JPH07121405A - シミュレーション方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器組込み型マイクロコンピュータ用ソフト
ウェアをターゲットマシンと異なる汎用計算機でシミュ
レーションしてテスト／デバッグ作業を効率的に行う。 【構成】 ＭＰＵ、及びメモリを模擬するＭＰＵシミュ
レータと、入出力装置を模擬するＩ／Ｏモデル、及びＭ
ＰＵと１つ以上の入出力装置を接続する信号線群を模擬
するＩ／Ｏモニタとで構成されるＩ／Ｏシミュレータで
あり、上記ＭＰＵシミュレータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏ
モニタを別計算機において動作させ、それらの計算機を
ネットワークで接続しデータを授受することによりシミ
ュレーションを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機器組込み型マイクロ
コンピュータ用ソフトウェアを、実際にソフトウェアが
稼働するターゲットマシンと異なる汎用計算機でシミュ
レーションしてテスト／デバッグ作業を行うためのシミ
ュレーション方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイコンシステムの開発では、システム
設計の後にハードウェアとソフトウェアを並行に開発し
ている。このような機器組込み型ソフトウェアの開発に
おいては、ハードウェアの開発以前にソフトウェアのテ
ストを行わなければならないという前提があった。そこ
で、ソフトウェアのテストには、実際のコンピュータシ
ステムと論理的等価にシミュレーションを行なうシミュ
レータを用いて、テスト／デバッグを行っている。例え
ば、コンピュータのＭＰＵとメモリ部を模擬するＭＰＵ
シミュレータを用いてコンピュータ用ソフトウェアを実
行することで、テスト／デバッグを行っている。又、Ｍ
ＰＵシミュレータでの入出力命令（以下、Ｉ／Ｏ命令）
に対するシミュレーションは、疑似的なデータの設定を
行うなどしてテスト可能であったが、手間がかかるた
め、入出力制御部の制御動作を模擬する入出力モデル、
ＭＰＵとバスライン部の制御を模擬して前記入出力モデ
ルの実行を制御する入出力モニタ、前記各入出力モデル
の入出力データを一括管理する入出力ファイルで構成さ
れる入出力シミュレータを用いて、入出力命令に対する
シミュレーションを行っている。

【０００３】このような機器組込み型ソフトウェアのテ
スト／デバッグ作業を支援する従来技術として、「シミ
ュレーション方式」（特開昭６２ー２７４４３６）、
「複数マイクロプロセッサシステムシミュレーション方
式」（特願平１ー２８８８８９）がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、独立
に動作可能であるが、Ｉ／Ｏシミュレータ（Ｉ／Ｏモニ
タ、Ｉ／Ｏモデル）はＭＰＵシミュレータに付属し、Ｍ
ＰＵシミュレータと一体となって動作していた。このた
め、複数のＭＰＵと複数の入出力装置のあるシステムの
動作を模擬するためには、ＭＰＵシミュレータを複数動
作させ、複数の入出力装置の同期機能を個々のＭＰＵシ
ミュレータに付属するＩ／Ｏシミュレータ（Ｉ／Ｏモニ
タ、Ｉ／Ｏモデル）各々に分散して設ける必要があっ
た。即ち、Ｉ／Ｏシミュレータ（Ｉ／Ｏモニタ、Ｉ／Ｏ
モデル）作成者は、複数の入出力装置の同期機能を個々
のＭＰＵシミュレータに付属するＩ／Ｏモデルの数だけ
作成する必要があり、シミュレータの数が増大するほ
ど、作成作業も複雑化し、困難になる問題があった。

【０００５】又、上記従来技術は、シミュレータの実行
動作も複雑化し、効率が悪くなるという問題があった。
又、上記従来技術は、ＭＰＵシミュレータ、Ｉ／Ｏモニ
タ、Ｉ／Ｏモデル各々の間で関数呼出しを行うことによ
り、シーケンシャルなシミュレーションを実現している
が、模擬対象マイコンシステムの装置構成に変更が起き
る度に、各々の関数の呼び出し先、そして呼び出し元の
モジュールを修正しなければいけないという問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、従来の方式における上述
の問題を解消するシミュレーション方式を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、本発明のシミュレーション方式は、マイクロプロ
セッサユニット（以下、ＭＰＵ）、及びメモリを模擬す
るＭＰＵシミュレータと、入出力装置を模擬する入出力
装置模擬部（以下、Ｉ／Ｏモデル）、及びＭＰＵと１つ
以上の入出力装置を接続する信号線群を模擬する入出力
装置模擬部実行制御機構（以下、Ｉ／Ｏモニタ）とで構
成される入出力シミュレータ（以下、Ｉ／Ｏシミュレー
タ）であり、上記ＭＰＵシミュレータ、Ｉ／Ｏモデル、
Ｉ／Ｏモニタを別計算機において動作させ、それらの計
算機をネットワークで接続しデータを授受することによ
りシミュレーションを行うことを手段とする。

【０００８】又、前記の方法において、ＭＰＵシミュレ
ータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを別プロセスで互い
に動作させ、それらのプロセスをネットワークで接続し
データを授受することによりシミュレーションを行うこ
とを手段とする。又、前記の方法において、 ＭＰＵシ
ミュレータとＩ／Ｏモデルの間での同期管理と割込み管
理を行なう機能をＩ／Ｏモニタに持たせることを手段と
する。又、前記の方法において、数のＭＰＵシミュレー
タ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを動作させる時、これ
らの同期管理と割込み管理を行なう機能を複数の ＭＰ
Ｕ、及び入出力装置間を接続する信号線群を模擬するシ
ステムバスＩ／Ｏモニタに持たせることを手段とする。

【０００９】

【作用】本発明の目的を達成するため、本発明は、ＭＰ
Ｕシミュレータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを別計算
機上で動作させることにより、計算機の負荷を減少可能
にし、かつ複数のマイクロプロセッサを搭載した複雑な
コンピュータシステムでも実際のコンピュータシステム
と同等の動作をシミュレート可能にし、ひいては、テス
ト／デバッグ作業を効率化することにある。

【００１０】又、前記の方法において、ＭＰＵシミュレ
ータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを別プロセス上で動
作させることにより、複数のマイクロプロセッサを搭載
した複雑なコンピュータシステムでも実際のコンピュー
タシステムと同等の動作をシミュレート可能に、かつ従
来では複数の入出力装置の同期機能をＩ／Ｏモデルの数
だけ作成したが、それを一つに統一できることができ、
ひいては、テスト／デバッグ作業を効率化することにあ
る。

【００１１】又、前記の方法において、ＭＰＵシミュレ
ータとＩ／Ｏモデルの間での同期管理と割込み管理を行
なう機能をＩ／Ｏモニタに持たせることにより、複数の
マイクロプロセッサを搭載した複雑なコンピュータシス
テムでも実際のコンピュータシステムと同等の動作をシ
ミュレート可能に、かつ従来では複数の入出力装置の同
期機能をＩ／Ｏモデルの数だけ作成したが、それを一つ
に統一できることができ、ひいては、テスト／デバッグ
作業を効率化することにある。

【００１２】又、前記の方法において、複数のＭＰＵシ
ミュレータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを動作させる
時、これらの同期管理と割込み管理を行なう機能を複数
のＭＰＵ、及び入出力装置間を接続する信号線群を模擬
するシステムバスＩ／Ｏモニタに持たせることにより、
複数のマイクロプロセッサを搭載した複雑なコンピュー
タシステムでも実際のコンピュータシステムと同等の動
作をシミュレート可能に、かつ従来では複数の入出力装
置の同期機能をＩ／Ｏモデルの数だけ作成したが、それ
を一つに統一できることができ、ひいては、テスト／デ
バッグ作業を効率化することにある。

【００１３】又、前記の方法において、プロセス間通
信、計算機間通信はソケット通信を用いて行なうことに
より、計算機の機種を問わないオープン化システムを実
現することができ、かつ模擬対象マイコンシステムの装
置構成に変更が起きても、通信で送る相手先のデータを
変更するだけでシミュレーションの呼び出し先を動的に
変更でき、かつモジュールの修正作業を不要にし、ひい
ては、テスト／デバッグ作業を効率化することにある。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の対象であるシミュレータの
構成を示す図である。図２は本発明を適用したシミュレ
ータを動作させるハードウェア環境を示す図である。例
えば、図１について、１０１はＭＰＵシミュレータであ
り、汎用計算機内のメモリ１０４に読み込んだ被テスト
プログラム１０３を実行するＭＰＵ（Micro Processer
Unit）の動作をシミュレーションするものである。１０
２は入出力シミュレータであり、上記ＭＰＵシミュレー
タにおいて被テストプログラム１０３を実行シミュレー
ションした結果、ＭＰＵシミュレータが模擬する対象外
の周辺機器への入出力信号がある場合、その入出力信号
に対する周辺機器の動作をシミュレートするものであ
る。入出力シミュレータ１０２は、入出力装置自体の動
作を模擬するＩ／Ｏモデル１０６と、ＭＰＵシミュレー
タからの入出力信号に対するバスの動作をシミュレーシ
ョンすると共にＩ／Ｏモデルの実行を制御するＩ／Ｏモ
ニタ１０５とから構成されている。

【００１５】図２について、２０６は開発拠点内で複数
の計算機を接続する通信路を、２０８、２０９、２１０
はシミュレータを動作させる汎用計算機を、２０７は計
算機に接続された記憶装置をそれぞれ示している。ここ
で記憶装置２０７はソフトウェア開発で作成されるテス
トデータ、仕様書、プログラム等の全ての情報を一元管
理する。またネットワークで接続された汎用計算機の内
部構成で、外部記憶装置２０５は、本発明のシミュレー
ション方式の被テストプログラムを格納する。メモリ２
０１は、システムを実行する場合に外部記憶装置２０５
より、シミュレーション方式の被テストプログラムを読
み込むといった一時的にデータやプログラム等を記憶す
る内部記憶装置を示す。ＭＰＵ２０３は、メモリ２０１
に読み込んだシミュレーション方式のプログラムを実行
する演算装置や制御装置を、入力装置２０４は、利用者
が実行する指示を入力するキーボード、マウス等の装置
を、表示装置２０２は、利用者への確認事項などを表示
する装置をそれぞれ示す。

【００１６】図３、図４、図５は本発明の実施例におけ
るＭＰＵシミュレータで入出力命令が起きた時のそれぞ
れの制御フローを示す図であり、図３はＭＰＵの制御フ
ローを、図４はＩ／Ｏモニタの制御フローを、図５はＩ
／Ｏモデルの制御フローをそれぞれ示す。図６、図７は
ＭＰＵシミュレータとＩ／Ｏモニタ間、Ｉ／Ｏモニタと
Ｉ／Ｏモデル間をやりとりするメッセージの内容をそれ
ぞれ示す図である。

【００１７】本実施例ではＩ／Ｏモデル「モデル１」に
Ｉ／Ｏ命令としてアドレス値「６５６」、レジスタ値
「２８」を設定したら、どのようなハードウェア動作を
行うか、という例を用いて、図３、図４、図５を基に本
実施例を説明する。但し、図２で示す計算機２０８には
ＭＰＵシミュレータが、計算機２０９にはＩ／Ｏモニタ
が、計算機２１０にはＩ／Ｏモデルがそれぞれ動作して
いるものとする。

【００１８】ＭＰＵシミュレータにコマンド入力が起き
た時、入力されたコマンドから、命令とクロックサイク
ル数の値が幾つになったら、周期メッセージをＩ／Ｏモ
ニタに送信するかを表す基準値を抽出する（ステップ３
０１、ステップ３０２）。次に抽出した命令がＩ／Ｏ命
令かを検索する（ステップ３０３、ステップ３０４）。

【００１９】入力された命令がＩ／Ｏ命令でない場合は
ステップ３０２の処理を行なう。Ｉ／Ｏ命令の場合、Ｍ
ＰＵシミュレータはＩ／Ｏ命令に対応したバス情報をＰ
ＩＯメッセージとして、Ｉ／Ｏモニタに送信する（ステ
ップ３０５）。この時に、ＭＰＵシミュレータは送信先
がわからない、つまりどのＩ／Ｏモデルに対してのＩ／
Ｏ命令かは判断できない状態なので、ＰＩＯメッセージ
内の送信先には何も設定せず、Ｉ／Ｏモニタに送信す
る。図６で示す６０１がＭＰＵシミュレータからＩ／Ｏ
モニタに送信されたＰＩＯメッセージの内容である。例
えば、６０２はメッセージの種別を表し、ここではメッ
セージ６０１はＩ／Ｏ命令についてのメッセージである
ことを表す。「送信」６０３は信号を外部の伝送路に送
り出すという意味を表し、「ＭＰＵ」６０４は送信元を
表す。６０５は送信先を表すが、どのＩ／Ｏモデルに対
してのＩ／Ｏ命令かわからないので、ここでは空白であ
る。「ＩＯ ＷＲ」６０６は実際の装置上での信号線の
名称を表し、信号線はレジスタライトを行う時に使用す
るバスの名称である。「６５６」６０７はＩ／Ｏ命令を
実行させるＩ／Ｏモデルのアドレス値を表し、「２８」
６０８はアドレスのレジスタ値をそれぞれ示す。

【００２０】次に、ＰＩＯメッセージを受信したＩ／Ｏ
モニタは、ＰＩＯメッセージが送信か、または返信かを
メッセージ内から判別する（ステップ４０１）。送信で
あれば次に、アドレスバスの内容を管理しているＩ／Ｏ
マップと照合し（ステップ４０２）、合致するアドレス
のＩ／Ｏモデル名を該ＰＩＯメッセージ内の送信先に設
定（ステップ４０３）、そしてＰＩＯメッセージをＩ／
Ｏモデルに送信する（ステップ４０４）。図８は、アド
レスバスの内容を管理しているＩ／Ｏマップの内容を示
す図である。例えば、図６で示す６０９がＩ／Ｏモニタ
からＩ／Ｏモデルに送信されたＰＩＯメッセージの内容
である。ここで、入力命令の対象となるＩ／Ｏモデル
は、図８で示す８０１の内容から、該当するＩ／Ｏモデ
ルは「モデル１」６１０であることがわかる。

【００２１】次に、ＰＩＯメッセージの送信先に合致す
るＩ／ＯモデルがＰＩＯメッセージを受信すると、Ｉ／
ＯモデルはＰＩＯメッセージ内の制御線に対応したレジ
スタリード／レジスタライトの処理を行う。レジスタリ
ードの場合は、ＰＩＯメッセージ内のデータバスに、リ
ードした結果を設定して、ステップ５０２の処理を行う
（ステップ５１３）。レジスタライトの場合、Ｉ／Ｏモ
デルはＭＰＵの入出力命令に対応したハードウェア動作
を行う（ステップ５１２）。ここでハードウェアが動作
している状態でイベントが発生した場合（ステップ５０
３）、以下の処理を行う。発生したイベントに必要な時
間を生成、そして生成した時間とＩ／Ｏモデル名をイベ
ント登録メッセージに設定してＩ／Ｏモニタに送信する
（ステップ５０４）。ここでの生成する時間は、Ｉ／Ｏ
モデルがＩ／Ｏモニタから送信されたＰＩＯメッセージ
を受信してからＩ／Ｏモニタにイベント登録メッセージ
を送信するまでの時間を表す。イベント登録メッセージ
を受信したＩ／Ｏモニタは、イベント登録メッセージに
設定されているイベントに必要な時間とＩ／Ｏモデル名
をＩ／Ｏモニタで管理しているイベント登録テーブルに
登録する（ステップ４０６）。イベント登録テーブルに
登録し終えたら、イベント登録メッセージをＩ／Ｏモデ
ルに返信する（ステップ４０６）。

【００２２】返信されてきたイベント登録メッセージを
受信したＩ／Ｏモデルは、現在動作しているハードウェ
アの処理を一旦放棄し、ＰＩＯメッセージをＩ／Ｏモニ
タに返信する（ステップ５０２）。本実施例では、ハー
ドウェア動作を行なっている最中にＩ／Ｏモデル「モデ
ル１」内にイベントが発生したものとして以下を説明す
る。図６で示す６１１がＩ／Ｏモデル「モデル１」から
Ｉ／Ｏモニタに送信されたイベント登録メッセージの内
容を、そして６１３がＩ／ＯモニタからＩ／Ｏモデル
「モデル１」に返信されたイベント登録メッセージの内
容である。ここで６１１内の「１」６１２は、Ｉ／Ｏモ
デル「モデル１」内で生成した時間を示す。

【００２３】次に、返信されてきたＰＩＯメッセージを
受信したＩ／Ｏモニタは、受信したＰＩＯメッセージが
送信か、または返信かをＰＩＯメッセージ内から判別し
（ステップ４０１）、返信であればＰＩＯメッセージ内
の送信元、つまりＭＰＵシミュレータに返信する（ステ
ップ４０５）。図６で示す６１４が、Ｉ／Ｏモデル「モ
デル１」からＩ／Ｏモニタ返信されてきたＰＩＯメッセ
ージの内容を示す。Ｉ／ＯモニタからＭＰＵシミュレー
タに返信したＰＩＯメッセージの内容も６１４と同じで
ある。

【００２４】返信されてきたＰＩＯメッセージを受信し
たＭＰＵシミュレータは、次に１命令を処理する毎にク
ロックサイクル数をカウント（ステップ３０６）、そし
てステップ３０１で抽出したクロックサイクル数の基準
値と比較する（ステップ３０７）。比較した結果、等し
くない場合は、ステップ３０２の処理を行なう。等しい
場合はＩ／Ｏモニタに周期メッセージを送信する（ステ
ップ３０８）。図６で示す６１５がＭＰＵシミュレータ
からＩ／Ｏモニタに送信した周期メッセージの内容であ
る。

【００２５】Ｉ／Ｏモニタは受信した周期メッセージか
ら、現在Ｉ／Ｏモニタにイベントが発生しているＩ／Ｏ
モデルが存在するか、同じＩ／Ｏモニタで管理している
イベント登録テーブルを検索する（ステップ４０８）。
検索した結果、現在Ｉ／Ｏモニタにイベントが発生して
いるＩ／Ｏモデルが存在しない場合は、ステップ４１２
の処理を行う。存在する場合、イベント登録テーブルに
設定されている情報全てのイベント発生周期数をー１す
る（ステップ４０９）。

【００２６】イベント発生周期数を減算した際、イベン
ト登録テーブル内のイベント発生周期数が０になったＩ
／Ｏモデルが存在するか、再びイベント登録テーブルを
検索する（ステップ４１０）。イベント発生周期数が０
になったＩ／Ｏモデルが存在しない場合は、ステップ４
１２の処理を行う。イベント発生周期数が０になったＩ
／Ｏモデルが存在する場合は、Ｉ／Ｏモデル名をイベン
ト実行メッセージの送信先に設定して、イベント実行メ
ッセージをＩ／Ｏモデルに送信する（ステップ４１
１）。この時、イベント登録テーブル内のＩ／Ｏモデル
の情報は削除する。図６で示す６１６がＩ／Ｏモニタか
らＩ／Ｏモデル「モデル１」に送信したイベント実行メ
ッセージの内容である。図１１はイベント発生周期数を
１減算した後のイベント登録テーブルの内容を示す図で
ある。例えば、図１１で示す１１０１の内容から、Ｉ／
Ｏモニタは図６で示す６１６内の送信先として「モデル
１」６１８を設定し、Ｉ／Ｏモデル「モデル１」にイベ
ント実行メッセージを送信していることを示す。

【００２７】イベント実行メッセージを受信したＩ／Ｏ
モデルは、前回のイベント登録で一旦処理を放棄したハ
ードウェア動作を再開する（ステップ５０６）。Ｉ／Ｏ
モデルのハードウェア動作が終了したら、Ｉ／Ｏモニタ
にイベント実行メッセージを返信するが、ここで、ハー
ドウェア動作を行なっている最中に再びＩ／Ｏモデル内
にイベントが発生した場合（ステップ５０７）は、同様
にイベント登録メッセージをＩ／Ｏモニタに送信し、Ｉ
／Ｏモニタにイベントに必要な時間とＩ／Ｏモデル名を
イベント登録テーブルに登録する（ステップ５０８）。
またイベントが発生した時とは別に、ハードウェア動作
を行なっている最中にＩ／Ｏモデル内に割込みが発生し
た場合（ステップ５０９）、割込み登録メッセージをＩ
／Ｏモニタに送信し（ステップ５１０）、Ｉ／Ｏモニタ
で管理している割込み登録テーブルにモデル名を登録す
る。登録し終えたら、割込み登録メッセージをＩ／Ｏモ
デルに返信する（ステップ４０７）。本実施例では、ハ
ードウェア動作を行なっている最中にＩ／Ｏモデル「モ
デル１」内に割込みが発生したものとして以下を説明す
る。図１０はＩ／Ｏモニタで管理している割り込み登録
テーブルの内容を示す図である。例えば、図１０で示す
１００１の内容から、ハードウェア動作中にＩ／Ｏモデ
ル「モデル１」で割込みが起きたことを示している。図
７で示す７１０がＩ／Ｏモデル「モデル１」からＩ／Ｏ
モニタに送信された割込み登録メッセージの内容を、そ
して７１１がＩ／ＯモニタからＩ／Ｏモデル「モデル
１」に返信された割り込み登録メッセージの内容をそれ
ぞれ示す。ここで割込み登録メッセージ７１０を受信し
たＩ／Ｏモニタは、割込み登録メッセージ７１０内の送
信元「モデル１」７１２から図１０で示す「モデル１」
１００２を設定していることがわかる。

【００２８】Ｉ／Ｏモデルでのイベント発生、割込み発
生、もしくはＩ／Ｏモデルのハードウェア動作が終了し
たら、イベント実行メッセージをＩ／Ｏモニタに返信す
る（ステップ５１１）。図６で示す６１７がＩ／Ｏモデ
ル「モデル１」からＩ／Ｏモニタに返信されたイベント
実行メッセージの内容である。イベント実行メッセージ
を受信したＩ／Ｏモニタは、減算してイベント発生周期
数が０になったＩ／Ｏモデル全てについてイベント実行
メッセージの送信／返信の処理を行う。

【００２９】処理が終了したら、次に割込みが発生した
Ｉ／Ｏモデルが存在するか、同じＩ／Ｏモニタで管理し
ている割込み登録テーブルを検索する。割込みが発生し
たＩ／Ｏモデルが存在する場合のみ、周期メッセージ内
の制御線に、割込み要求が発生したＩ／Ｏモデルが存在
することを表す「ＲＥＱ」を設定する（ステップ４１
２）。

【００３０】次に、周期メッセージを送信元であるＭＰ
Ｕシミュレータに返信する（ステップ４１８）。図７で
示す７０３が、Ｉ／ＯモニタからＭＰＵシミュレータに
返信した周期メッセージの内容である。図１０で示す１
００１の内容から、Ｉ／Ｏモニタが周期メッセージをＭ
ＰＵシミュレータに返信する前に図７で示す制御線「Ｒ
ＥＱ」７１３を設定していることがわかる。

【００３１】返信されてきた周期メッセージを受信した
ＭＰＵシミュレータは、周期メッセージ内の制御線に割
込み要求が設定されているかを検索する。設定されてい
ない場合は、ステップ３０２の処理を行なう。割込み要
求が設定されている場合は、次に以下の処理を行なう。

【００３２】ＭＰＵシミュレータは割込み要求を表すＩ
ＮＴ ＡＣＫメッセージをＩ／Ｏモニタに送信する（ス
テップ３１１）。この時に、ＭＰＵシミュレータは送信
先がわからない、つまりどのＩ／Ｏモデルで割り込みが
発生したかわからない状態なので、ＩＮＴ ＡＣＫメッ
セージ内の送信先には何も設定せず、Ｉ／Ｏモニタに送
信する。図７で示す７０４がＭＰＵシミュレータからＩ
／Ｏモニタに送信されたＩＮＴ ＡＣＫメッセージの内
容である。ここでＩＮＴ ＡＣＫメッセージ内の送信先
７０５には何も設定されていないことがわかる。

【００３３】Ｉ／ＯモニタはＩＮＴ ＡＣＫメッセージ
を受信すると、送信か返信かを判定し（ステップ４１
３）、送信であればＩ／Ｏモニタで管理している割込み
登録テーブルを照合する（ステップ４１４）。照合した
結果、割込みが発生したＩ／Ｏモデルを送信先としてＩ
ＮＴ ＡＣＫメッセージ内の送信先にＩ／Ｏモデル名を
設定（ステップ４１５）、そしてＩＮＴ ＡＣＫメッセ
ージをＩ／Ｏモデルに送信する（ステップ４１６）。図
７で示す７０６がＩ／ＯモニタからＩ／Ｏモデル「モデ
ル１」に送信されたＩＮＴ ＡＣＫメッセージの内容で
ある。ここで図１０で示す割込み登録テーブル内の１０
０１から、図７で示す７０６内の送信先「モデル１」７
０７を設定していることがわかる。

【００３４】Ｉ／ＯモデルがＩＮＴ ＡＣＫメッセージ
を受信すると、次にＩ／Ｏモデルで発生した割込みを取
り下げるために、Ｉ／Ｏモニタに対して割込み取り下げ
メッセージを送信する（ステップ５０５）。図７で示す
７１４がＩ／Ｏモデル「モデル１」からＩ／Ｏモニタに
送信した割込み取り下げメッセージの内容である割込み
取り下げメッセージを受信したＩ／Ｏモニタは、管理し
ている割込み登録テーブルの中から、割込み取り下げメ
ッセージの送信元に設定されているＩ／Ｏモデルについ
ての情報を削除し、割込み取り下げメッセージをＩ／Ｏ
モデルに返信する。図７で示す７１５がＩ／Ｏモニタか
ら該Ｉ／Ｏモデル「モデル１」に返信してきた割込み取
り下げメッセージの内容である。

【００３５】返信されてきた割込み取り下げメッセージ
を受信したＩ／Ｏモデルはベクタ番号を抽出し、ベクタ
番号をＩＮＴ ＡＣＫメッセージ内のデータバスに設定
して、ＩＮＴ ＡＣＫメッセージをＩ／Ｏモニタに返信
する（ステップ５０５）。Ｉ／ＯモニタはＩＮＴ ＡＣ
Ｋメッセージの返信を受信すると、送信／返信を確認
し、返信であれば送信元であるＭＰＵシミュレータに返
信する。図７で示す７０８がＩ／ＯモデルからＩ／Ｏモ
ニタに、そしてＩ／Ｏモニタから送信元であるＭＰＵシ
ミュレータに返信したＩＮＴ ＡＣＫメッセージの内容
である。例えば、７０８内の７１６から、Ｉ／Ｏモデル
「モデル１」はベクタ番号として「８」を抽出し、ＩＮ
Ｔ ＡＣＫメッセージに設定していることがわかる。

【００３６】返信されてきたＩＮＴ ＡＣＫメッセージ
を受信したＭＰＵシミュレータは、次にＩＮＴ ＡＣＫ
メッセージ内のデータバスに設定されているベクタ番号
に対応する割込み処理ルーチンを起動する（ステップ３
１２）。割込み処理ルーチンが終了した後、ステップ３
０２の処理を行う。

【００３７】以上の述べたように、実際のシステムにお
いては、ＭＰＵ、Ｉ／Ｏデバイスそれぞれ並列に動作し
ており、システムクロック等により同期を採っている
が、シミュレータでクロックを模擬すれば実際のシステ
ムと同様に動作するが、周期が細かすぎてオーバヘッド
となる。本実施例では、ＭＰＵシミュレータが要求をだ
したら、要求の返信が返ってくるまで他の要求は実行で
きないようにすることにより、被テストプログラム実行
系とＩ／Ｏモデルをシーケンシャルに動作させ、交互に
同期時刻まで動作させることにより同期を採る。

【００３８】このように、内部的な論理状態の遷移を正
確に模擬し、入出力動作を時間に置き換えることによっ
て、割込み制御、バスライン制御等のコンピュータの制
御動作を実環境と等価に実現することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、以上に説明した処理手順を有
するので、以下に記載するような効果を奏する。ＭＰＵ
シミュレータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを別計算機
上で動作させることにより、計算機の負荷を減少可能に
し、かつ複数のマイクロプロセッサを搭載した複雑なコ
ンピュータシステムでも実際のコンピュータシステムと
同等の動作をシミュレート可能にし、ひいては、テスト
／デバッグ作業を効率化することができる。

【００４０】又、前記の方法において、ＭＰＵシミュレ
ータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを別プロセス上で動
作させることにより、複数のマイクロプロセッサを搭載
した複雑なコンピュータシステムでも実際のコンピュー
タシステムと同等の動作をシミュレート可能に、かつ従
来では複数の入出力装置の同期機能をＩ／Ｏモデルの数
だけ作成したが、それを一つに統一できることができ、
ひいては、テスト／デバッグ作業を効率化することがで
きる。

【００４１】又、前記の方法において、ＭＰＵシミュレ
ータとＩ／Ｏモデルの間での同期管理と割込み管理を行
なう機能をＩ／Ｏモニタに持たせることにより、複数の
マイクロプロセッサを搭載した複雑なコンピュータシス
テムでも実際のコンピュータシステムと同等の動作をシ
ミュレート可能に、かつ従来では複数の入出力装置の同
期機能をＩ／Ｏモデルの数だけ作成したが、それを一つ
に統一できることができ、ひいては、テスト／デバッグ
作業を効率化することができる。

【００４２】又、前記の方法において、複数のＭＰＵシ
ミュレータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを動作させる
時、これらの同期管理と割込み管理を行なう機能を複数
のＭＰＵ、及び入出力装置間を接続する信号線群を模擬
するシステムバスＩ／Ｏモニタに持たせることにより、
複数のマイクロプロセッサを搭載した複雑なコンピュー
タシステムでも実際のコンピュータシステムと同等の動
作をシミュレート可能に、かつ従来では複数の入出力装
置の同期機能をＩ／Ｏモデルの数だけ作成したが、それ
を一つに統一できることができ、ひいては、テスト／デ
バッグ作業を効率化することができる。

【００４３】又、前記の方法において、プロセス間通
信、計算機間通信はソケット通信を用いて行なうことに
より、計算機の機種を問わないオープン化システムを実
現することができ、かつ模擬対象マイコンシステムの装
置構成に変更が起きても、通信で送る相手先のデータを
変更するだけでシミュレーションの呼び出し先を動的に
変更でき、かつモジュールの修正作業を不要にし、ひい
ては、テスト／デバッグ作業を効率化することができ
る。

【００４４】以上を纒めれば、本発明により、テスト／
デバッグ作業を効率化することができ、開発期間の短縮
を図ることができるので、組込み型マイコン用ソフトウ
ェアの生産性を上げることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するシミュレータの構成を示す図
である。

【図２】本発明を動作させる汎用計算機の構成を示す図
である。

【図３】ＭＰＵシミュレータの制御フローを示す図であ
る。

【図４】Ｉ／Ｏモニタの制御フローを示す図である。

【図５】Ｉ／Ｏモデルの制御フローを示す図である。

【図６】ＭＰＵシミュレータ、Ｉ／Ｏモニタ、Ｉ／Ｏモ
デルの間で送信／返信するメッセージのフォーマットを
示す図である。

【図７】ＭＰＵシミュレータ、Ｉ／Ｏモニタ、Ｉ／Ｏモ
デルの間で送信／返信するメッセージのフォーマットを
示す図である。

【図８】Ｉ／Ｏマップの内容を示す図である。

【図９】イベント登録テーブルの内容を示す図である。

【図１０】割込み登録テーブルの内容を示す図である。

【図１１】イベント登録テーブルの内容を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１；ＭＰＵシミュレータ、１０２；入出力シミュレ
ータ、１０３；被テストプログラム、１０４；メモリ、
１０５；Ｉ／Ｏモニタ、１０６；Ｉ／Ｏモデル、２０
１；メモリ、２０２；表示装置、２０３；ＣＰＵ、２０
４；入力装置、２０５；外部記憶装置、３０１；コマン
ド入力待ち、３０２；命令フェッチ、３０３；命令解
析、３０５；Ｉ／Ｏ命令シミュレーション、３０６；ク
ロックサイクル数カウント、３０８；周期発生、３０
９；クロックサイクル数リセット、３１１；割込み受付
処理、３１２；割込みベクタ番号、４０２；Ｉ／Ｏマッ
プと照合、４０４；送信フォーマット転送、４０５；返
信フォーマット転送、４０６；イベント登録、４０７；
割込み登録、４１１；イベント発生モデルの実行、４１
２；割込み登録取得、４１４；割込み登録テーブルと照
合、４１６；送信フォーマット転送、４１７；返信フォ
ーマット転送、４１８；返信フォーマット転送、５０
２；返信フォーマット転送、５０４；イベント発生時間
登録、５０５；割込み取り下げ、５０６；イベント実行
ハードウェア動作実行、５０８；イベント発生時間登
録、５１０；割込み要求、５１１；返信フォーマット転
送、５１２；レジスタライト処理、５１３；レジスタリ
ード処理、６０２；ＰＩＯ、６０３；送信、６０４；Ｍ
ＰＵ、６０６；ＩＯ ＷＲ。

フロントページの続き (72)発明者 永松 祐嗣 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロプロセッサユニット（以下、ＭＰ
   Ｕ）、及びメモリを模擬するＭＰＵシミュレータと、入
   出力装置を模擬する入出力装置模擬部（以下、Ｉ／Ｏモ
   デル）、及びＭＰＵと１つ以上の入出力装置を接続する
   信号線群を模擬する入出力装置模擬部実行制御機構（以
   下、Ｉ／Ｏモニタ）とで構成される入出力シミュレータ
   （以下、Ｉ／Ｏシミュレータ）であり、上記ＭＰＵシミ
   ュレータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏモニタを別計算機にお
   いて動作させ、それらの計算機をネットワークで接続し
   データを授受することによりシミュレーションを行うこ
   とを特徴とするシミュレーション方式。
2. 【請求項２】請求項１記載のシミュレーション方式にお
   いて、上記ＭＰＵシミュレータ、Ｉ／Ｏモデル、Ｉ／Ｏ
   モニタを別プロセスで互いに動作させ、それらのプロセ
   スをネットワークで接続しデータを授受することにより
   シミュレーションを行うことを特徴とするシミュレーシ
   ョン方式。
3. 【請求項３】請求項１、２記載のシミュレーション方式
   において、 ＭＰＵシミュレータとＩ／Ｏモデルの間で
   の同期管理と割込み管理を行なう機能をＩ／Ｏモニタに
   持たせることを特徴とするシミュレーション方式。
4. 【請求項４】請求項１、２、３記載のシミュレーション
   方式において、複数のＭＰＵシミュレータ、Ｉ／Ｏモデ
   ル、Ｉ／Ｏモニタを動作させる時、これらの同期管理と
   割込み管理を行なう機能を複数の ＭＰＵ、及び入出力
   装置間を接続する信号線群を模擬するシステムバスＩ／
   Ｏモニタに持たせることを特徴とするシミュレーション
   方式。
5. 【請求項５】請求項１、２、３、４記載のシミュレーシ
   ョン方式において、プロセス間通信、計算機間通信はソ
   ケット通信を用いて行なうことを特徴とするシミュレー
   ション方式。