことが可能な第５の手段とを備えたマルチタスク実行装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4299533A JPH06149593A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | マルチタスク実行装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4299533A JPH06149593A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | マルチタスク実行装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06149593A true JPH06149593A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17873840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4299533A Pending JPH06149593A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | マルチタスク実行装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06149593A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015531521A (ja) * | 2012-10-09 | 2015-11-02 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ | リンクされた複数のプログラムブロックの別々の実行を制御するための方法および制御装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999553A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-08 | Nec Corp | 割込制御方式 |
| JPH02253440A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 時分割マルチタスク実行装置 |
| JPH0328933A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | タスク制御方法 |
| JPH03257631A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 時分割マルチタスク実行装置 |
| JPH04180131A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 割込み処理装置 |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP4299533A patent/JPH06149593A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999553A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-08 | Nec Corp | 割込制御方式 |
| JPH02253440A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 時分割マルチタスク実行装置 |
| JPH0328933A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | タスク制御方法 |
| JPH03257631A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 時分割マルチタスク実行装置 |
| JPH04180131A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 割込み処理装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015531521A (ja) * | 2012-10-09 | 2015-11-02 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ | リンクされた複数のプログラムブロックの別々の実行を制御するための方法および制御装置 |
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