JPH0667931A - シングルチップマイコンシミュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】図１の４に示すデバッグ対象プログラムと連動
させて、シングルチップマイコンのＩ／Ｏポートへ発生
させる外部事象情報の定義を容易にするツールを、図１
の７に示すシミュレータ本体に付加し、前記プログラム
のデバッグ効率向上を図る。 【構成】本発明は図１に示すシミュレータの一機能であ
る。特徴づけるのは、図１に示すシミュレータがＩ／Ｏ
をシミュレーションする時に参照する事象情報定義ファ
イル５の作成に際し、タイミングチャートデータをグラ
フィカルに定義出来るウインドウ画面を具備した編集手
段と、指定Ｉ／Ｏポートを監視することで入出力情報を
リアルタイムに表示出来るウインドウ画面を具備した表
示手段を設けたことにある。 【効果】 （１）該ソフトウエアの生産性向上と開発期間の短縮を
図ることが可能となる。 （２）該ソフトウエアの信頼性向上を図ることが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シングルチップマイコ
ンにより制御される機器を開発する際に使用されるシミ
ュレータに関し、特にシングルチップマイコン制御用ア
プリケーションプログラムのテストをハードウエアなし
に行なうためのデバッグ環境を提供するシングルチップ
マイコンのシミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シングルチップマイコン制御用ア
プリケーションプログラムのデバッグを行なう際の方法
としては、ターゲットとなるシングルチップマイコンの
ＣＰＵとメモリのみをシミュレーションする方法、シン
グルチップマイコンの全機能をエミュレートできるイン
サーキットエミュレータをターゲットとなるシングルチ
ップマイコンの代わりにハードウエア（治具）に接続す
る方法などが上げられる。

【０００３】以下、本発明の前提条件となっている前記
従来技術の詳細を記述する。

【０００４】図２に従来技術の実行環境である電子計算
機の構成を示す。本図において６はソフトウエアである
シングルチップマイコンシミュレータが動作する中央処
理装置であり、ディスプレイ１，キーボード２，主記憶
装置２１，ディスク装置３が接続されている。

【０００５】また、図１にシミュレータの構成を示す。
本図における波形入力手段１０及び波形表示手段１１以
外の構成が従来のシミュレータを表わす。マイコンシミ
ュレータ本体７は、シミュレータカーネル１２，コマン
ド制御手段８，マイコンシミュレータ９，割込みシミュ
レータ２０，Ｉ／Ｏシミュレータ１５の各ソフトウエア
にて構成し、デバッグ対象プログラム４と共にソフトウ
エア開発時のホストマシンとなる電子計算機の主メモリ
上に読み上げ、ターゲットとなるシングルチップマイコ
ンのＣＰＵ，メモリ、及び各種割込み（外部・タイマ・
シリアル通信・Ａ／Ｄ変換器）をシミュレーションする
ことで、前記デバッグ対象プログラムのデバッグに際
し、実際のシングルチップマイコン環境と同等の動作環
境を実現し、加えて、前記シングルチップマイコンの各
Ｉ／Ｏポートに供給する外部事象情報を前記電子計算機
のエディタ上にて簡単に作成／修正出来る独立したプロ
グラムファイルとして扱える機能と、当該情報を論理式
にて定義出来る機能を有する。

【０００６】次に、当該シミュレータの詳細機能を記
す。図３に事象情報定義ファイルのフォーマットを示
し、図４に事象情報定義ファイルの詳細構成、監視する
事象情報と発生させる外部事象情報の関連を示す。

【０００７】図３に示す事象情報定義ファイル２２はホ
ストコンピュータとなる電子計算機上のエディタにて作
成／修正できるアスキーファイルであり、図４に示す複
合監視事象チェック情報２５（図３では［ＬＧ］項）、
単監視事象チェック情報２６（図３では［ＷＴ］項）、
複合外部事象情報２７（図３では［ＰＮ］項）と単外部
事象情報２８（図３では［ＳＧ］項）にて構成されてい
る。また、当該事象情報定義ファイルは主メモリ上に読
み上げられ、図４に示すような紐付けにて管理される。

【０００８】ここで、利用者が定義した事象情報定義フ
ァイルをシミュレータがその内部に読み込んだ時の管理
情報を、図４にて説明する。

【０００９】先ず、図４の複合監視事象チェック情報２
５は、単監視情報数と当該にて定義されたＬケースの監
視情報から構成され、監視情報は監視事象区分、監視条
件１，監視条件２，監視データ，条件成立回数，条件成
立時の複合外部事象ケースＮＯから構成されている。次
に、複合監視事象チェック情報２６は複合監視式数と当
該にて定義されたＷケースの監視式から構成され、監視
式はそれに紐付けされた複数個の各単監視事象チェック
情報にて条件成立を監視している。尚、前記の単監視事
象チェック情報２６の条件成立監視の為の論理式は、単
監視事象チェック情報中のケースＮＯを論理積（ＡＮ
Ｄ）と論理和（ＯＲ）の組み合わせにて定義する。ま
た、論理積（ＡＮＤ）は‘＆’、論理和（ＯＲ）は
‘｜’にて記述される。最後に、単外部事象発生情報と
実際のタイミングチャートの関係を図５に示す。本図で
は利用者が定義した事象情報定義ファイル２３が電子計
算機内部では単外部事象発生情報２８に示す情報として
認識され、ポートＮＯの１０と１１へタイミングチャー
ト３０の信号が生成されることを示す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、ターゲットとなるシングルチップマイコンのＩ
／Ｏポートに供給する外部事象情報を使用者が電子計算
機のエディタにて定義するに先立ち、事前にシミュレー
ションする信号を定義したタイミングチャートから数値
データを算出しておかなければならないため、エディタ
上での作業と合わせ工数が掛かっていた。

【００１１】また、ターゲットとなるＩ／Ｏポートの監
視はマイコンからの出力信号とシミュレータからの入力
信号に区別し、トリガーの有無のみをキャラクターベー
スにて画面表示していたため、利用者にとっては多少理
解しにくいと言う問題点が発生していた。

【００１２】本発明は従来の方式における上記問題点を
解消するため、図１の波形入力手段１０と波形表示手段
１１を付加することで、より使いやすく、効率の良い外
部事象データの定義方法及び、Ｉ／Ｏポート入出力デー
タ表示方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のシングルチップ
マイコンシミュレータは、各Ｉ／Ｏポートに供給する外
部事象情報の定義をグラフィカルに行なうことが出来る
ウインドウ画面を具備したことにより、シミュレーショ
ンする信号の定義を詳細な時間計算なしで、前記ウイン
ドウ上で他の信号との関係を確認しながらタイミングチ
ャートを書く要領で行なうことが出来る。また、修正の
場合はマウスによりタイミングチャートのエッジ自体を
移動させることで、視覚的な判断、編集を可能としたこ
とを特徴とする。

【００１４】また、前記シングルチップマイコンの指定
Ｉ／Ｏポートを監視する機能を設け、該Ｉ／Ｏポートへ
の入出力信号をリアルタイムに表示出来るウインドウ画
面を具備したことにより、タイミングを視覚的に、且
つ、リアルタイムにとらえることを可能としたことを特
徴とする。

【００１５】

【作用】前述の如く、外部事象情報定義の環境におい
て、グラフィカルなウインドウを採用したことで、視覚
的イメージを加えた判断にて、編集および確認を行なえ
る。なお且つ、外部事象情報定義がタイミングチャート
表示と同一画面で行なえることにより、効率の良い外部
事象情報定義環境を実現した。

【００１６】また、Ｉ／Ｏポートへの入出力信号をリア
ルタイムに表示出来るウインドウ画面にて、綿密で高効
率なデバッグ環境を実現したことで、前記アプリケーシ
ョンソフトのデバッグ工数低減が図れる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明を実施し
たシミュレータの構成を示す。波形入力手段１０及び波
形表示手段１１について以下詳述する。図６に波形入力
手段（初期値作成例）を示す。

【００１８】本図では指定Ｉ／Ｏポートへの治具からの
信号をシミュレーションする為のタイミングチャート
（初期値）を作成する場合の例を示し、本発明の第一の
特徴となる外部事象の条件定義を独立したウィンドウに
てグラフィカルに処理出来る波形入力手段の一例を示し
ている。ここで、３１はシミュレーション用にＩ／Ｏへ
出力するデータの初期値を入力するためのダイアログで
あり、３２は３１のダイアログにて入力されたデータを
基に本シミュレータがタイミングチャートを表示するウ
インドウである。オペレータは３２のウインドウにグラ
フィック表示されるタイミングチャートを確認しなが
ら、３１のダイアログからデータ入力を行ない、外部事
象情報を定義することが出来る。

【００１９】以下、図６の２−ＳＷＩＮＰ１（Ｉ／Ｏポ
ート）の破線にて示す波形３４の生成手順を図７の外部
事象情報入力処理フローチャートを用いて説明する。

【００２０】図７において、先ず、Ｉ／Ｏポートを指定
し（ステップ：Ｓ３６）、次にシミュレーション開始時
間（Ｓ３７），継続時間（Ｓ３８），High又はLow の指
定（Ｓ３９）を行なう。波形を形成する場合、すなわ
ち、HighからLow 、又はLowからHighのレベル切り換え
が行なわれる場合は、少なくとも２パターンの情報が必
要なので、開始時間，継続時間の設定、及びHigh又はLo
w の指定の入力を複数回行ない、繰り返し回数を設定
（Ｓ４１）すれば、入力パターンに従い自動的に図６の
２−ＳＷＩＮＰ１の破線３３に示すタイミングチャート
が繰り返し表示される。この時に、２の波形表示用ウィ
ンドウにてタイミングチャートを確認し、修正があれば
再入力することも可能である。また、マウスによる単純
修正も可能であり、当該修正の詳細については、図８に
て後ほど説明する。

【００２１】また、図６の３−ＳＷＩＮＰ２の部分の破
線にて示す波形３５は、上の１−ＳＷＩＮＰ０の波形３
３をコピーしたものである。当該の様に他ポートへ定義
したデータと同じ波形を作成したい場合は新規に編集を
行なわなくとも、容易にコピー出来ることは言うまでも
ない。

【００２２】次に、前記にて作成済のデータを修正する
場合の例を示す。

【００２３】図８に、波形入力手段（マウスでの修正
例）を示す。

【００２４】本図の４２は既作成の波形データ表示ウィ
ンドウの一部を示し、４５はマウスにて修正する前の波
形データ、４６はマウスにて修正した後の波形データを
示す。修正前の波形４５を修正後の波形４６のように、
１ｍｓ時点からHigh信号を出力する様に修正したい場
合、波形データ表示ウィンドウ中で移動したい部分の先
頭のエッジ（右側の矢印（マウス）の指してるところ）
４３をクリックしながら目的の位置である左側の矢印の
ところ４４までマウスを動かす。それにより、エッジ以
降の波形はそのまま左に移動する。また、修正完了とと
もに、入力又は修正情報は下記に述べる形式にて図３に
示す事象情報定義ファイル２２に反映される。

【００２５】次に、前記波形データにて実際にデータを
定義した例を２パターン紹介する。図９にタイミングチ
ャートと外部事象情報(その１)を示す。タイミングチャ
ート４７は繰り返しの無い波形を生成する場合の一例で
ある。タイミングチャート４７に示すポート１０へのシ
ミュレーションは、Highを５ｍsec，Lowを８ｍsec，Hig
hを５ｍsec，Lowを１２ｍｓ出力する例であり、前記の
外部事象情報入力により事象生成情報情報（［ＰＮ］）
と単外部事象生成情報（［ＳＧ］）４９を含んだ事象情
報定義ファイル４８が生成される。以下にその詳細を示
す。

【００２６】ａ）複合外部事象Ｐ１は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４に示す４個の単外部事象と紐付けられており、
その繰返し回数は１回を示す。

【００２７】ｂ）単外部事象Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４
は、ポートＮo.１０に対し指定のスタート時間が経過し
た後、継続時間分High又はLow データを出力する。特
に、＊１の様に前回シーケンスが存在する場合、スター
ト時間は前回シーケンスＮＯを指定することで自動計算
される。

【００２８】図１０に、タイミングチャートと外部事象
情報（その２）を示す。

【００２９】本図は、タイミングチャート５０のように
繰り返しの多い規則的な波形を生成する場合の一例であ
る。タイミングチャート５０に示すポート１０のデータ
は、Highから始まりHighを５ｍｓ、Low を１０ｍｓの繰
り返しによって生成される波形であり、前記の外部事象
情報入力により、事象情報定義ファイル５１を生成す
る。以下にその詳細を示す。

【００３０】ａ）複合外部事象Ｐ１は、Ｓ１とＳ２に示
す２個の単外部事象と紐付けられており、その繰返し回
数は２０回を示す。

【００３１】ｂ）単外部事象Ｓ１は、１０番のＩ／Ｏポ
ートへ事象発生時から、５ｍｓ間High信号を生成させ
る。

【００３２】ｃ）単外部事象Ｓ２は、１０番のＩ／Ｏポ
ートへＳ１の終了時間後（Ｓ１のスタート時間＋５ｍｓ
後）、１０ｍｓ間Low 信号を生成させる。

【００３３】以上、規則的な波形は入力データをパター
ン化できるので、少しの入力（マンマシン処理）で広域
な波形を生成できるが、不規則な波形は入力データのパ
ターン化が不可能なため入力回数が多くなり、広域な波
形生成には向かず、部分的な生成や修正等に適してい
る。

【００３４】最後に、波形入力手段の動作を図１１のフ
ローチャートを用いて説明する。

【００３５】先ず、タイミングチャートにて生成させた
い外部事象を確認し（Ｓ５４）、外部事象情報を入力す
る（Ｓ５５）。次に、当該にて生成された波形を確認す
る（Ｓ５６）。この時点で、修正が必要と判断した場合
には再入力、もしくは、マウスでの修正を行なうことに
なる。当該が外部事象として定義され（Ｓ５８）、シミ
ュレータの起動・動作指示にて主メモリへ読み上げら
れ、Ｉ／Ｏポートへのシミュレーションが実行される。

【００３６】以上、本発明によりタイミングチャートの
作成，修正をホストマシンである電子計算機の画面上
で、より視覚的に、グラフィカルに処理できる。

【００３７】次に、本発明の第二の特徴である波形表示
手段について説明する。

【００３８】図１２に波形表示手段例を示す。本図にお
いて、５９は実行環境構成を示している。６０は、シン
グルチップマイコンを示しており、その中に、デバック
対応プログラム６２が組み込まれたマイコンのＣＰＵ６
３があり、６１はシングルマイコンチップを代用するシ
ミュレータである。このことにより、実際のシングルマ
イコンチップなしでも、デバック時にはデバック対応プ
ログラムを用いてシミュレートできる。

【００３９】また、本図中段は、シングルチップマイコ
ン６０とハードウエア６４間の関係を示し、シングルチ
ップマイコン６０とハードウエア６４間はＩ／Ｏポート
Ｐ１〜Ｐ３がマイコン側の収集情報(入力情報)、Ｐ４〜
Ｐ６が制御情報（出力情報）端子となっている。本発明
は当該入出力情報をとらえ、ホストマシンである電子計
算機の画面上にリアルタイムに、且つグラフィカルに表
示することで、一目で状況が把握できるデバッグ環境を
実現させた。

【００４０】次に、波形表示手段の動作を図１３のフロ
ーチャートを用いて説明する。

【００４１】本波形表示手段の動作は当該処理が画面上
に表示されている場合にかぎり行なわれ、当該条件該当
時に本シミュレータがデバッグ対応プログラムの１命令
シミュレートの直後、図１３の処理をコールする。該処
理ではシミュレータが内部で発生させる入力用全Ｉ／Ｏ
ポートの情報を読み込み（Ｓ６６，Ｓ６７）、必要な波
形情報を保存する。また、マイコン側が生成する出力用
全Ｉ／Ｏポートの情報を読み込み（Ｓ６８，Ｓ６９）、
必要な波形情報を保存する。最後に保存されている各Ｉ
／Ｏポートの入出力情報をタイミングチャートとして画
面に表示する（Ｓ７０）。

【００４２】以上の処理をプログラムの１命令をシミュ
レーション（実行）するたびに実行するため、リアルタ
イムな表示が可能となる。また、シミュレーション実行
時に波形表示手段はリアルタイムな表示とともに、該情
報を自動的にファイルに記録しておくので、再表示する
こと（再生表示）も可能となっている。そして、該再生
表示機能にはスクロール機能はもちろんのこと、拡大や
縮小の可能なズーム機能、変化位置の自動検索のできる
トリガー機能等を備えていることは言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】本発明の波形入力手段により、外部事象
情報定義の設定，編集をホストマシンである電子計算機
の画面上でタイミングチャートとしてグラフィカルに処
理できる事、外部事象情報定義とその確認を同時に、複
雑な計算無しで、より視覚的に判断できる事、また、メ
ニュー選択形式にてコピー，移動，削除，ズームアップ
等の機能を選択できる事で、シミュレーション用の波形
データ作成・修正工数の大幅削減が可能となる。

【００４４】また、マウスにて外部事象定義の微調整も
容易に行なえるため、多種多様なデバッグ条件の設定が
可能となり、デバッグプログラムの品質向上が図れる。

【００４５】また、波形表示手段により、指定Ｉ／Ｏポ
ートの入出力情報をリアルタイムに表示できる事で、よ
り高品質なデバッグが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シミュレータ構成図である。

【図２】実行環境である電子計算機の構成図である。

【図３】事象情報定義ファイルのフォーマットである。

【図４】監視事象と発生させる外部事象の関連図であ
る。

【図５】単外部事象発生情報とタイミングチャートの関
係図である。

【図６】波形入力手段（初期値作成例）の図である。

【図７】外部事象情報入力処理のフローチャートであ
る。

【図８】波形入力手段（マウスでの修正例）の図であ
る。

【図９】タイミングチャートと外部事象情報（その１）
の図である。

【図１０】タイミングチャートと外部事象情報（その
２）の図である。

【図１１】波形入力手段処理フローチャートである。

【図１２】波形表示手段例の図である。

【図１３】波形表示手段のフローチャートである。

【符号の説明】

１…ディスプレイ、２…キーボード、３…ディスク装
置、４…デバッグ対応プログラム、５…事象情報定義フ
ァイル、６…中央処理装置、７…シミュレータ本体、８
…コマンド制御手段、９…マイコンシミュレータ、１０
…波形入力手段、１１…波形表示手段、１２…シミュレ
ータカーネル、１３…外部事象発生開始タイミング監視
手段、１４…外部事象発生手段、１５…Ｉ／Ｏシミュレ
ータ、１６…Ｉ／Ｏポートシミュレータ、１７…タイマ
シミュレータ、１８…ＳＣＩシミュレータ、１９…Ａ／
Ｄ変換器シミュレータ、２０…割込みシミュレータ、２
１…主記憶装置、２２…事象情報定義ファイル、２３，
４８，５１…事象情報定義ファイル例、２４…外部事象
発生開始タイミング監視処理、２５…複合監視事象チェ
ック情報、２６…単監視事象チェック情報、２７，５２
…複合外部事象発生情報、２８…単外部事象発生情報、
２９…外部事象発生待ち行列、３０，３２，４７，５０
…タイミングチャート、３１…波形入力処理、３３…波
形(コピー元)、３４…波形（初期値入力）、３５…波形
（コピー先）、４２…修正過程タイミングチャート、４
３…修正前エッジ位置、４４…修正後エッジ位置、４５
…修正前波形、４６…修正後波形、４９，５３…単外部
事象生成情報、５３…単外部事象生成情報、５９…構
成、６０…シングルチップマイコン、６１…シミュレー
タ、６２…デバッグ対応プログラム、６３…ＣＰＵ、６
４…ハードウエア、６５…情報内容（タイミングチャー
ト）例。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩入 喜敬 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 中里 敏行 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ターゲットとなるシングルチップマイコン
   のシミュレータ本体とデバッグ対象プログラムとシング
   ルチップマイコンのＩ／Ｏポートに供給する外部事象情
   報をデータファイルとしてメモリ上に読み込み、これら
   のデータに基づいて、電子計算機内で、ターゲットシン
   グルチップマイコンにおけるデバッグ対象プログラムの
   動作をシミュレーションするシミュレーション方式であ
   り、さらに、前記シングルチップマイコンのＩ／Ｏポー
   トに供給する外部事象の生成を開始するタイミングと当
   該外部事象の信号を前記シミュレータとは独立したプロ
   グラム形式とし、且つ、論理式にて前記外部事象情報フ
   ァイルへ定義できるシミュレーション方式において、 前記外部事象情報の定義をグラフィカルに行なうことが
   出来るウインドウ画面を具備した編集手段を設けたこと
   を特徴とするシングルチップマイコンシミュレータ。
2. 【請求項２】前記請求項１のシミュレータにおいて、さ
   らに、前記シングルチップマイコンの指定Ｉ／Ｏポート
   を監視する機能を設け、該Ｉ／Ｏポートへの入出力信号
   をリアルタイムに表示出来るウインドウ画面を具備した
   表示手段を設けたことを特徴とするシングルチップマイ
   コンシミュレータ。
3. 【請求項３】処理装置，主記憶装置，ディスク装置，デ
   ィスプレイ及びキーボードを有する電子計算機から構成
   され、ターゲットとなるシングルチップマイコン制御用
   プログラムをデバッグするシングルチップマイコンのシ
   ミュレーションを行なうシングルチップマイコンのシミ
   ュレータにおいて、前記処理装置は、前記ターゲットシ
   ングルチップマイコンのシミュレーションを実行するマ
   イコンシミュレータ機能と、前記ターゲットシングルチ
   ップマイコンのＩ／ＯをシミュレーションするＩ／Ｏシ
   ミュレータ機能と、割込処理をシミュレーションする割
   込シミュレータと、前記シングルチップマイコンのＩ／
   Ｏポートに供給する外部事象の生成を開始するタイミン
   グと当該外部事象の信号を前記シミュレータとは独立し
   たプログラム形式とし、且つ、論理式にて前記外部事象
   情報ファイルへ定義できる機能と、前記外部事象情報の
   生成をグラフィックイメージで容易に行なうことが出来
   るウインドウ画面を具備した編集手段と、前記シングル
   チップマイコンの指定Ｉ／Ｏポートへの入出力信号をリ
   アルタイムに表示出来るウインドウ画面を具備した表示
   手段を設けたことを特徴とするシングルチップマイコン
   シミュレータ。