JPH09223025A - リアルタイム制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイコンシステムの製造コストを低く維持し
つつ複数の優先度の処理の制御を行うことが可能であ
り、プログラムの設計、開発が容易なリアルタイム制御
装置および方法を提供すること。 【解決手段】 複数のモジュールを、制御の内容によっ
て複数の優先度に分類して格納する制御処理モジュール
格納部１０１と、前記優先度ごとに、処理を表す識別子
と優先度とを格納する処理レベル格納部１０４と、実行
中の処理を表す識別子を格納する実行処理格納部１０２
と、スタック構造を有し、実行が中断された処理の識別
子を順次格納する待機処理格納部１０３とを備え、割り
込み発生時および処理終了時に、制御部１０６が前記各
格納部に格納されている内容を参照し、次に実行すべき
処理を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の周期ごとに
発生する一種類の割り込み要因による割り込みを利用し
て、家電製品等の機器の制御を行うマイコンシステムに
おけるリアルタイム制御装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の、マイコンシステムを使用した家
電製品等の制御においては、ユーザによるキー押下情報
の取得、センサによる値の検知など、対応する処理をリ
アルタイムで行わなければならない場合が多く存在す
る。それらに対応するため、家電製品に組み込まれるマ
イコンのように限られた資源での、リアルタイム制御の
実現が必要不可欠となっている。

【０００３】家電製品の分野における従来のリアルタイ
ム制御方法の一例として、プログラムのループによって
実現する方法（以下「ループ法」と呼ぶ）がある。以
下、ループ法について説明する。図２１は、ループ法を
使用してリアルタイム制御を行うマイコンシステムに組
み込まれたプログラムの処理内容を示すフロ−チャ−ト
である。

【０００４】同図において、回路制御処理とは、ポート
の入出力等のハードウェア制御のことであり、制御する
ハードウェアごとに決められた時間間隔で起動し、限ら
れた時間内に終了しなければならない処理である。シー
ケンス制御処理とは、データ設定等ハードウェア以外の
制御のことであり、起動の決められた時間間隔や処理時
間の制限がなく、順次に進行させればよい処理である。

【０００５】この例では、回路制御処理の起動のタイミ
ングとして割り込みを利用しており、回路制御処理の制
限時間は次の割り込みが発生するまでの間である。割り
込みを発生させるためには、タイマを使用してタイマ割
り込みを発生させる方法や、交流電源電圧を検知して等
間隔の割り込みを発生させる方法等がある。回路制御処
理の時間制限は、機器を正常に動作させるために厳守し
なければならないため、回路制御処理はシーケンス制御
処理よりも優先的に実行されなければならない。従っ
て、割り込みが発生するタイミング以前にシーケンス制
御処理を中断し、割り込み発生を待つように、予めシー
ケンス制御処理を分割してプログラムしている。そし
て、割り込み発生時（Ｓ２１１：Ｙｅｓ）には、まず回
路制御処理を行い（Ｓ２１２〜Ｓ２１４）、回路制御処
理終了後にシーケンス制御処理を行う（Ｓ２１５）。

【０００６】図２２はシーケンス制御処理の詳細な処理
内容を示すフロ−チャ−トである。前述のとおり、シー
ケンス制御処理は、所定の回路制御処理が終了した後、
次の割り込みが発生するまでの時間内に実行可能な複数
の処理単位に分割してプログラムしている。従ってこの
例では、シーケンス制御１〜シーケンス制御４に分割
し、プログラム内部のカウンタ（ＣＮＴ）の値を参照す
ることにより、どのシーケンス制御を行うかを決定して
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ループ法を使用する場合においては、マイコンシステム
のプログラム開発に際してシーケンス制御処理の分割を
行うため、機器の動作を詳細に検討してプログラムを設
計しなければならなかった。即ち、シーケンス制御１〜
シーケンス制御４を、それぞれ回路制御処理の終了後、
次回の割り込み発生までに終了させるようにプログラム
を設計するには、次回の割り込み発生までの時間を計算
して、一回の実行ごとの処理内容を決定しなければなら
ないなど、プログラムの設計行程において非常に繁雑な
検討が必要であるという問題点を有していた。

【０００８】また、複数の優先度の処理を制御するため
には、多段階割り込み可能な回路によるリアルタイム制
御装置を利用することが考えられるが、その場合には、
マイコンシステムの製造コスト上昇の原因となるという
問題点を有していた。以上の問題点に鑑み、本発明の第
一の目的は、リアルタイム処理を行うためのプログラム
の設計、開発を容易にできるリアルタイム制御装置及び
方法を提供することである。また、本発明の第二の目的
は、マイコンシステムの製造コストを低く維持しつつ、
複数の優先度の処理の制御を行うことを可能とするリア
ルタイム制御装置及び方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために請求項１に記載の発明は、所定の周期ごとに発生
する一種類の割り込み要因による割り込みを利用して、
機器の制御を行うマイコンシステムにおけるリアルタイ
ム制御装置であって、前記所定の周期内に終了するよう
にプログラムされた最も優先度の高い処理と、それ以外
の優先度を持つ処理とについて、処理の識別子と優先度
とを記憶する処理優先度記憶手段と、実行中の処理の識
別子を記憶する実行処理記憶手段と、実行が中断された
処理の識別子と中断時の処理の状況を示す情報とを順次
記憶する待機処理記憶手段と、前記割り込みの発生を受
けて、処理切り換え要求を出力する処理切り換え要求手
段と、前記処理切り換え要求を受けて、実行中の処理を
中断し、最も高い優先度を付与された処理の実行を開始
するとともに、前記実行処理記憶手段および前記待機処
理記憶手段の内容を更新する第１の制御手段と、処理の
終了を検知したときに、終了した処理の次に優先度が高
い処理の優先度と、前記待機処理記憶手段に最後に記憶
された識別子を有する処理の優先度とを比較する比較手
段と、前記比較手段の比較において、前者の方が高い場
合に、前者の処理の実行を開始するとともに、前記実行
処理記憶手段の内容を更新する第２の制御手段と、前記
比較手段の比較において、前者の方が低いか、または両
者の優先度が等しい場合に、後者の処理を、前記待機処
理記憶手段に記憶された中断時の処理の状況を示す情報
に基づいて中断時点から再開するとともに、前記実行処
理記憶手段および前記待機処理記憶手段の内容を更新す
る第３の制御手段とを有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、所定の
周期ごとに発生する一種類の割り込み要因による割り込
みを利用して、機器の制御を行うマイコンシステムにお
けるリアルタイム制御装置であって、前記所定の周期内
に終了するようにプログラムされた最も優先度の高い処
理と、それ以外の優先度を持つ処理とについて、処理の
識別子と優先度とを記憶する処理優先度記憶手段と、実
行中の処理の識別子を記憶する実行処理記憶手段と、実
行が中断された処理の識別子と中断時の処理の状況を示
す情報とを順次記憶する待機処理記憶手段と、前記割り
込みの発生を受けて、処理切り換え要求を出力する処理
切り換え要求手段と、前記処理切り換え要求を受けて、
実行中の処理を中断し、最も高い優先度を付与された処
理の実行を開始するとともに、前記実行処理記憶手段お
よび前記待機処理記憶手段の内容を更新する第１の制御
手段と、処理の終了を検知したときに、終了した処理の
次に優先度が高い処理の優先度と、前記待機処理記憶手
段に最後に記憶された識別子を有する処理の優先度とを
比較する比較手段と、前記比較手段の比較において、前
者の方が高い場合に、前者の処理の実行を開始するとと
もに、前記実行処理記憶手段の内容を更新する第２の制
御手段と、前記比較手段の比較において、前者の方が低
いか、または両者の優先度が等しい場合に、後者の処理
を、前記待機処理記憶手段に記憶された中断時の処理の
状況を示す情報に基づいて中断時点から再開するととも
に、前記実行処理記憶手段および前記待機処理記憶手段
の内容を更新する第３の制御手段とを有する。

【００１１】処理優先度記憶手段は、所定の割り込み発
生の周期内に終了するようにプログラムされた最も優先
度の高い処理と、それ以外の優先度を持つ処理とについ
て、処理の識別子と優先度とを記憶する。実行処理記憶
手段は、実行中の処理の識別子を記憶する。待機処理格
納手段は、実行が中断された処理の識別子と、中断時点
の処理の実行状況を示すレジスタの内容、プログラムの
アドレス等の情報を順次格納する。

【００１２】処理切り換え要求手段は、一種類の割り込
み要因による割り込みの発生を受けて、処理切り換え要
求を出力する。第１の制御手段は、前記処理切り換え要
求を受けて、実行中の処理を中断し、最も高い優先度を
付与された処理の実行を開始するとともに、前記実行処
理記憶手段および前記待機処理格納手段の内容を更新す
る。前述のとおり、最も優先度が高い処理は所定の割り
込みの周期内に終了する。即ち、割り込みの発生前に終
了するようにプログラムされているため、第１の制御手
段により中断される処理は最も優先度が高い処理以外の
処理である。従って、処理切り換え要求の出力時には、
必ず最も優先度の高い処理が実行されることになる。

【００１３】比較手段は、処理の終了を検知したとき
に、終了した処理の次に優先度が高い処理の優先度と、
前記待機処理記憶手段に最後に記憶された識別子を有す
る処理の優先度とを比較する。第２の制御手段は、前記
比較手段による比較において、終了した処理の次に優先
度が高い処理の優先度の方が高い場合に、終了した処理
の次に優先度が高い処理の実行を開始するとともに、前
記実行処理格納手段の内容を更新する。

【００１４】第３の実行手段は、前記比較手段による比
較において、終了した処理の次に優先度が高い処理の優
先度の方が低いか、または両者の優先度が等しい場合
に、前記待機処理記憶手段に最後に記憶された識別子を
付与された処理を、前記待機処理記憶手段に記憶された
中断時の処理の状況を示すレジスタの内容、プログラム
のアドレス等の情報に基づいて中断時点から再開すると
ともに、前記実行処理記憶手段および前記待機処理記憶
手段の内容を更新する。

【００１５】上記のように、終了した処理の次に優先度
が高い処理の優先度と、前記待機処理記憶手段に最後に
記憶された識別子を付与された処理の優先度とを比較し
て、実行すべき処理を決定することにより、一種類の割
り込み要因で複数段階の優先度を付与された処理の制御
を可能とする。また、請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載のリアルタイム制御装置においてさらに、処理
の終了を検知したときに、前記処理優先度記憶手段の内
容を参照し、終了した処理より優先度の低い処理が存在
するか否かを判定する判定手段を有し、前記比較手段
は、前記判定手段により存在すると判定された場合に、
終了した処理の次に優先度が高い処理の優先度と、前記
待機処理記憶手段に最後に記憶された識別子を有する処
理の優先度とを比較する。

【００１６】判定手段は、処理の終了を検知したとき
に、前記処理優先度記憶手段の内容を参照し、終了した
処理より優先度の低い処理が存在するか否かを判定す
る。比較手段は、前記判定手段により存在すると判定さ
れた場合に処理の優先度を比較することにより、終了し
た処理より優先度の低い処理が存在しない場合に機器の
制御を終了するなどの制御を行うことが可能となる。

【００１７】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載のリアルタイム制御装置において、前記
機器の制御を行う処理は、制御の内容により２段階の優
先度に分類され、優先度が高い方に分類された処理が、
リアルタイム性が厳しく要求される処理を含み、優先度
が低い方に分類された処理が、それ以外の処理を含む。

【００１８】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
または２に記載のリアルタイム制御装置において、前記
機器の制御を行う処理は、制御の内容により３段階の優
先度に分類され、最も優先度が高いと分類された処理
が、ポートとの入出力処理と、タイマの計時の際の基本
単位となるカウンタのインクリメント処理とを含み、次
に優先度が高いと分類された処理が、タイマの計時処理
と、ポート出力のリフレッシュ処理と、ポートから入力
されたデータに対して施す必要のある処理と、ポートへ
出力するデータを作成する処理とを含む。

【００１９】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４の何れかに記載のリアルタイム制御装置におい
て、前記処理切り換え要求手段は、タイマ割り込みを受
けて処理切り換え要求を出力する。また、請求項６に記
載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載のリアルタ
イム制御装置において、さらに、交流電源電圧の周期を
検知することにより、割り込みを発生する割り込み発生
手段を備える。

【００２０】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
乃至６の何れかに記載のリアルタイム制御装置におい
て、前記第１の制御手段は、前記実行処理格納手段の内
容に、最も高い優先度を付与された処理の識別子を上書
きする。また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至
７の何れかに記載のリアルタイム制御装置において、前
記待機処理格納手段は、スタック構造を有し、前記第１
の制御手段は、前記待機処理格納手段に、中断された処
理の識別子と中断時の処理の状況を示す情報とを追加す
る。

【００２１】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
乃至８の何れかに記載のリアルタイム制御装置におい
て、家電製品の制御を行うマイコンシステムに備えられ
ることを特徴とする。また、請求項１０に記載の発明
は、所定の周期ごとに発生する一種類の割り込み要因に
よる割り込みを利用して、機器の制御を行うマイコンシ
ステムにおけるリアルタイム制御方法であって、前記割
り込みの発生を受けて、処理切り換え要求を出力する処
理切り換え要求ステップと、前記処理切り換え要求を受
けて、実行中の処理を中断し、最も優先度の高い処理の
実行を開始する第１の実行ステップと、処理の終了を検
知したときに、終了した処理の次に優先度が高い処理が
存在する場合に、終了した処理の次に優先度が高い処理
の優先度と、最近に中断された処理の優先度とを比較す
る比較ステップと、前記比較ステップにおいて、前者の
方が高い場合に、前者の処理の実行を開始する第２の実
行ステップと、前記比較ステップにおいて、前者の方が
低いか、または両者の優先度が等しい場合に、後者の処
理を中断時点から再開する第３の実行ステップとを有す
る。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の第一の実施の形態に
おけるリアルタイム制御装置の構成を示すブロック図で
ある。同図のリアルタイム制御装置は、制御処理モジュ
ール格納部１０１、実行処理格納部１０２、待機処理格
納部１０３、処理レベル格納部１０４、処理切り換え要
求部１０５、制御部１０６を備える。

【００２３】制御処理モジュール格納部１０１は、行程
制御処理モジュール格納部１０１ａ、優先回路制御処理
モジュール格納部１０１ｂ、通常回路制御処理モジュー
ル格納部１０１ｃから構成される。行程制御処理モジュ
ール格納部１０１ａには、行程制御処理を行うためのモ
ジュールが格納される。ここで、行程制御処理とは、従
来の技術を説明した際のシーケンス制御処理に相当する
ものであり、処理を起動する時間間隔や、処理時間の制
限がなく、予め決定された実行手順に従って進行させれ
ばよい処理のことである。

【００２４】行程制御処理の具体例としては、洗濯機の
場合であれば、洗濯の各種コースを設定する「設定行程
処理」、給水や攪拌等を行う「洗い行程処理」、すすぎ
を行う「すすぎ行程処理」、排水や脱水を行う「脱水行
程処理」などが、また、電子レンジの場合であれば、調
理のコースを選択する「設定行程処理」、各種の調理を
行う「調理行程処理」などが挙げられる。

【００２５】優先回路制御処理モジュール格納部１０１
ｂには、優先回路制御処理を行うためのモジュールが格
納される。ここで、優先回路制御制御処理とは、従来の
技術を説明した際の回路制御処理に相当するものであ
り、決められた時間間隔で起動し、限られた時間内で終
了させる必要がある処理のことである。従来の技術の説
明でも述べたとおり、優先回路制御処理の実行について
の時間制限は、機器を正常に動作させるために厳守しな
ければならないため、行程制御処理に比べて優先的に実
行されなければならない。

【００２６】優先回路制御処理モジュール格納部１０１
ｂには、具体的には、ポートとの入出力に関する処理を
行うモジュールと、タイマの計時の際の基本単位となる
カウンタのインクリメントに関する処理を行うモジュー
ルとが格納される。ポートからの入力処理の具体例とし
ては、キーの押下の検知や、センサからの値の取得など
が挙げられる。

【００２７】ポートへの出力処理の具体例としては、Ｌ
ＥＤへの表示や、モータの起動、ヒータの起動などが挙
げられる。通常回路制御処理モジュール格納部１０１ｃ
には、通常回路制御処理を行うためのモジュールが格納
される。ここで、通常回路制御処理とは、優先回路制御
処理ほど実行する周期について厳密な制御を行う必要は
ないが、行程制御処理よりは優先して行う必要のある処
理のことである。

【００２８】通常回路制御処理モジュール格納部１０１
ｃには、具体的には、タイマの計時処理を行うモジュー
ルと、ポート出力のリフレッシュ処理を行うモジュール
と、ポートから入力してきたデータに対して施す必要の
ある処理を行うモジュールと、ポートへ出力するデータ
を作成する処理を行うモジュールとが格納される。タイ
マの計時処理とは、優先回路制御処理においてインクリ
メントされたカウンタの値に基づき、ユーザが用意した
タイマをインクリメントする処理である。例えば、カウ
ンタが１ミリ秒（１０００分の１秒）間隔でインクリメ
ントされる場合に、１秒単位のタイマを計時するとき
は、カウンタが１０００回インクリメントされた時点
で、タイマのインクリメントを一回行う。

【００２９】ポート出力のリフレッシュ処理とは、ＬＥ
Ｄへの表示を行った後、表示のちらつき等を防止するた
めに定期的に再出力を行うなど、定期的に出力データを
ポートへ出力する処理である。ポートから入力してきた
データに対して施す必要のある処理としては、例えば、
電子レンジで、庫内温度が上がりすぎたと温度センサが
検知した場合に、すぐに冷却ファンを起動させる処理な
どがある。

【００３０】ポートへ出力するデータを作成する処理と
しては、文字列のスクロール処理を行う場合、限られた
表示領域で文字がスクロールしているように見せかける
ために、表示する文字データを作成する処理などが挙げ
られる。実行処理格納部１０２は、特許請求の範囲に記
載の発明における実行処理記憶手段に相当する。実行処
理格納部１０２には、実行中の処理の識別子（以下、
「実行識別子」と呼ぶ）が格納される。処理の識別子に
ついては後述する。

【００３１】待機処理格納部１０３は、特許請求の範囲
に記載の発明における待機処理記憶手段に相当する。待
機処理格納部１０３には、制御部１０６が処理切り換え
要求部１０５からの処理切り換え要求を受けた時点で、
実行処理格納部１０２に格納されていた実行識別子が退
避される形で格納される。また、処理中断時点のレジス
タ等の内容、プログラムのアドレスなど、処理の中断時
点の状況を示す各種情報も、同時に退避される形で格納
される。従って、待機処理格納部１０３はスタック構造
を有し、複数の識別子および前述の情報を順次格納でき
るように構成されている。

【００３２】処理レベル格納部１０４は、特許請求の範
囲に記載の発明における処理優先度記憶手段に相当す
る。処理レベル格納部１０４には、制御処理モジュール
格納部１０１を構成する行程制御処理モジュール格納部
１０１ａと、優先回路制御処理モジュール格納部１０１
ｂと、通常回路制御処理モジュール格納部１０１ｃとに
それぞれ格納されているモジュールによって行われる処
理を表す識別子と、それぞれの識別子を有する処理の優
先度とが格納される。

【００３３】図５に、処理レベル格納部１０４のデータ
構造を示す。同図に示されるように、例えば、行程制御
処理モジュール格納部１０１ａに格納されているモジュ
ールによって行われる処理には、「行程制御処理」とい
う識別子が付与され、処理の優先度と対応付けられて格
納されている。ここで、優先度については、数字が小さ
いほど高い優先度が付与されていることを意味してい
る。

【００３４】処理切り換え要求部１０５は、特許請求の
範囲に記載の発明における処理切り換え要求手段に相当
する。処理切り換え要求部１０５は、一種類の非同期事
象を受けて、制御部１０６に処理切り換え要求を出力す
る。非同期事象の例としては、タイマ割り込みや、電源
電圧の周期的な変化を検知して出力される割り込み信号
等がある。

【００３５】制御部１０６は、特許請求の範囲に記載の
発明における第１の制御手段、判定手段、比較手段、第
２の制御手段、第３の制御手段に相当する。制御部１０
６は、処理レベル管理部１０６ａと、処理状態管理部１
０６ｂとを有する。処理レベル管理部１０６ａは、処理
切り換え要求部１０５からの処理切り換え要求を受け
て、実行処理格納部１０２と、待機処理格納部１０３
と、処理レベル格納部１０４とに格納されている内容を
参照して、処理切り換え後に実行すべき処理を判別し、
判別結果に基づいて、処理状態管理部１０６ｂに対し
て、実行すべき処理の指示を行うとともに、実行処理格
納部１０２および待機処理格納部１０３の内容を更新す
る。

【００３６】また、処理レベル管理部１０６ａは、処理
が終了した場合には、処理状態管理部１０６ｂからの処
理終了の通知を受け、実行処理格納部１０２と、待機処
理格納部１０３と、処理レベル格納部１０４とに格納さ
れている内容を参照して、次に実行すべき処理を判別
し、判別結果に基づいて、処理状態管理部１０６ｂに対
して、実行すべき処理の指示を行うとともに、実行処理
格納部１０２および待機処理格納部１０３の内容を更新
する。

【００３７】処理状態管理部１０６ｂは、処理レベル管
理部１０６ａの、実行すべき処理の指示を受け、制御処
理モジュール格納部１０１から必要なモジュールを取り
出し、処理の実行を行う。また、処理状態管理部１０６
ｂは、処理の終了を検知し、処理レベル管理部１０６ａ
に処理の終了を通知する。

【００３８】図２は制御部１０６が、処理切り換え要求
部１０５からの処理切り換え要求を受けたときの処理内
容を示すフローチャートである。まず、処理レベル管理
部１０６ａが、処理切り換え要求部１０５からの処理切
り換え要求を受ける（Ｓ２０１）。処理レベル管理部１
０６ａは、実行処理格納部１０２に格納されている実行
識別子を取り出し、待機処理格納部１０３に格納する
（Ｓ２０２）。

【００３９】次に、処理レベル管理部１０６ａは、処理
レベル格納部１０４に格納されている、処理の優先度と
識別子とを参照し、最も優先度の高い処理の識別子を実
行処理格納部１０２に格納する（Ｓ２０３）。処理レベ
ル管理部１０６ａは、実行識別子を有する処理の優先度
と、待機処理格納部１０３に最後に格納された処理の識
別子（以下、「最新待機識別子」と呼ぶ）を有する処理
の優先度とを比較する（Ｓ２０４）。実行識別子を有す
る処理の優先度が、最新待機識別子を有する処理の優先
度より高い場合には、処理レベル管理部１０６ａは、実
行識別子を有する処理の実行を開始するように処理状態
管理部１０６ｂに対して指示を行う。処理状態管理部１
０６ｂは、処理レベル管理部１０６ａからの指示を受け
て、実行識別子を有する処理の実行を開始する（Ｓ２０
５）。具体的には、実行中であった処理で使用していた
レジスタ等の内容を待機処理格納部１０３に退避した
後、実行識別子を有する処理を行うためのモジュール
を、制御処理モジュール格納部１０１から取り出し実行
を行う。

【００４０】ここで、実行識別子を有する処理の実行中
に、制御部１０６が、処理切り換え要求部１０５からの
処理切り換え要求を受けた場合には、ステップＳ２０１
からの処理が行われる。制御部１０６が処理切り換え要
求部１０５からの処理切り換え要求を受ける前に、処理
状態管理部１０６ｂが実行された処理の終了を検知した
場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）には、処理状態管理部１０６
ｂは、処理レベル管理部１０６ａに対して処理の終了を
通知する。処理レベル管理部１０６ａは、処理状態管理
部１０６ｂからの通知を受け、処理レベル格納部１０４
に格納されている内容を参照して、終了した処理よりも
優先度の低い処理が存在するか否かを調べる（Ｓ２０
７）。終了した処理よりも優先度の低い処理が存在しな
い場合には、制御部１０６は制御を終了する（Ｓ２０
７：Ｎｏ）。

【００４１】終了した処理よりも優先度の低い処理が存
在する場合には、処理レベル管理部１０６ａは、終了し
た処理の次に優先度の高い処理の識別子を、それまで格
納されていた実行識別子の代わりに実行処理格納部１０
２に格納し（Ｓ２０８）、ステップＳ２０４へと進む。
一方、ステップＳ２０４において、実行識別子を有する
処理の優先度が最新待機識別子を有する処理の優先度よ
りも低いか、または両者の優先度が等しい場合には、処
理レベル管理部１０６ａは、待機処理格納部１０３から
最新待機識別子を取り出し、それまで実行処理格納部１
０２に格納されていた実行識別子の代わりに、最新待機
識別子を実行処理格納部１０２に格納し（Ｓ２０９）、
処理状態管理部１０６ｂに実行識別子を有する処理の実
行を指示する。この場合、待機処理格納部１０３に格納
されているレジスタの内容等に基づいて、最近に中断さ
れた処理が、中断時点から継続実行されることとなる。
処理状態管理部１０６ｂは、処理レベル管理部１０６ａ
からの指示に従い、処理の実行を開始する（Ｓ２０
５）。

【００４２】以上のように構成されたリアルタイム制御
装置について、以下、その動作を説明する。図３は、本
実施の形態のリアルタイム制御装置の動作を表すフロー
チャートである。図４は、本実施の形態のリアルタイム
制御装置の動作を表すタイミングチャートである。同図
においては、非同期事象としてタイマ割り込みを用いて
いる。また、図５は処理レベル格納部１０４に格納され
ている処理の識別子と優先度との一例である。前述のと
おり、同図において優先度の数字が小さい方が、高い優
先度が付与されていることを意味する。

【００４３】なお、本実施の形態のリアルタイム制御装
置においては、動作開始時は、実行処理格納部１０２に
は、最も優先度の低い処理の識別子である「行程制御処
理」が格納されており、待機処理格納部１０３には何も
格納されていない。動作開始時の実行処理格納部１０２
および待機処理格納部１０３の内容を図６に示す。な
お、以後の図においても待機処理格納部１０３に格納さ
れるレジスタの内容等の情報については記載を省略す
る。

【００４４】まず、機器の制御の開始時には、処理レベ
ル管理部１０６ａが、実行処理格納部１０２に格納され
ている識別子を有する処理の実行を処理状態管理部１０
６ｂに指示する。処理状態管理部１０６ｂは、処理レベ
ル管理部１０６ａの指示を受け、処理の実行を開始する
（Ｓ３０１）。ここで、最初の実行識別子は前述のとお
り、「行程制御処理」であるので、処理状態管理部１０
６ｂは、行程制御処理モジュール格納部１０１ａからモ
ジュールを取り出し、行程制御処理の実行を開始する。
以後、非同期事象の発生まで行程制御処理を行い、非同
期事象が発生するとステップＳ３０４に進む。図４のタ
イミングチャートにおいて、ｎ回目のタイマ割り込みが
このステップでの非同期事象に該当する。

【００４５】なお、非同期事象が発生しないまま行程制
御処理が終了した場合にはそのまま機器の制御を終了す
る（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）。ステップＳ３０４では、図２
のフローチャートで説明した制御部１０６の処理が行わ
れる。ここで図２に戻り、具体的な動作について説明す
る。ｎ回目のタイマ割り込みの発生を受けた処理切り換
え要求部１０５が、制御部１０６に処理切り換え要求を
出力する。処理レベル管理部１０６ａは、処理切り換え
要求を受け（Ｓ２０１）、実行識別子を取り出して、待
機処理格納部１０３に格納する（Ｓ２０２）。さらに、
処理レベル管理部１０６ａは処理レベル格納部１０４を
参照して、最も優先度の高い処理の識別子を実行処理格
納部１０２に格納する（Ｓ２０３）。最も優先度の高い
処理の識別子は、図５に示されるとおり優先回路制御処
理の識別子であるので、優先回路制御処理の識別子が実
行処理格納部１０２に格納される。従って、このときの
実行処理格納部１０２と待機処理格納部１０３の内容
は、図７に示すようなものとなる。

【００４６】処理レベル管理部１０６ａは、実行識別子
を有する処理の優先度と、最新待機識別子を有する処理
の優先度とを比較する（Ｓ２０４）。即ち、実行識別子
を有する優先回路制御処理と、最新待機識別子を有する
行程制御処理との優先度を比較する。この場合、実行識
別子を有する優先回路制御処理の方が優先度が高いの
で、処理レベル管理部１０６ａは、処理状態管理部１０
６ｂに対して、優先回路制御処理の実行を指示する。処
理状態管理部１０６ｂは、処理レベル管理部１０６ａか
らの指示を受け、優先回路制御処理モジュール格納部１
０１ｂからモジュールを取り出し、優先回路制御処理の
実行を開始する（Ｓ２０５）。

【００４７】前述のとおり、最も優先度の高い一連の処
理は、非同期事象の発生周期内に終了するように設計さ
れる。従って、優先回路制御処理はｎ＋１回目のタイマ
割り込みの発生より前に処理が終了する。処理状態管理
部１０６ｂは、優先回路制御処理の終了を検知すると
（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、処理レベル管理部１０６ａに対
し優先回路制御処理の終了を通知する。処理レベル管理
部１０６ａは、処理状態管理部１０６ｂからの通知を受
け、処理レベル格納部１０４を参照して、優先回路制御
処理よりも優先度の低い処理が存在するか否かを調べる
（Ｓ２０７）。

【００４８】図５に示されるように、優先回路制御処理
よりも優先度の低い処理として、通常回路制御処理と行
程制御処理とが存在する。従って、処理レベル管理部１
０６ａは、終了した処理の次に優先度の高い処理の識別
子、即ち通常回路制御処理の識別子を実行処理格納部１
０２に格納する（Ｓ２０８）。その後、処理レベル管理
部１０６ａは、実行識別子を有する処理の優先度と、最
新待機識別子を有する処理の優先度とを比較する（Ｓ２
０４）。図８は、このときの実行処理格納部１０２と待
機処理格納部１０３の内容を示す図である。同図に示さ
れるように、実行識別子を有する処理である通常回路制
御処理の方が優先度が高いので、処理レベル管理部１０
６ａは、実行識別子に従い、通常回路制御処理の実行を
処理状態管理部１０６ｂに指示する。処理状態管理部１
０６ｂは、処理レベル管理部１０６ａからの指示を受
け、通常回路制御処理モジュール格納部１０１ｃからモ
ジュールを取り出し通常回路制御処理の実行を開始する
（Ｓ２０５）。

【００４９】図４のタイミングチャートに示されるよう
に、ｎ＋１回目のタイマ割り込みが、通常回路制御処理
の実行中に発生する。タイマ割り込みの発生を受けて、
処理切り換え要求部１０５は処理切り換え要求を出力す
る。処理レベル管理部１０６ａは、処理切り換え要求部
１０５の出力した処理切り換え要求を受けて（Ｓ２０
１）、実行識別子を取り出し待機処理格納部１０３に格
納する（Ｓ２０２）。さらに、処理レベル管理部１０６
ａは、処理レベル格納部１０４を参照して、分類された
処理の中で最も優先度の高い処理の識別子を実行処理格
納部１０２に格納する（Ｓ２０３）。即ち、処理レベル
管理部１０６ａは、優先回路制御処理の識別子を実行処
理格納部１０２に格納する。

【００５０】図９はこのときの実行処理格納部１０２お
よび待機処理格納部１０３の内容を示す図である。同図
においては、待機処理格納部１０３に複数の識別子が格
納されているが、一番下の識別子が最新待機識別子であ
る。同図に示されるように、実行識別子を有する処理で
ある優先回路制御処理の優先度が、最新待機識別子を有
する処理である通常回路制御処理の優先度より高いため
（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、実行識別子に従って、処理状態
管理部１０６ｂが優先回路制御処理の実行を開始する
（Ｓ２０５）。

【００５１】前述のとおり、優先回路制御処理はｎ＋２
回目のタイマ割り込みの発生よりも前に終了するように
設計されている。処理状態管理部１０６ｂは、優先回路
制御処理の終了を検知し（Ｓ２０６）、処理レベル管理
部１０６ａに処理の終了を通知する。処理レベル管理部
１０６ａは、処理レベル格納部１０４を参照して、優先
回路制御処理よりも優先度の低い処理が存在するか否か
を調べる（Ｓ２０７）。その結果、優先回路制御処理の
次に優先度の高い処理である通常回路制御処理の識別子
が、実行処理格納部１０２に格納される（Ｓ２０８）。

【００５２】図１０はこのときの実行処理格納部１０２
と待機処理格納部１０３の内容を示す図である。同図に
示されるように、このとき、実行識別子を有する処理の
優先度と、最新待機識別子を有する処理の優先度とは等
しい。従って、処理レベル管理部１０６ａは、最新待機
識別子を取り出し、それまで実行処理格納部１０２に格
納されていた実行識別子の代わりに実行処理格納部１０
２に格納する（Ｓ２０９）。即ち、待機処理格納部１０
３から最新待機識別子「通常回路制御処理」を取り出
し、実行処理格納部１０２に格納する。

【００５３】図１１はこのときの実行処理格納部１０２
および待機処理格納部１０３の内容を示す図である。こ
こで実行処理格納部１０２に格納されている通常回路制
御処理は、図４におけるｎ＋１回目のタイマ割り込みの
際に中断された処理であり、プログラムの実行中断時点
の位置のアドレス、レジスタの内容等の情報が退避され
ているため、中断時点から、再度継続実行されることに
なる。

【００５４】図４のタイミングチャートに示されるよう
に、本実施の形態のリアルタイム制御装置においては、
この通常回路制御処理はｎ＋２回目のタイマ割り込みの
発生の前に終了する。処理状態管理部１０６ｂは処理の
終了を検知し（Ｓ２０６）、処理レベル管理部１０６ａ
に処理終了の通知を行う。処理終了の通知を受けた処理
レベル管理部１０６ａは、処理レベル格納部１０４を参
照し、通常回路制御処理より優先度の低い処理が存在す
るか否かを調べる（Ｓ２０７）。図５に示されるよう
に、通常回路制御処理より優先度が低い処理として行程
制御処理が存在するので、処理レベル管理部１０６ａ
は、識別子「行程制御処理」を実行処理格納部１０２に
格納する（Ｓ２０８）。

【００５５】図１２はこのときの実行処理格納部１０２
および待機処理格納部１０３の内容を示す図である。こ
の場合も実行識別子を有する処理の優先度と、最新待機
識別子を有する処理の優先度とは等しいので（Ｓ２０
４）、処理レベル管理部１０６ａは最新待機識別子を取
り出し、実行処理格納部１０２に格納する（Ｓ２０
９）。従って実行識別子は「行程制御処理」となり、こ
のときの実行処理格納部１０２および待機処理格納部１
０３の内容は図６に示される如くとなる。従って、処理
状態管理部１０６ｂは、実行識別子に従って、前述の動
作と同様の動作により行程制御処理の実行を行う。この
処理は、図４において、ｎ回目のタイマ割り込みのとき
に中断された処理であるので、中断された場所から継続
実行されることになる。

【００５６】以後、図４に示されるように、ｎ＋２回目
のタイマ割り込みが発生したときも、これまでに説明し
た処理と同様の処理により、優先回路制御処理が実行さ
れる。なお、以後、タイマ割り込みの発生前に行程制御
処理が終了した場合には（Ｓ２０６）、行程制御処理よ
り優先度の低い処理は存在しない（Ｓ２０７：Ｎｏ）た
め、制御部１０６の処理を終了し、図３に戻ってマイコ
ンシステムによる機器の制御が終了する。

【００５７】以上のように本実施の形態のリアルタイム
制御装置においては、非同期事象の発生時に、実行中の
処理の優先度と、最も優先度の高い処理の優先度とを比
較し、割り込み処理を利用して、常に優先度の高い処理
から実行されるように制御することによって、プログラ
ムの設計、開発時点で行う必要のあった繁雑な実行時間
の計算等の作業を除去することができる。

【００５８】また、非同期事象の発生に伴う割り込み処
理を行う場合に、実行中の処理を表す識別子を退避し、
優先度の高い処理が終了したときに、終了した処理の次
に優先度の高い処理の優先度と、退避された処理の優先
度とを比較することにより、一種類の割り込み要因で、
複数の優先度に分類された処理を制御することが可能と
なるため、マイコンの製造コストを低く維持したまま、
多段階の割り込みと同様の結果を得ることが可能とな
る。 （実施の形態２）以下、本発明の第二の実施の形態につ
いて説明する。

【００５９】図１３は、本発明のリアルタイム制御装置
の一適用例としての電子レンジの一部の構成を示すもの
である。この電子レンジにおけるリアルタイム制御装置
は、制御処理モジュール格納部１３０１、実行処理格納
部１３０２、待機処理格納部１３０３、処理レベル格納
部１３０４、処理切り換え要求部１３０５、制御部１３
０６を備える。

【００６０】制御処理モジュール格納部１３０１は、行
程制御処理モジュール格納部１３０１ａ、優先回路制御
処理モジュール格納部１３０１ｂ、通常回路制御処理モ
ジュール格納部１３０１ｃから構成される。行程制御処
理モジュール格納部１３０１ａには、行程制御処理を行
うためのモジュールが格納される。行程制御処理とは、
第一の実施の形態で説明したように、処理を起動する時
間間隔や、処理時間の制限がなく、予め決定された実行
手順に従って進行させればよい処理のことである。

【００６１】本実施の形態では、行程制御処理モジュー
ル格納部１３０１ａに格納されるモジュールは、メイン
処理モジュールと、調理行程処理モジュール群と、設定
行程処理モジュール群と、管理処理モジュール群とに分
類される。メイン処理モジュールは、調理行程処理モジ
ュール群と、設定行程処理モジュール群と、管理処理モ
ジュール群とに含まれるモジュールの中から必要なモジ
ュールを呼び出し、実行させる。

【００６２】調理行程処理モジュール群が行う具体的な
処理内容としては、パワー調理、グリル調理、コンビネ
ーション調理、自動重量調理や自動重量解凍調理などの
センサー調理、タイマー調理などが挙げられる。設定行
程処理モジュール群が行う具体的な処理内容としては、
各種調理コースの設定、調理内容をユーザの好みに合わ
せるモアレスキー等による各種設定、時計の設定、キー
操作を無効にするチャイルドロックの設定などが挙げら
れる。

【００６３】管理処理モジュール群が行う具体的な処理
内容としては、テストモード、デモモードなどが挙げら
れる。優先回路制御処理モジュール格納部１３０１ｂに
は、ポート入力処理モジュール、ポート出力処理モジュ
ール、カウンタ処理モジュールが格納される。ポート入
力処理モジュールが行う処理内容としては、具体的に
は、各種の調理コースを設定するキーの検知や、スター
トキー、ストップキー、時計設定用キーなどのキーの押
下、ダイヤルの回転、スライダー等、設定に使用する様
々なインタフェースの検知や、温度センサや重量セン
サ、光センサなど、各種センサからの値の取得などが挙
げられる。

【００６４】ポート出力処理モジュールが行う処理内容
としては、具体的には、液晶やＬＥＤへの表示やモータ
の起動、ヒータの起動などが挙げられる。カウンタ処理
モジュールは、タイマの計時の際の基本単位となるカウ
ンタのインクリメント処理を行う。通常回路制御処理モ
ジュール格納部１３０１ｃには、タイマ処理モジュー
ル、リフレッシュ処理モジュール、ポート入力対応処理
モジュール、ポート出力対応処理モジュールが格納され
る。

【００６５】タイマ処理モジュールは、上記カウンタ処
理モジュールによってインクリメントされたカウンタの
値に基づき、ユーザが用意したタイマをインクリメント
する。例えば、カウンタが１ミリ秒間隔であった場合
に、１秒単位のカウンタを計時するときは、カウンタが
１０００回インクリメントされた時点で、タイマを１回
インクリメントする。

【００６６】リフレッシュ処理モジュールは、ＬＥＤ表
示や、モータ出力などにおいて、ポートに対して出力し
たデータを定期的に再出力して、ＬＥＤの再表示やモー
タの再起動等を行う。ポート入力対応処理モジュールが
行う処理としては、庫内温度が高温であると温度センサ
が検知した場合に、すぐに冷却ファンを起動させる処理
などが例として挙げられる。

【００６７】ポート出力対応処理モジュールが行う処理
としては、文字列のスクロール処理等を行う場合に、限
られた表示領域で文字がスクロールしているように見せ
かけるために表示文字を作成する処理などが例として挙
げられる。実行処理格納部１３０２、待機処理格納部１
３０３、処理レベル格納部１３０４、処理切り換え要求
部１３０５、制御部１３０６（処理レベル管理部１３０
６ａおよび処理状態管理部１３０６ｂを含む）について
は、第一の実施の形態で説明したものと同一であるの
で、ここでの詳しい説明は省略する。

【００６８】以上のように構成された電子レンジにおけ
るリアルタイム制御装置について、以下、その動作を説
明する。図１４は、本実施の形態における電子レンジの
リアルタイム制御装置の動作を示すタイミングチャート
である。本実施の形態では、非同期事象としてタイマ割
り込みを用いている。なお、制御部等の処理内容につい
ては、第一の実施例とほぼ同一であるので、以下、図
２、図３および図５〜図１４を参照しながら説明を行
う。

【００６９】行程制御処理と、優先回路制御処理と、通
常回路制御処理との優先順位は、図５に示したものと同
一である。この場合も、数字が小さいものほど高い優先
順位が付与されていることを意味している。まず、図３
のステップＳ３０１で、本実施の形態の電子レンジの制
御を開始する。この状態における実行処理格納部１３０
２と待機処理格納部１３０３の内容は図６で示される。
従って、処理レベル管理部１３０６ａは、実行識別子に
従って、行程制御処理の実行を処理状態管理部１３０６
ｂに指示し、当該指示に基づいて、処理状態管理部１３
０６ｂが行程制御処理の実行を開始する。

【００７０】行程制御処理の実行開始後、行程制御処理
の一部であるグリル調理処理を行っているときに、ｎ回
目のタイマ割り込み処理が発生したものと想定する。こ
れにより、非同期事象発生時の制御部１３０６の処理が
開始される（Ｓ３０４）。図２に移り、まず、処理切り
換え要求部１３０５が、タイマ割り込みの発生を検知
し、制御部１３０６に対して処理切り換え要求を出力す
る。処理レベル管理部１３０６ａは、処理切り換え要求
部１３０５からの処理切り換え要求を受け（Ｓ２０
１）、実行識別子「行程制御処理」を実行処理格納部１
３０２から取り出し、待機処理格納部１３０３に格納す
る（Ｓ２０２）。

【００７１】さらに、処理レベル管理部１３０６ａは、
処理レベル格納部１３０４を参照し、最も優先度の高い
処理の識別子を実行処理格納部１３０２に格納する（Ｓ
２０３）。即ち、識別子「優先回路制御処理」が実行処
理格納部１３０２に格納される。このときの実行処理格
納部１３０２および待機処理格納部１３０３の内容は図
７の如くとなる。従って、実行識別子を有する処理の優
先度と、最新待機識別子を有する処理の優先度との比較
（Ｓ２０４）において、実行識別子を有する処理の優先
度の方が、最新待機識別子を有する処理の優先度より高
いため、処理レベル管理部１３０６ａは実行識別子を有
する処理である優先回路制御処理の実行を処理状態管理
部１３０６ｂに指示し、処理状態管理部１３０６ｂが当
該指示に従って優先回路制御処理の実行を開始する（Ｓ
２０５）。

【００７２】具体的には、処理状態管理部１３０６ｂ
が、優先回路制御処理モジュール格納部１３０１ｂに格
納されているモジュールを取り出し、ポート入力処理、
ポート出力処理、およびカウンタ処理を順次実行する。
優先回路制御処理は、次回の処理切り換え要求の発生の
前に終了するように設計されている。従って、処理状態
管理部１３０６ｂが優先回路制御処理の終了を検知し、
以後、第一の実施の形態で説明した動作と同様の処理が
行われる。即ち、処理状態管理部１３０６ｂからの処理
終了の通知を受けた処理レベル管理部１３０６ａが、優
先回路制御処理の次に優先度の高い処理の識別子である
「通常回路制御処理」を実行処理格納部１３０２に格納
する（Ｓ２０８）。

【００７３】このときの実行処理格納部１３０２および
待機処理格納部１３０３の内容は図８の如くである。従
って、実行識別子を有する処理である通常回路制御処理
の優先度の方が、最新待機識別子を有する処理である行
程制御処理の優先度より高いため、実行識別子を有する
処理である通常回路制御処理の実行が開始される（Ｓ２
０５）。具体的には、処理状態管理部１３０６ｂが、通
常回路制御処理モジュール格納部１３０１ｃに格納され
ているモジュールを取り出し、タイマ処理、リフレッシ
ュ処理、ポート入力対応処理、ポート出力対応処理を順
次実行する。

【００７４】ここで、図１４のタイミングチャートに示
されるように、ポート入力対応処理を行っているときに
ｎ＋１回目のタイマ割り込みが発生する（Ｓ２０１）。
処理レベル管理部１３０６ａは、実行識別子である「通
常回路制御処理」を取り出し、待機処理格納部１３０３
に格納した後（Ｓ２０２）、最も優先度の高い処理の識
別子である「優先回路制御処理」を実行処理格納部１３
０２に格納する（Ｓ２０３）。

【００７５】このときの実行処理格納部１３０２および
待機処理格納部１３０３の内容は図９の如くである。従
って、実行識別子を有する処理の優先度と最新待機識別
子を有する処理の優先度とを比較すると（Ｓ２０４）、
実行識別子を有する処理の方が優先度が高いため、実行
識別子を有する処理である優先回路制御処理の実行が開
始される（Ｓ２０５）。即ち、処理状態管理部１３０６
ｂが、優先回路制御処理モジュール格納部１３０１ｂに
格納されているモジュールを取り出し、ポート入力処
理、ポート出力処理、およびカウンタ処理を順次実行す
る。

【００７６】優先回路制御処理は、次の処理切り換え要
求の発生の前に終了するように設計されている。優先回
路制御処理の終了を検知した処理状態管理部１３０６ｂ
は、処理レベル管理部１３０６ａに優先回路制御処理の
終了を通知する（Ｓ２０６）。処理レベル管理部１３０
６ａは、当該処理終了の通知を受け、優先回路制御処理
の次に優先度の高い処理である通常回路制御処理の識別
子を実行処理格納部１３０２に格納する（Ｓ２０８）。

【００７７】このときの実行処理格納部１３０２および
待機処理格納部１３０３の内容は図１０の如くとなり、
実行識別子を有する処理の優先度と、最新待機識別子を
有する処理の優先度との比較（Ｓ２０４）の結果、両処
理の優先度は等しくなる。従って、処理レベル管理部１
３０６ａは、待機処理格納部１３０３から最新待機識別
子を取り出し、実行処理格納部１３０２に格納する（Ｓ
２０９）。

【００７８】このときの実行処理格納部１３０２および
待機処理格納部１３０３の内容は図１１の如くとなり、
実行識別子に従って通常回路制御処理の実行が開始され
るが、これはｎ＋１回目のタイマ割り込みの際に中断さ
れた処理であるので、その中断時点から継続して実行さ
れる（Ｓ２０５）。具体的には、ポート入力対応処理が
継続実行され、さらに、ポート出力対応処理が実行され
る。

【００７９】図１４に示されるように、本実施の形態に
おいては、通常回路制御処理はｎ＋２回目のタイマ割り
込みの発生前に終了する。処理状態管理部１３０６ｂは
通常回路制御処理の終了を検知し、処理レベル管理部１
３０６ａに対して処理の終了を通知する（Ｓ２０６）。
処理レベル管理部１３０６ａは処理終了の通知を受け
て、処理レベル格納部１３０４を参照し、通常回路制御
処理よりも優先度の低い処理が存在するか否かを調べる
（Ｓ２０７）。図５に示されるように、通常回路制御処
理よりも優先度の低い処理として、行程制御処理が存在
するので、処理レベル管理部１３０６ａは行程制御処理
の識別子を実行処理格納部１３０２に格納する（Ｓ２０
８）。

【００８０】このときの実行処理格納部１３０２および
待機処理格納部１３０３の内容は図１２に示す如くであ
り、実行識別子を有する処理の優先度と、最新待機識別
子を有する処理の優先度とは等しい。従って、処理レベ
ル管理部１３０６ａは最新待機識別子である「行程制御
処理」を取り出して、それまで実行処理格納部１３０２
に格納されていた実行識別子の代わりに実行処理格納部
１３０２に格納し（Ｓ２０９）、処理状態管理部１３０
６ｂに行程制御処理の実行を指示する。処理状態管理部
１３０６ｂは処理レベル管理部１３０６ａからの指示を
受け、行程制御処理の実行を開始する（Ｓ２０５）。

【００８１】これは、ｎ回目のタイマ割り込みにより中
断された処理であるので、中断時点から継続して実行さ
れる。具体的には、グリル調理処理の途中から継続して
実行される。以上のように、本発明のリアルタイム制御
方法および装置を電子レンジの制御に適用することが可
能である。

【００８２】なお、本実施の形態においては、優先回路
制御処理に含まれる処理の実行順序を、ポート入力処
理、ポート出力、カウンタ処理の順とし、通常回路制御
処理に含まれる処理の実行順序を、タイマ処理、リフレ
ッシュ処理、ポート入力対応処理、ポート出力対応処理
の順としたが、実行順序はこれに限定されるものではな
く、実施の形態に応じて適切な順序で実行することが可
能である。

【００８３】また、モジュールを分割もしくは統合して
同一の処理を行わしめることも可能であり、制御処理モ
ジュール格納部に格納されるモジュールの名称、構成等
についても、本実施の形態の例に限定されるものではな
い。 （実施の形態３）次に、本発明の第三の実施の形態につ
いて説明する。

【００８４】図１５は、本発明のリアルタイム制御処理
を備えた食器洗い機の一部の構成を示すブロック図であ
る。この食器洗い機におけるリアルタイム制御装置は、
制御処理モジュール格納部１５０１、実行処理格納部１
５０２、待機処理格納部１５０３、処理レベル格納部１
５０４、処理切り換え要求部１５０５、制御部１５０６
を備える。

【００８５】制御処理モジュール格納部１５０１は、行
程制御処理モジュール格納部１５０１ａと、回路制御処
理モジュール格納部１５０１ｂとから構成される。行程
制御処理モジュール格納部１５０１ａには、行程制御処
理を行うためのモジュールが格納される。行程制御処理
とは、処理を起動する時間間隔や、処理時間の制限がな
く、予め決定された実行手順に従って進行させればよい
処理のことである。

【００８６】本実施の形態においては、行程制御処理モ
ジュール格納部１５０１ａに格納されるモジュールは、
メイン処理モジュールと、洗浄行程処理モジュール群
と、設定行程処理モジュール群と、管理モジュール群と
に分類される。メイン処理モジュールは、洗浄行程処理
モジュール群と、設定行程処理モジュール群と、管理処
理モジュール群とに含まれるモジュールの中から必要な
モジュールを呼び出し、実行させる。

【００８７】洗浄行程処理モジュール群が行う具体的な
処理内容としては、通常に食器を洗浄し乾燥する通常洗
浄行程処理や、早急に食器を洗浄して乾燥する特急洗浄
行程処理、丁寧に洗浄し乾燥する念入り洗浄行程処理な
どが挙げられる。設定行程処理モジュール群が行う具体
的な処理内容としては、各種洗浄コースの設定、洗浄内
容をユーザの好みに合わせる時間設定キーなどによる各
種設定、時計の設定などが挙げられる。

【００８８】管理処理モジュール群が行う管理処理の具
体的な処理内容としては、テストモード、デモモードな
どが挙げられる。回路制御処理モジュール格納部１５０
１ｂには、ポート入出力処理モジュールと、カウンタ処
理モジュールと、タイマ処理モジュールと、リフレッシ
ュ処理モジュールと、ポート入出力対応モジュールとが
格納される。

【００８９】ポート入出力処理モジュールが行う処理と
しては、各種の洗浄コースを設定するキーやスタートキ
ー、ストップキー、時計設定用キーなどのキーの押下の
検知や、ダイヤルの回転やスライダーなど設定に使用す
る様々なインタフェースの検知、温度センサや重量セン
サ、光センサなどの各種センサからの値の取得、液晶や
ＬＥＤへの表示やモータの起動、ヒータの起動などが挙
げられる。

【００９０】カウンタ処理モジュールは、タイマの計時
の際の基本単位となるカウンタのインクリメント処理を
行う。タイマ処理とは、インクリメントされたカウンタ
の値に基づき、ユーザが用意したタイマをインクリメン
トする処理である。例えば、カウンタが１ミリ秒間隔で
あった場合に、１秒単位のタイマを計時するときは、カ
ウンタが１０００回で一回のインクリメントが行われ
る。

【００９１】リフレッシュ処理モジュールは、ＬＥＤ表
示や、モータ出力などにおいて、ポートに対して出力し
たデータを定期的に再出力して、ＬＥＤの再表示やモー
タの再起動等を行う。ポート入出力対応処理モジュール
が行う処理としては、ヒータの温度が異常に高温になっ
たと温度センサが検知した場合にすぐにヒータを停止さ
せる処理や、７セグメントのＬＥＤの組み合わせにより
数字を表現する場合に、ＬＥＤの点灯パタンを作成する
処理などが挙げられる。

【００９２】実行処理格納部１５０２、待機処理格納部
１５０３、処理レベル格納部１５０４、処理切り換え要
求部１５０５、制御部１５０６（処理レベル管理部１５
０６ａおよび処理状態管理部１５０６ｂを含む）につい
ては、第一の実施の形態で説明したものと同一であるの
でここでの詳しい説明は省略する。以上のように構成さ
れた食器洗い機について以下その動作を説明する。

【００９３】図１６は、本実施の形態における食器洗い
機に備えられたリアルタイム制御装置の動作を表すタイ
ミングチャートである。この例では、非同期事象として
タイマ割り込みを用いている。制御部１５０６の処理内
容については、第一の実施の形態で説明したものとほぼ
同一であるので、以下図２、図３、図１５〜図２０を参
照しながら説明する。なお、処理レベル格納部１５０４
の内容については図１７に示す。同図において、数字が
小さい方が、高い優先度を付与されていることを表して
いる。

【００９４】まず、図３で機器の制御を開始する。制御
開始時の実行処理格納部１５０２および待機処理格納部
１５０３の内容は図１８に示す如くであるので、処理レ
ベル管理部１５０６ａは実行識別子に従い、行程制御処
理の実行を処理状態管理部１５０６ｂに指示する。処理
状態管理部１５０６ｂは当該指示を受け、行程制御処理
の実行を開始する（Ｓ３０１）。

【００９５】ここで、行程制御処理の一部である通常洗
浄制御処理を行っている最中にｎ回目のタイマ割り込み
が発生したものと想定する。これにより図２に示される
制御部１５０６の処理に移行する（Ｓ３０４）。処理切
り換え要求部１５０５は、タイマ割り込みの発生を受け
て、制御部１５０６に対して処理切り換え要求を出力す
る。処理レベル管理部１５０６ａは処理切り換え要求を
受けて（Ｓ２０１）、実行識別子を取り出し待機処理格
納部１５０３に格納する（Ｓ２０２）。さらに、処理レ
ベル管理部１５０６ａは、処理レベル格納部１５０４を
参照して、最も優先度の高い処理の識別子を実行処理格
納部１５０２に格納する（Ｓ２０３）。

【００９６】図１７に示されるように、本実施の形態に
おいて最も優先度の高い処理は回路制御処理であるの
で、識別子「回路制御処理」が実行処理格納部１５０２
に格納される。このときの、実行処理格納部１５０２お
よび待機処理格納部１５０３の内容を図１９に示す。処
理レベル管理部１５０６ａは、実行識別子を有する処理
の優先度と、最新待機識別子を有する処理の優先度とを
比較する（Ｓ２０４）。この場合には、実行識別子を有
する処理である回路制御処理の優先度の方が高いので、
ステップＳ２０５に進み、処理状態管理部１５０６ｂ
が、実行識別子を有する処理である回路制御処理の実行
を開始する。具体的には、ポート入出力処理、カウンタ
処理、リフレッシュ処理、ポート入出力対応処理を順次
行う。

【００９７】前述のとおり、本発明のリアルタイム制御
装置では、最も優先度の高い処理は非同期事象の発生周
期内に終了するように設計される。従って、回路制御処
理は、次回のタイマ割り込みの発生より前に終了する。
回路制御処理が終了すると、処理状態管理部１５０６ｂ
は処理の終了を検知し、処理レベル管理部１５０６ａに
処理の終了を通知する。処理レベル管理部１５０６ａ
は、処理レベル格納部１５０４を参照して、回路制御処
理より優先度の低い処理が存在するか否かを調べる（Ｓ
２０７）。

【００９８】図１７に示されるように、回路制御処理よ
り優先度の低い処理として行程制御処理が存在するの
で、回路制御処理の次に優先度の高い処理として行程制
御処理の識別子が、終了した回路制御処理の識別子の代
わりに実行処理格納部１５０２に格納される（Ｓ２０
８）。処理レベル管理部１５０６ａは、実行識別子を有
する処理の優先度と、最新待機識別子を有する処理の優
先度との比較を行う（Ｓ２０４）。図２０は、このとき
の実行処理格納部１５０２および待機処理格納部１５０
３の内容を示す。同図に示されるように、実行識別子を
有する処理の優先度と、最新待機識別子を有する処理の
優先度とは等しいので、処理レベル管理部１５０６ａは
最新待機識別子を取り出して実行処理格納部１５０２に
格納し（Ｓ２０９）、処理状態管理部１５０６ｂに対し
て、実行識別子を有する処理である行程制御処理の実行
を指示する。処理状態管理部１５０６ｂは当該指示を受
けて、行程制御処理の実行を開始する（Ｓ２０５）。こ
の処理はｎ回目のタイマ割り込みの際に中断された処理
であるので、中断時点から継続実行される。具体的に
は、通常洗浄行程処理の継続実行が行われる。

【００９９】以後、通常洗浄行程処理の実行中に再びタ
イマ割り込みが発生した場合には、ｎ回目のタイマ割り
込み発生時と同様の動作により再び回路制御処理が行わ
れる。即ち、通常洗浄行程処理の終了前にｎ＋１回目の
タイマ割り込みが発生した場合には、図１６のタイミン
グチャートに示されるように回路制御処理が行われ、回
路制御処理の終了後、通常洗浄行程処理が中断時点から
継続実行される。

【０１００】さらに、通常洗浄行程処理の終了前にｎ＋
２回目のタイマ割り込みが発生した場合も同様であるの
で、ここでの詳しい説明は省略する。タイマ割り込みの
発生以前に行程制御処理が終了した場合には、図１７に
示されるように行程制御処理より優先度の低い処理が存
在しないため、図３へと戻り（Ｓ２０７：Ｎｏ）、マイ
コンシステムによる機器の制御が終了する。

【０１０１】なお、本実施の形態においては、回路制御
処理に含まれる処理の実行順序を、ポート入出力処理、
カウンタ処理、リフレッシュ処理、ポート入出力対応処
理の順としたが、実行順序はこれに限定されるものでは
なく、実施の形態に応じて適切な順序で実行することが
可能である。また、モジュールを分割もしくは統合して
同一の処理を行わしめることも可能であり、制御処理モ
ジュール格納部に格納されるモジュールの名称、構成等
についても、本実施の形態の例に限定されるものではな
い。

【０１０２】また、本実施の形態では、本発明のリアル
タイム制御方法及び装置の適用例として電子レンジおよ
び食器洗い機の例を示したが、適用可能な機器の種類に
ついては、これらに限定されるものではく、例えば、洗
濯機、テレビ、炊飯器、形態端末等、マイコンシステム
で制御される機器であって、リアルタイム制御の必要な
ものであれば適用は可能である。

【０１０３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、一種類の非同
期事象の発生に伴う割り込みを利用して、より優先度の
高い処理を起動し、優先度の高い処理の終了後に、中断
された優先度の低い処理を中断時点から再度実行するた
め、優先度の低い処理を所定の周期内に終了するために
分割する必要がなくなり、プログラムの設計、開発が容
易になるという効果がある。

【０１０４】また、同一の優先度を付与された一連の処
理が終了した際に、終了した処理の次に優先度が高い処
理と、中断されている処理の優先度とを比較することに
より一種類の割り込み要因を利用して複数の優先度を持
つ処理の制御を行うことが可能となり、多段階割り込み
可能な回路を使用することによるマイコンシステムの製
造コストの上昇を防げるという効果がある。

【０１０５】請求項２の発明においては、請求項１の発
明による効果に加え、終了した処理よりも優先度の低い
処理が存在しない場合に、機器の制御を終了するなどの
制御を行うことが可能となるという効果がある。請求項
３の発明においては、請求項１または２に記載の発明に
よる効果に加え、リアルタイム性が厳しく要求される処
理を確実に実行できるという効果がある。

【０１０６】請求項４の発明においては、請求項３の発
明と同様の効果が得られる。請求項５の発明において
は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明による効果に
加え、簡易な構成により割り込みを発生させることがで
きるという効果がある。請求項６の発明においては、請
求項５の発明と同様の効果が得られる。

【０１０７】請求項７の発明においては、請求項１乃至
６に記載の発明による効果に加え、実行中の処理の識別
子の判別が容易になるという効果がある。請求項８の発
明においては、請求項１乃至７に記載の発明による効果
に加え、複数の優先度を付与された処理の制御を確実に
行えるという効果がある。請求項９の発明においては、
請求項１乃至８に記載の発明による効果を、家電製品等
に備えられるマイコンシステムのように資源の限られた
状況で得ることができるという効果がある。

【０１０８】請求項１０の発明においては、請求項２の
発明と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置における制御部の処理内容を示すフローチャートで
ある。

【図３】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置の動作を表すフローチャートである。

【図４】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図５】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置における処理レベル格納部の内容の一例を示す図で
ある。

【図６】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置の動作中における実行処理格納部および待機処理格
納部の内容の一例を示す図である。

【図７】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置の動作中における実行処理格納部および待機処理格
納部の内容の一例を示す図である。

【図８】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置の動作中における実行処理格納部および待機処理格
納部の内容の一例を示す図である。

【図９】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制御
装置の動作中における実行処理格納部および待機処理格
納部の内容の一例を示す図である。

【図１０】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作中における実行処理格納部および待機処理
格納部の内容の一例を示す図である。

【図１１】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作中における実行処理格納部および待機処理
格納部の内容の一例を示す図である。

【図１２】本発明の第一の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作中における実行処理格納部および待機処理
格納部の内容の一例を示す図である。

【図１３】本発明の第二の実施の形態のリアルタイム制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第二の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図１５】本発明の第三の実施の形態のリアルタイム制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の第三の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図１７】本発明の第三の実施の形態のリアルタイム制
御装置における処理レベル格納部の内容の一例を示す図
である。

【図１８】本発明の第三の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作中における実行処理格納部および待機処理
格納部の内容の一例を示す図である。

【図１９】本発明の第三の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作中における実行処理格納部および待機処理
格納部の内容の一例を示す図である。

【図２０】本発明の第三の実施の形態のリアルタイム制
御装置の動作中における実行処理格納部および待機処理
格納部の内容の一例を示す図である。

【図２１】従来のリアルタイム制御方法である「ループ
法」の、処理内容を示すフロ−チャ−トである。

【図２２】「ループ法」におけるシーケンス制御処理の
詳細な処理内容を示すフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

１０１ 制御処理モジュール格納部 １０１ａ 行程制御処理モジュール格納部 １０１ｂ 優先回路制御処理モジュール格納部 １０１ｃ 通常回路制御処理モジュール格納部 １０２ 実行処理格納部 １０３ 待機処理格納部 １０４ 処理レベル格納部 １０５ 処理切り換え要求部 １０６ 制御部 １０６ａ 処理レベル管理部 １０６ｂ 処理状態管理部 １３０１ 制御処理モジュール格納部 １３０１ａ 行程制御処理モジュール格納部 １３０１ｂ 優先回路制御処理モジュール格納部 １３０１ｃ 通常回路制御処理モジュール格納部 １３０２ 実行処理格納部 １３０３ 待機処理格納部 １３０４ 処理レベル格納部 １３０５ 処理切り換え要求部 １３０６ 制御部 １３０６ａ 処理レベル管理部 １３０６ｂ 処理状態管理部 １５０１ 制御処理モジュール格納部 １５０１ａ 行程制御処理モジュール格納部 １５０１ｂ 回路制御処理モジュール格納部 １５０２ 実行処理格納部 １５０３ 待機処理格納部 １５０４ 処理レベル格納部 １５０５ 処理切り換え要求部 １５０６ 制御部 １５０６ａ 処理レベル管理部 １５０６ｂ 処理状態管理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 眞田 紀男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 安武 剛一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 田中 裕彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 謙次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 内山 亘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石崎 恵美子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の周期ごとに発生する一種類の割り
   込み要因による割り込みを利用して、機器の制御を行う
   マイコンシステムにおけるリアルタイム制御装置であっ
   て、 前記所定の周期内に終了するようにプログラムされた最
   も優先度の高い処理と、それ以外の優先度を持つ処理と
   について、処理の識別子と優先度とを記憶する処理優先
   度記憶手段と、 実行中の処理の識別子を記憶する実行処理記憶手段と、 実行が中断された処理の識別子と中断時の処理の状況を
   示す情報とを順次記憶する待機処理記憶手段と、 前記割り込みの発生を受けて、処理切り換え要求を出力
   する処理切り換え要求手段と、 前記処理切り換え要求を受けて、実行中の処理を中断
   し、最も高い優先度を付与された処理の実行を開始する
   とともに、前記実行処理記憶手段および前記待機処理記
   憶手段の内容を更新する第１の制御手段と、 処理の終了を検知したときに、終了した処理の次に優先
   度が高い処理の優先度と、前記待機処理記憶手段に最後
   に記憶された識別子を有する処理の優先度とを比較する
   比較手段と、 前記比較手段の比較において、前者の方が高い場合に、
   前者の処理の実行を開始するとともに、前記実行処理記
   憶手段の内容を更新する第２の制御手段と、 前記比較手段の比較において、前者の方が低いか、また
   は両者の優先度が等しい場合に、後者の処理を、前記待
   機処理記憶手段に記憶された中断時の処理の状況を示す
   情報に基づいて中断時点から再開するとともに、前記実
   行処理記憶手段および前記待機処理記憶手段の内容を更
   新する第３の制御手段とを有することを特徴とするリア
   ルタイム制御装置。
2. 【請求項２】 前記リアルタイム制御装置はさらに、 処理の終了を検知したときに、前記処理優先度記憶手段
   の内容を参照し、終了した処理より優先度の低い処理が
   存在するか否かを判定する判定手段を有し、 前記比較手段は、 前記判定手段により存在すると判定された場合に、終了
   した処理の次に優先度が高い処理の優先度と、前記待機
   処理記憶手段に最後に記憶された識別子を有する処理の
   優先度とを比較することを特徴とする請求項１記載のリ
   アルタイム制御装置。
3. 【請求項３】 前記機器の制御を行う処理は、 制御の内容により２段階の優先度に分類され、 優先度が高い方に分類された処理が、リアルタイム性が
   厳しく要求される処理を含み、 優先度が低い方に分類された処理が、それ以外の処理を
   含むことを特徴とする請求項１または２記載のリアルタ
   イム制御装置。
4. 【請求項４】 前記機器の制御を行う処理は、 制御の内容により３段階の優先度に分類され、 最も優先度が高いと分類された処理が、ポートとの入出
   力処理と、タイマの計時の際の基本単位となるカウンタ
   のインクリメント処理とを含み、 次に優先度が高いと分類された処理が、タイマの計時処
   理と、ポート出力のリフレッシュ処理と、ポートから入
   力されたデータに対して施す必要のある処理と、ポート
   へ出力するデータを作成する処理とを含むことを特徴と
   する請求項１または２記載のリアルタイム制御装置。
5. 【請求項５】 前記処理切り換え要求手段は、 タイマ割り込みを受けて処理切り換え要求を出力するこ
   とを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のリアル
   タイム制御装置。
6. 【請求項６】 前記リアルタイム制御装置はさらに、 交流電源電圧の周期を検知することにより、割り込みを
   発生する割り込み発生手段を備えることを特徴とする請
   求項１乃至４に何れかに記載のリアルタイム制御装置。
7. 【請求項７】 前記第１の制御手段は、 前記実行処理格納手段の内容に、最も高い優先度を付与
   された処理の識別子を上書きすることを特徴とする請求
   項１乃至６の何れかに記載のリアルタイム制御装置。
8. 【請求項８】 前記待機処理格納手段は、 スタック構造を有し、 前記第１の制御手段は、 前記待機処理格納手段に、中断された処理の識別子と中
   断時の処理の状況を示す情報とを追加することを特徴と
   する請求項１乃至７の何れかに記載のリアルタイム制御
   装置。
9. 【請求項９】 前記リアルタイム制御装置は、 家電製品の制御を行うマイコンシステムに備えられるこ
   とを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のリアル
   タイム制御装置。
10. 【請求項１０】 所定の周期ごとに発生する一種類の割
    り込み要因による割り込みを利用して、機器の制御を行
    うマイコンシステムにおけるリアルタイム制御方法であ
    って、 前記割り込みの発生を受けて、処理切り換え要求を出力
    する処理切り換え要求ステップと、 前記処理切り換え要求を受けて、実行中の処理を中断
    し、最も優先度の高い処理の実行を開始する第１の実行
    ステップと、 処理の終了を検知したときに、終了した処理より優先度
    の低い処理が存在する場合に、終了した処理の次に優先
    度が高い処理の優先度と、最近に中断された処理の優先
    度とを比較する比較ステップと、 前記比較ステップにおいて、前者の方が高い場合に、前
    者の処理の実行を開始する第２の実行ステップと、 前記比較ステップにおいて、前者の方が低いか、または
    両者の優先度が等しい場合に、後者の処理を中断時点か
    ら再開する第３の実行ステップとを有することを特徴と
    するリアルタイム制御方法。