JPH11312092A - タスク切り替え方法及びデータ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチタスクシステムにおいて、タスク切り
替えを効率良く且つ高速に行えるようにする。 【解決手段】 タスクが使用可能な資源を複数の資源グ
ループに分割して管理し、タスク切り替えにより実行中
となったタスクが資源を使用する際に、当該資源が属す
る資源グループを当該タスクが使用可能か否かを判定す
る。そして、当該資源が属する資源グループを当該タス
クが使用可能な場合には、実行中のタスクに当該資源の
使用を認めて実行中のタスクの処理を継続し、使用不可
の場合には、当該資源が属する資源グループを当該タス
クが使用可能な状態に変更した上で、実行中のタスクに
当該資源の使用を認めて、実行中のタスクの処理を継続
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、それぞれのタスク
の独立性を保証して複数のタスクを並行して実行するマ
ルチタスクシステムにおけるタスク切り替え方法に関す
る。また、本発明は、それぞれのタスクの独立性を保証
して複数のタスクを並行して実行するデータ処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マルチタスク機能を有したオペレ
ーティングシステムでは、タスク切り替えを行うため
に、図２０に示すように、タスク毎に、タスクを制御す
るのに必要なタスク情報を保存するタスク情報保存領域
と、タスクの実行に使用される資源の状態を示す資源値
を保存する資源値保存領域とを、メモリ上に一連の領域
として確保するようにしている。なお、資源値とは、具
体的には、中央処理装置のレジスタ値や、浮動小数点演
算装置のレジスタ値などである。

【０００３】そして、例えば、タスクＡが実行されてい
るときに、当該タスクＡの実行を停止してタスクＢの実
行を開始するようにタスク切り替えを行う場合には、先
ず、それまでにタスクＡが資源を使用した結果が反映さ
れた資源値を、タスクＡについてのタスク情報と共にメ
モリに保存する。すなわち、タスクＡを停止するときに
は、そのときの資源の状態を示す値を資源値としてメモ
リに保存する。

【０００４】次いで、これから実行するタスクＢについ
て、当該タスクＢがこれまでに実行されたことにより設
定されている資源値を、タスクＢについてのタスク情報
と共にメモリから読み込み、その後、当該タスクＢの実
行を開始する。このとき、メモリから読み込まれる資源
値には、タスクＢが以前に停止したときの資源の状態を
示す値が設定されている。そして、タスクＢの実行を開
始するときには、この資源値に基づいて、中央処理装置
のレジスタ値や浮動小数点演算装置のレジスタ値など
を、タスクＢが停止したときの状態に戻す。これによ
り、中央処理装置のレジスタ値や浮動小数点演算装置の
レジスタ値などが、タスクＢが停止したときの状態に戻
され、その後、タスクＢの実行が再開される。

【０００５】なお、中央処理装置には、このようなタス
ク切り替えの動作を高速化するために、図２１（ａ）に
示すように、タスク毎の資源値の保存領域として、レジ
スタファイルと呼ばれる資源値保存用ハードウェアを用
意したものがある。また、図２１（ｂ）に示すように、
タスク毎の資源値の保存領域として、レジスタスタック
と呼ばれる資源値保存用ハードウェアを用意したものも
ある。これらの中央処理装置では、タスク切り替え時に
おけるメモリに対する資源値の読み書きを低減すること
ができるので、タスク切り替え動作を高速化することが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は、タスク切り替
えを行うために、図２０に示したように、タスク情報及
び資源値を保存するための領域を、メモリ上にタスク毎
に確保するようにしている。しかし、このようにしてタ
スク切り替えを行った場合には、タスク切り替え時に、
タスクが使用可能な資源全てについて、それらの資源値
の読み書きをメモリに対して行うこととなるため、以下
のような問題がある。

【０００７】（１）資源が多数ある場合（例えば、中央
処理装置が多数のレジスタを有するような場合）には、
タスク切り替えを行う毎に、メモリに対する大量の読み
書きが発生するため、タスク切り替えに時間がかかる。

【０００８】（２）資源を新たに追加したような場合、
追加された資源を使用しないタスクについても、追加さ
れた資源の資源値をメモリに保存することとなるため、
タスク切り替えに時間がかかるようになる。例えば、ハ
ードウェアを機能拡張して浮動小数点演算装置を追加し
たような場合、浮動小数点演算装置の機能を使用しない
タスクも、浮動小数点演算装置のレジスタ値を資源値と
してメモリに保存するようになり、その結果、タスク切
り替えに時間がかかるようになってしまう。

【０００９】（３）使用可能な資源が増加した場合、全
てのタスクが全ての資源を使うとは限らず、通常は、一
部の資源しか使用しないようなタスクも存在する。しか
し、従来のタスク切り替えでは、一部の資源しか使用し
ないようなタスクについても、全ての資源についての資
源値をメモリに保存するようにしていた。そのため、特
に使用可能な資源が増加した場合に、タスク切り替えの
ためにメモリを大量に消費することとなってしまってい
た。

【００１０】なお、図２１に示したように資源値保存用
ハードウェアを用意した場合には、上述の（１）の問題
は解決することができるが、この場合にも以下のような
問題がある。

【００１１】（４）用意できる資源値保存用ハードウェ
アには限りがあり、全てのタスク切り替えを資源値保存
用ハードウェアだけで賄えるとは限らない。そして、資
源が増加したり、切り替わるタスクの数が増えたりし
て、資源値保存用ハードウェアだけで賄いきれなくなっ
た場合には、結局、図２０に示したように、メモリに対
する読み書きを行うこととなる。したがって、資源値保
存用ハードウェアを用意してタスク切り替えの高速化を
図ったとしても、資源が増加したり、切り替わるタスク
の数が増えた場合には、その効果が大幅に低下してしま
う。

【００１２】（５）取り扱う資源の量に対して、大規模
な資源値保存用ハードウェアが必要となる。そのため、
中央処理装置等を半導体装置として集積化するにあたっ
て、資源値保存用ハードウェアによってかなりの半導体
面積が消費されてしまう。

【００１３】（６）取り扱う資源の量が多くなった場合
には、それに応じて資源値保存用ハードウェアを大規模
化するか、或いは資源値保存用ハードウェアで保持でき
るタスク数を減らす必要がある。

【００１４】また、図２０に示したようなタスク切り替
えの機構を、リアルタイム処理が必要な機器に応用する
ことを考えると、特に使用可能な資源が増加した場合
に、以下のような問題が生じる。

【００１５】（７）タスク切り替えを行う毎に、使用可
能な資源全ての資源値について、メモリへの保存及びメ
モリからの読み出しを行うため、特に使用可能な資源が
増加した場合に、タスク切り替えに時間がかかるように
なる。そのため、割り込み処理等のように高速な起動が
必要とされる処理を、タスク切り替えの機構で行うこと
が不可能となってしまう。これは、特にリアルタイム処
理が必要な機器において、大きな問題である。

【００１６】また、図２０に示したようにタスク切り替
えを行った場合には、タスク切り替え時に大量のメモリ
アクセスが発生するが、このときにキャッシュメモリや
レジスタファイル等を使用できるかできないかで、実際
にメモリにアクセスする量が大きく変動するため、以下
のような問題もあった。

【００１７】（８）切り替え先のタスクの起動に要する
時間の変動が大きく、割り込み処理等を行うときに、処
理のタイミングの特定が困難である。

【００１８】以上のように、従来はタスク切り替えにつ
いて様々な問題があった。そして、本発明は、以上のよ
うな従来の実情に鑑みて提案されたものであり、上述し
たような従来の問題を解消することが可能なタスク切り
替え方法及びデータ処理装置を提供することを目的とし
ている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るタスク切り
替え方法は、タスク毎に確保した資源値保存領域に資源
の状態を示す値である資源値を保存し、タスクを実行す
るときに当該タスクが使用する資源の資源値を資源値保
存領域から読み出すことで、それぞれのタスクの独立性
を保証して複数のタスクを並行して実行するマルチタス
クシステムにおけるタスク切り替え方法に関する。

【００２０】そして、本発明に係るタスク切り替え方法
では、資源を複数の資源グループに分割して管理し、タ
スク切り替えにより実行中となったタスクが資源を使用
する際、当該資源が属する資源グループを当該タスクが
使用可能か否かを判定する資源グループ使用可能性検査
を行う。そして、資源グループ使用可能性検査の結果、
当該資源が属する資源グループが実行中のタスクで使用
可能と判定された場合には、実行中のタスクに当該資源
の使用を認めて、実行中のタスクの処理を継続する。ま
た、資源グループ使用可能性検査の結果、当該資源が属
する資源グループが実行中のタスクで使用可能と判定さ
れなかった場合には、当該資源が属する資源グループを
実行中のタスクが使用可能な状態に変更する資源グルー
プ占有タスク切り替え処理を行った上で、実行中のタス
クに当該資源の使用を認めて、実行中のタスクの処理を
継続する。

【００２１】なお、上記タスク切り替え方法において、
タスク切り替えによって実行を開始するタスクが、上記
資源グループ使用可能性検査を行うことができない資源
を使用する可能性がある場合には、当該資源グループの
資源値の保存及び／又は読み込みを、タスク切り替えの
際に必要に応じて予め行うようにしても良い。

【００２２】また、上記タスク切り替え方法において
は、実行中のタスクが資源グループを使用可能であるか
否かを示す資源グループ使用許可フラグを設けておくよ
うにしても良い。この場合、資源グループ使用可能性検
査では、資源グループ使用許可フラグに基づいて、実行
中のタスクが資源グループを使用可能か否かを判定す
る。

【００２３】また、以上のように資源グループ使用許可
フラグを設けた場合は、更に、タスクが資源グループを
占有しているか否かを資源グループ毎に示す資源グルー
プ占有フラグをタスク毎に設けておくようにしても良
い。この場合は、タスク切り替え時に、タスク切り替え
によって停止するタスクに対応する資源グループ占有フ
ラグのうち、資源グループ使用許可フラグに使用可能で
あることを示す値が設定されている資源グループに対応
する資源グループ占有フラグに、当該資源グループを占
有していることを示す値を設定する。そして、資源グル
ープ占有タスク切り替え処理では、実行中のタスクが使
用しようとしている資源が属する資源グループをそれま
で使用していたタスクに対応する資源グループ占有フラ
グのうち、当該資源グループに対応する資源グループ占
有フラグに、当該資源グループを占有していないこと示
す値を設定する処理を行う。

【００２４】なお、資源グループ使用許可フラグは、例
えば、共通の機能を提供する１以上の資源グループから
なる機能ブロック単位で、実行中のタスクが資源グルー
プを使用可能であるか否かを示すものであっても良い
し、或いは、資源グループ毎に、実行中のタスクが資源
グループを使用可能であるか否かを示すものであっても
良い。

【００２５】また、上記タスク切り替え方法において、
資源グループ占有タスク切り替え処理では、例えば、実
行中のタスクが使用しようとしている資源の資源値を保
持する必要がある場合に、当該資源が属する資源グルー
プの資源値を資源値保存領域に保存する処理と、実行中
のタスクに対応した資源値保存領域に、実行中のタスク
が使用しようとしている資源の資源値として有効な値が
保存されている場合に、実行中のタスクに対応した資源
値保存領域から資源値を読み込む処理とを行う。

【００２６】以上のように資源グループ占有タスク切り
替え処理を行う際は、資源グループを占有しているタス
クに対応した値が設定される資源グループ占有タスク変
数を資源グループ毎に設けておくようにしても良い。こ
の場合、資源グループ占有タスク切り替え処理では、実
行中のタスクが使用しようとしている資源が属する資源
グループに対応した資源グループ占有タスク変数に、実
行中のタスクに対応した値を設定する処理も行う。

【００２７】また、以上のように資源グループ占有タス
ク変数を設けた場合は、更に、実行中のタスクに対応し
た値が設定される実行中タスク変数を設けておくように
しても良い。この場合、資源グループ使用可能性検査で
は、例えば、実行中のタスクが使用しようとしている資
源が属する資源グループに対応した資源グループ占有タ
スク変数の値と、実行中タスク変数の値とを比較するこ
とにより、当該資源が属する資源グループを実行中のタ
スクが使用可能か否かを判定する。

【００２８】また、資源グループに属する資源に使用中
のものが存在するか否かを資源グループ毎に示す資源グ
ループ保存値有効フラグをタスク毎に設けておくように
しても良い。この場合、タスクが資源を使用することに
より当該資源の資源値が有効な値となった場合には、当
該タスクに対応した資源グループ保存値有効フラグのう
ち、当該資源が属する資源グループに対応した資源グル
ープ保存値有効フラグに、当該資源グループに使用中の
資源が存在していることを示す値を設定する。そして、
資源グループ占有タスク切り替え処理では、実行中のタ
スクが使用しようとしている資源の資源値を保持する必
要があるか否かの判断を、当該資源を使用しているタス
クに対応した資源グループ保存値有効フラグに基づいて
行うとともに、実行中のタスクに対応した資源値保存領
域に、実行中のタスクが使用しようとしている資源の資
源値として有効な値が保存されているか否かの判断を、
実行中のタスクに対応した資源グループ保存値有効フラ
グに基づいて行う。

【００２９】なお、資源グループ保存値有効フラグを設
けた場合、タスク切り替えによって実行を開始するタス
クが、資源グループ使用可能性検査を行うことができな
い資源を使用する可能性がある場合には、タスク切り替
え処理において、当該資源グループに対応した資源グル
ープ保存値有効フラグに、当該資源グループに対応した
資源値保存領域に有効な値が存在していることを示す値
を設定する処理も行うことが好ましい。

【００３０】また、タスクの実行を終了する際には、当
該タスクに対応した全ての資源グループ保存値有効フラ
グの値を、資源グループに使用中の資源が存在しないこ
とを示す値に設定することが好ましい。

【００３１】また、資源グループに属する資源をタスク
が使用中であるか否かを示す資源グループ使用中フラグ
を資源グループ毎に設けておくようにしても良い。この
場合、タスクが資源を使用するときには、当該資源が属
する資源グループに対応した資源グループ使用中フラグ
に、当該資源グループに属する資源をタスクが使用中で
あることを示す値を設定する。そして、資源グループ占
有タスク切り替え処理において、実行中のタスクが使用
しようとしている資源の資源値を保持する必要があるか
否かの判断を、当該資源が属する資源グループに対応し
た資源グループ使用中フラグに基づいて行う。

【００３２】なお、資源グループ使用中フラグを設けた
場合、タスク切り替えによって実行を開始するタスク
が、資源グループ使用可能性検査を行うことができない
資源を使用する可能性がある場合には、タスク切り替え
処理において、当該資源グループに対応した資源グルー
プ使用中フラグに、当該資源グループに使用中の資源が
存在していることを示す値を設定する処理も行うことが
好ましい。

【００３３】また、タスクが資源グループを占有してい
るか否かを資源グループ毎に示す資源グループ占有フラ
グをタスク毎に設けておくようにしても良い。この場
合、資源グループ占有タスク切り替え処理では、実行中
のタスクが使用しようとしている資源が属する資源グル
ープを占有しているタスクに対応する資源グループ占有
フラグのうち、実行中のタスクが使用しようとしている
資源が属する資源グループに対応した資源グループ占有
フラグに、当該資源グループを占有していないことを示
す値を設定する処理と、実行中のタスクに対応した資源
グループ占有フラグのうち、実行中のタスクが使用しよ
うとしている資源が属する資源グループに対応した資源
グループ占有フラグに、当該資源グループを占有してい
ることを示す値を設定する処理とを行う。

【００３４】また、上記タスク切り替え方法において、
タスクが使用可能な資源を、キャッシュメモリを備えた
中央処理装置を使用して取り扱う場合には、資源を資源
グループに分割する際に、各資源グループに対応した各
資源値保存領域のサイズがキャッシュメモリのキャッシ
ュラインサイズの整数倍となるように分割することが好
ましい。

【００３５】また、上記タスク切り替え方法において、
タスクが使用可能な資源を、キャッシュメモリを備えた
中央処理装置を使用して取り扱うとともに、資源値保存
領域をキャッシュメモリ上に確保する場合には、資源値
保存領域の先頭アドレスがキャッシュメモリのキャッシ
ュラインの境界となるように資源値保存領域を確保する
ことが好ましい。

【００３６】また、本発明に係るもう一つのタスク切り
替え方法は、タスク毎に確保した資源値保存領域に資源
の状態を示す値である資源値を保存し、タスクを実行す
るときに当該タスクが使用する資源の資源値を資源値保
存領域から読み出すことで、それぞれのタスクの独立性
を保証して複数のタスクを並行して実行するマルチタス
クシステムにおけるタスク切り替え方法において、資源
値保存領域を確保する際に、保存する資源値のサイズに
応じて、資源値保存領域のサイズを動的に変化させて確
保することを特徴とする。

【００３７】このように資源値保存領域のサイズを動的
に変化させて確保する際は、資源を複数の資源グループ
に分割して管理するとともに、上記資源値保存領域のサ
イズを資源グループを単位として動的に変化させるよう
にすることが好ましい。

【００３８】また、資源値保存領域のサイズを動的に変
化させて確保する際、資源値保存領域は、対応するタス
クが使用するスタックと同一のメモリブロックに、当該
タスクがスタックにデータを格納していく方向とは逆の
方向から確保していくことが好ましい。ただし、この場
合は、資源値保存領域を動的に変化させるときに、スタ
ックとしてタスクが使用中の領域と資源値保存領域とが
重複しないかを確認するようにしたほうが良い。

【００３９】一方、本発明に係るデータ処理装置は、タ
スク毎に確保した資源値保存領域に資源の状態を示す値
である資源値を保存し、タスクを実行するときに当該タ
スクが使用する資源の資源値を資源値保存領域から読み
出すことで、それぞれのタスクの独立性を保証して複数
のタスクを並行して実行するデータ処理装置である。

【００４０】そして、本発明に係るデータ処理装置は、
資源を複数の資源グループに分割して管理し、タスク切
り替えにより実行中となったタスクが資源を使用する
際、当該資源が属する資源グループを当該タスクが使用
可能か否かを判定する資源グループ使用可能性検査を行
う。そして、資源グループ使用可能性検査の結果、当該
資源が属する資源グループが実行中のタスクで使用可能
と判定された場合には、実行中のタスクに当該資源の使
用を認めて、実行中のタスクの処理を継続する。また、
資源グループ使用可能性検査の結果、当該資源が属する
資源グループが実行中のタスクで使用可能と判定されな
かった場合には、当該資源が属する資源グループを実行
中のタスクが使用可能な状態に変更する資源グループ占
有タスク切り替え処理を行った上で、実行中のタスクに
当該資源の使用を認めて、実行中のタスクの処理を継続
する。

【００４１】上記データ処理装置は、実行中のタスクが
資源グループを使用可能であるか否かを示す資源グルー
プ使用許可フラグの値を保持する資源グループ使用許可
フラグ保持手段を備えていても良い。この場合、資源グ
ループ使用可能性検査では、資源グループ使用許可フラ
グに基づいて、実行中のタスクが資源グループを使用可
能か否かを判定する。

【００４２】なお、資源グループ使用許可フラグは、例
えば、共通の機能を提供する１以上の資源グループから
なる機能ブロック単位で、実行中のタスクが資源グルー
プを使用可能であるか否かを示すものであっても良い
し、或いは、資源グループ毎に、実行中のタスクが資源
グループを使用可能であるか否かを示すものであっても
良い。

【００４３】また、上記データ処理装置において、資源
グループ占有タスク切り替え処理では、例えば、実行中
のタスクが使用しようとしている資源の資源値を保持す
る必要がある場合に、当該資源が属する資源グループの
資源値を資源値保存領域に保存する処理と、実行中のタ
スクに対応した資源値保存領域に、実行中のタスクが使
用しようとしている資源の資源値として有効な値が保存
されている場合に、実行中のタスクに対応した資源値保
存領域から資源値を読み込む処理とを行う。

【００４４】また、上記データ処理装置は、資源グルー
プを占有しているタスクに対応した値が資源グループ毎
に設定される資源グループ占有タスク変数の値を保持す
る資源グループ占有タスク変数保持手段を備えていても
良い。この場合、資源グループ占有タスク切り替え処理
では、実行中のタスクが使用しようとしている資源が属
する資源グループに対応した資源グループ占有タスク変
数に、実行中のタスクに対応した値を設定する処理も行
う。

【００４５】また、上記データ処理装置は、資源グルー
プ占有タスク変数保持手段の他に、更に、実行中のタス
クに対応した値が設定される実行中タスク変数の値を保
持する実行中タスク変数保持手段を備えていても良い。
この場合、資源グループ使用可能性検査では、例えば、
実行中のタスクが使用しようとしている資源が属する資
源グループに対応した資源グループ占有タスク変数の値
と、実行中タスク変数の値とを比較することにより、当
該資源が属する資源グループを実行中のタスクが使用可
能か否かを判定する。

【００４６】また、上記データ処理装置は、資源グルー
プに属する資源に使用中のものが存在するか否かを資源
グループ毎に示す資源グループ保存値有効フラグの値を
保持する資源グループ保存値有効フラグ保持手段を備え
ていても良い。この場合、タスクが資源を使用すること
により当該資源の資源値が有効な値となった場合には、
当該資源が属する資源グループに対応した資源グループ
保存値有効フラグに、当該資源グループに使用中の資源
が存在していることを示す値を設定する。そして、資源
グループ占有タスク切り替え処理において、実行中のタ
スクが使用しようとしている資源の資源値を保持する必
要があるか否かの判断は、当該資源が属する資源グルー
プに対応した資源グループ保存値有効フラグに基づいて
行う。

【００４７】なお、資源グループ保存値有効フラグ保持
手段を備えている場合、実行中のタスクが、特定の資源
グループの資源値が破壊されることを前提とした処理を
実行した場合には、当該資源グループに対応した資源グ
ループ保存値有効フラグに、当該資源グループに対応し
た資源値保存領域に有効な値が存在していないことを示
す値を設定するようにすると良い。

【００４８】また、上記データ処理装置は、資源グルー
プに属する資源をタスクが使用中であるか否かを資源グ
ループ毎に示す資源グループ使用中フラグを保持する資
源グループ使用中フラグ保持手段を備えていても良い。
この場合、タスクが資源を使用するときには、当該資源
が属する資源グループに対応した資源グループ使用中フ
ラグに、当該資源グループに属する資源をタスクが使用
中であることを示す値を設定する。そして、資源グルー
プ占有タスク切り替え処理において、実行中のタスクが
使用しようとしている資源の資源値を保持する必要があ
るか否かの判断を、当該資源が属する資源グループに対
応した資源グループ使用中フラグに基づいて行う。

【００４９】なお、資源グループ使用中フラグ保持手段
を備えている場合、実行中のタスクが、特定の資源グル
ープの資源値が破壊されることを前提とした処理を実行
した場合には、資源値が破壊されることが前提とされて
いる資源グループのうち、実行中のタスクが使用可能な
資源グループについて、当該資源グループに対応した資
源グループ使用中フラグに、当該資源グループを使用中
のタスクが存在していないことを示す値を設定するよう
にすると良い。

【００５０】また、上記データ処理装置は、タスクが使
用可能な資源を取り扱う中央処理装置と、上記中央処理
装置に設けられたキャッシュメモリとを備えていても良
い。この場合、資源グループは、各資源グループに対応
した各資源値保存領域のサイズがキャッシュメモリのキ
ャッシュラインサイズの整数倍となるように資源が分割
されてなることが好ましい。

【００５１】また、上記データ処理装置が、タスクが使
用可能な資源を取り扱う中央処理装置と、上記中央処理
装置に設けられたキャッシュメモリとを備えている場
合、資源値保存領域は、各資源値保存領域の先頭アドレ
スがキャッシュメモリのキャッシュラインの境界となる
ように確保すると良い。

【００５２】また、上記データ処理装置では、資源値保
存領域を確保する際に、保存する資源値のサイズに応じ
て、資源値保存領域のサイズを動的に変化させて確保す
るようにしても良い。この場合、資源値保存領域のサイ
ズは、資源グループを単位として動的に変化させると良
い。また、資源値保存領域のサイズを動的に変化させる
場合、当該資源値保存領域は、対応するタスクが使用す
るスタックと同一のメモリブロックに、当該タスクがス
タックにデータを格納していく方向とは逆の方向から確
保していくようにすると良い。ただしこの場合、データ
処理装置は、資源値保存領域を動的に変化させるとき
に、スタックとしてタスクが使用中の領域と資源値保存
領域とが重複しないかを確認する領域重複チェック手段
を備えていることが好ましい。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００５４】１．本発明の実施の形態の概要 本発明では、中央処理装置のレジスタや浮動小数点演算
装置のレジスタなど、タスクが使用する資源で、なおか
つタスク毎に独立した値を保持する必要がある資源を、
資源グループと呼ぶ複数のグループに分割して管理す
る。

【００５５】本発明では、実行中のタスクが資源を使用
する際に、実行中のタスクが当該資源が属する資源グル
ープを使用可能か否かを判定する、資源グループ使用可
能性検査と呼ぶ検査を実行する。なお、本発明では、実
行中のタスクが当該資源グループを占有している場合
に、資源グループが使用可能であると判断する。そし
て、資源グループ使用可能性検査の結果、資源が使用可
能である場合は、本発明が導入されていない場合と何ら
変わりなく処理を継続する。また、それ以外の場合は、
資源グループ占有タスク切り替え処理と呼ぶ処理を起動
する。

【００５６】資源グループ占有タスク切り替え処理で
は、切り替え対象となっている資源グループについて、
資源値の保存、読み込み、そして資源グループの占有状
態の変更を行う。具体的には、切り替えの対象となって
いる資源グループを現在占有しているタスクを特定し、
当該資源グループを現在占有しているタスクが、当該資
源グループに属する資源に有効な値を設定している場合
は、それらを当該タスクに対応した資源値保存領域に保
存する。また、実行中のタスク（すなわち資源を使用し
ようとしているタスク）が、当該資源グループに対応す
る有効な値を資源値保存領域に保持している場合は、そ
れらの値を読み込む。そして、これらの処理の後、当該
資源グループを占有しているタスクを、現在実行中のタ
スクに切り替える。

【００５７】また、本発明に係るタスク切り替え方法
は、オペレーティングシステム等のソフトウェアの一部
として実現することも可能であるし、或いは、本発明を
適用したデータ処理装置で実現することも可能である
が、いずれの場合においても、一連の資源グループ使用
可能性検査及び資源グループ占有タスク切り替え処理を
正常に実行できるように、いくつかのフラグ及び変数を
用意し、これらの値を必要に応じて設定したり参照した
りする。

【００５８】なお、資源グループ使用可能性検査は、非
常に頻繁に行われる処理である。したがって、資源グル
ープ使用可能性検査は、オペレーティングシステム等に
よるソフトウェア処理によって行うようにするのではな
く、資源グループ使用可能性検査を行う機構をデータ処
理装置にハードウェアとして実装しておき、ハードウェ
ア処理によって行うようにしておいたほうが、より高速
な処理が可能となるので好ましい。

【００５９】このような資源グループ使用可能性検査
は、例えば、機能ブロック毎に使用の可否を示す使用許
可フラグをデータ処理装置に実装しておき、当該使用許
可フラグを用いて行う。ここで、機能ブロックは、共通
の機能を提供する１以上の資源グループから構成され
る。具体的には、例えば、浮動小数点演算装置のレジス
タをひとまとめにして機能ブロックとして扱う。

【００６０】そして、機能ブロック毎に使用の可否を示
す使用許可フラグを用いて資源グループ使用可能性検査
を行う際は、使用不可能な資源グループを含む機能ブロ
ックに対応した使用許可フラグを、当該機能ブロックの
使用が不可であることを示すように設定しておく。そし
て、資源グループ使用可能性検査では、当該使用許可フ
ラグを参照することにより、資源グループの使用の可否
を検出する。

【００６１】また、資源グループ毎に使用の可否を示す
資源グループ使用許可フラグをデータ処理装置に実装し
ておき、当該資源グループ使用許可フラグを用いて、資
源グループ使用可能性検査を行うようにしても良い。資
源グループ毎に使用の可否を示す資源グループ使用許可
フラグを用いて資源グループ使用可能性検査を行う際
は、使用不可能な資源グループに対応した資源グループ
使用許可フラグを、当該資源グループの使用が不可であ
ることを示すように設定しておく。そして、資源グルー
プ使用可能性検査では、当該資源グループ使用許可フラ
グを参照することにより、資源グループの使用の可否を
検出する。

【００６２】また、資源グループを占有しているタスク
に対応した値が資源グループ毎に設定される資源グルー
プ占有タスク変数が格納されるレジスタと、実行中のタ
スクに対応した値が設定される実行中タスク変数が格納
されるレジスタとをデータ処理装置に実装しておき、資
源グループ占有タスク変数及び実行中タスク変数を用い
て、資源グループ使用可能性検査を行うようにしても良
い。資源グループ占有タスク変数及び実行中タスク変数
を用いて資源グループ使用可能性検査を行う際は、資源
グループ占有タスク変数と実行中タスク変数とを比較す
ることで、資源グループの使用の可否を検出する。

【００６３】このように資源グループ使用可能性検査に
使用するフラグや変数が格納されるレジスタをデータ処
理装置にハードウェアとして実装しておけば、タスク処
理の実行効率を落とすことなく、資源グループ使用可能
性検査を行うことが可能となる。

【００６４】一方、資源グループ占有タスク切り替え処
理についても、より高速に処理を行うという観点から
は、資源グループ占有タスク切り替え処理を行う機構を
できるだけデータ処理装置にハードウェアとして実装し
ておき、当該処理をハードウェア処理として行うように
したほうが好ましい。ただし、資源グループ占有タスク
切り替え処理は、資源グループ使用可能性検査ほど頻繁
に行われるものではないので、オペレーティングシステ
ム等によるソフトウェア処理によって行うようにしても
良い。なお、資源グループ占有タスク切り替え処理の殆
どの部分は、オペレーティングシステム等のソフトウェ
アによる実現も、データ処理装置に実装されたハードウ
ェア又はマイクロプログラムによる実現も可能である。

【００６５】なお、資源グループ占有タスク切り替え処
理では、具体的には、切り替え対象となる資源グループ
の資源値の保存が必要か否かを判断し必要であれば当該
資源値を保存する処理や、資源値の保存が必要か否かを
判断するのに必要なフラグを更新する処理や、切り替え
対象となる資源グループの資源値の読み込みが必要か否
かを判断し必要であれば当該資源値を読み込む処理や、
資源値の読み込みが必要か否かを判断するのに必要なフ
ラグを更新する処理や、資源グループを占有しているタ
スクを特定するのに必要な変数を更新する処理や、資源
グループ使用可能性検査で使用するフラグを更新する処
理などを行う。

【００６６】このような資源グループ占有タスク切り替
え処理を行うにあたっては、切り替え対象となる資源グ
ループの資源値の保存が必要か否かを判断する手段とし
て、各資源グループに対応した資源グループ使用中フラ
グを用意しておく。そして、タスクの実行中に、ある資
源グループに属する資源が使用されたら、対応する資源
グループ使用中フラグに「真」の値を設定する。また、
タスク切り替えによって実行が開始されたタスクが、特
定の資源グループの資源値が破壊されることを前提にし
た処理（例えば、システムコールや、サブルーチン呼び
出しや、サブルーチンからの復帰処理など）を実行した
場合には、当該資源グループに対応した資源グループ使
用中フラグに「偽」の値を設定する。また、タスクの実
行終了などにより、タスクが使用していた資源の資源値
を破棄しても問題ないと判断された場合には、当該タス
クが占有していた資源グループに対応する資源グループ
使用中フラグに「偽」の値を設定する。

【００６７】また、上述のような資源グループ占有タス
ク切り替え処理を行うにあたっては、切り替え対象とな
る資源グループの資源値の読み込みが必要か否かを判断
する手段として、各資源グループに対応した資源グルー
プ保存値有効フラグをタスク毎に用意しておく。そし
て、実行中のタスクが資源を使用する際に、当該タスク
に対応した資源グループ保存値有効フラグのうち、当該
資源が属する資源グループに対応する資源グループ保存
値有効フラグに「真」の値を設定する。なお、このよう
に資源グループ保存値有効フラグを用いる際は、実行中
のタスクに対応する資源グループ保存値有効フラグを保
持するレジスタを、データ処理装置に設けておくと良
い。これにより、資源グループ保存値有効フラグの更新
に要するメモリアクセスを低減させることができる。

【００６８】なお、タスク切り替えによって実行が開始
されたタスクが、特定の資源グループの資源値が破壊さ
れることを前提にした処理を含む場合には、当該タスク
に対応した資源グループ保存値有効フラグのうち、資源
値が破壊されることが前提とされている資源グループに
対応した資源グループ保存値有効フラグに「偽」の値を
設定する。これにより、不要な資源値の保存や読み込み
を省略することが可能となり、メモリアクセスを低減す
ることができる。また、タスクの実行終了などにより、
タスクが使用していた資源の資源値を破棄しても問題な
いと判断された場合には、当該タスクに対応した資源グ
ループ保存値有効フラグのうち、当該タスクが占有して
いた資源グループに対応する資源グループ保存値有効フ
ラグに「偽」の値を設定する。これにより、不要な資源
値の保存や読み込みを省略することが可能となり、メモ
リアクセスを更に低減することができる。

【００６９】また、上述のような資源グループ占有タス
ク切り替え処理を行うにあたっては、資源グループを占
有しているタスクを特定する手段として、各資源グルー
プに対応した資源グループ占有タスク変数を用意してお
く。そして、資源グループ占有タスク切り替え処理で
は、切り替え対象となる資源グループに対応した資源グ
ループ占有タスク変数の値を、実行中のタスクに対応し
た値に更新する。

【００７０】２．基本的な処理の流れ タスク切り替えが発生した際、オペレーティングシステ
ムは、タスク切り替えによって実行が停止されるタスク
に対応した資源グループ保存値有効フラグや資源グルー
プ占有フラグ等を更新する。また、オペレーティングシ
ステムは、必要な場合には、タスク切り替えによって実
行が開始されるタスクについて、資源グループ使用許可
フラグ、資源グループ保存値有効フラグ、実行中タスク
変数などの保存及び設定を行う。また、オペレーティン
グシステムは、必要な場合には、資源値の保存及び読み
込みを、上述のようなフラグの保存及び設定の手順の間
の適切な時期に行う。そして、これらの処理を行った
後、オペレーティングシステムは、新しいタスクの実行
を開始する。

【００７１】そして、タスク切り替えによって実行中と
なったタスクが、使用を許可されていない資源グループ
に属する資源を使用しようとしたときには、使用を許可
されていない資源グループに属する資源をタスクが使用
しようとしていることが、資源グループ使用可能性検査
によって検出され、資源グループ占有タスク切り替え処
理が起動される。そして、資源グループ占有タスク切り
替え処理により、使用を許可されていなかった資源グル
ープに属する資源をタスクが使用できるようにするのに
必要な処理が行われる。そして、資源グループ占有タス
ク切り替え処理により、資源の使用が可能となったら、
当該資源を使用してタスクの処理を継続する。

【００７２】なお、資源グループ使用中フラグを保持す
るレジスタをデータ処理装置が実装している場合は、実
行中のタスクが資源を使用しようとしたときに、当該資
源が属する資源グループに対応した資源グループ使用中
フラグに「真」の値を設定しておく。また、資源グルー
プ保存値有効フラグを保持するレジスタをデータ処理装
置が実装している場合は、実行中のタスクが資源を使用
しようとしたときに、当該資源が属する資源グループに
対応した資源グループ保存値有効フラグに「真」の値を
設定しておく。

【００７３】そして、資源グループ占有タスク切り替え
処理では、先ず、実行中のタスクが使用しようとしてい
る資源が属する資源グループに対応した資源グループ占
有タスク変数から、当該資源グループを占有中のタスク
を特定する。そして、当該資源グループを占有中のタス
クに対応した資源グループ占有フラグに「偽」の値を設
定する。また、当該資源グループを占有中のタスクに対
応した資源グループ保存値有効フラグを検査し、その値
が「真」ならば、当該資源グループの資源値を、当該資
源グループを占有中のタスクに対応した資源値保存領域
に保存する。

【００７４】なお、資源グループ使用中フラグの値を保
持するレジスタをデータ処理装置が実装している場合に
は、当該レジスタの内容を検査し、占有タスク切り替え
対象の資源グループに対応した資源グループ使用中フラ
グの値が「真」ならば、当該資源グループの資源値を、
当該資源グループを占有中のタスクに対応した資源値保
存領域に保存する。

【００７５】次に、実行中のタスクに対応した資源グル
ープ保存値有効フラグを検査し、占有タスク切り替え対
象の資源グループに対応した値が「真」ならば、実行中
のタスクに対応した資源値保存領域から、当該資源グル
ープの資源値を読み込む。これにより、実行中のタスク
からは、あたかも自分が設定した値が当該資源に継続し
て存在していたかのように見え、タスク間の独立性が保
証される。

【００７６】なお、実行中のタスクに対応した資源グル
ープ保存値有効フラグの値が「偽」の場合には、実行中
のタスクに対応した資源値保存領域として、占有タスク
切り替え対象の資源グループに対応した資源値保存領域
が、既に確保されているかどうかを検査する。そして、
確保されていない場合には、当該資源グループに対応す
る資源値保存領域を確保する。その後、当該資源グルー
プに対応する資源グループ保存値有効フラグに「真」の
値を設定する。

【００７７】そして、以上の処理を行うとともに、占有
タスク切り替え対象の資源グループに対応した資源グル
ープ占有タスク変数に、実行中のタスクに対応した値を
設定することにより、資源グループを占有するタスクの
切り替え処理がなされ、実行中のタスクが資源を使用で
きる状態とされる。

【００７８】なお、資源グループ使用許可フラグを使用
して資源使用可能性検査を行う場合は、資源グループ占
有タスク切り替え処理の中で、占有タスク切り替え対象
の資源グループに対応する資源グループ使用許可フラグ
に「真」の値を設定する処理も行う。

【００７９】３．メモリの使用について 以上のようにタスク切り替えを行うにあたって、各タス
クに対応した資源値保存領域は、タスクが使用するスタ
ックと同一のメモリブロックに確保すると良い。スタッ
クに使用するメモリブロックは、タスクが生成されるま
では確保する必要がなく、また、タスクが実行を終了し
たら開放してしまうことができる。このような性質を利
用することで、タスクに動的にスタック用のメモリブロ
ックを割り当ててメモリ使用量を節約する機構を実現で
きるが、このような機構において、タスクが使用するス
タックと同一のメモリブロックに資源値保存領域を確保
するようにすれば、資源値保存領域も動的に割り当てる
ことが可能となり、メモリ使用量を更に節約することが
可能となる。

【００８０】また、資源値保存領域はタスク毎に確保さ
れるが、当該資源値保存領域を確保する際は、保存する
資源値のサイズに応じて、資源値保存領域のサイズを動
的に変化させて確保したほうが好ましい。これにより、
メモリを効率的に使用することが可能となる。そして、
このように資源値保存領域のサイズを動的に変化させる
ようにした場合には、実行中のタスクがこれまで使用し
ていなかった資源グループを使用しようとしたときに、
資源グループ占有タスク切り替え処理の中で、当該資源
グループに対応する資源値保存領域を確保するようにす
る。このとき、資源値保存領域は、タスクが使用するス
タックと同一のメモリブロックに、当該タスクがスタッ
クにデータを格納していく方向とは逆の方向から確保し
ていくようにすると良い。これにより、メモリを更に有
効に使用できる。

【００８１】なお、資源値保存領域を、タスクが使用す
るスタックと同一のメモリブロックに確保する場合は、
スタックとして使用する領域と資源値保存領域とが重複
しないことが望まれる。スタックとして使用する領域と
資源値保存領域とが重複しないようにするには、例え
ば、資源値保存領域のサイズを動的に変化させるとき
に、スタックとして使用中の領域と資源値保存領域とが
重複しないかを確認するようにする。また、例えば、タ
スクがスタックとして使用する領域のサイズを動的に変
化させるときに、スタックとして使用する領域と資源値
保存領域とが重複しないかを確認するようにする。

【００８２】また、データ処理装置がキャッシュメモリ
を備えている場合は、資源を資源グループに分割する際
に、各資源グループに対応した各資源値保存領域のサイ
ズがキャッシュメモリのキャッシュラインサイズの整数
倍となるように分割したほうが良い。このように、各資
源グループに対応した各資源値保存領域のサイズが、キ
ャッシュメモリのキャッシュラインサイズの整数倍とな
っていれば、メモリアクセスをより効率良く行うことが
可能となる。

【００８３】また、データ処理装置がキャッシュメモリ
を備えており、資源値保存領域をキャッシュメモリ上に
確保する場合には、資源値保存領域の先頭アドレスがキ
ャッシュメモリのキャッシュラインの境界となるように
したほうが良い。このように、資源値保存領域の先頭ア
ドレスがキャッシュメモリのキャッシュラインの境界と
なっていれば、メモリアクセスをより効率良く行うこと
が可能となる。

【００８４】４．本発明の具体例 つぎに、以上のような本発明の実施の形態について、よ
り具体的な例を挙げて更に詳細に説明する。なお、以下
の説明では、まず、本発明の第１の実施の形態として、
本発明に係るタスク切り替え方法を既存のデータ処理装
置を用いてオペレーティングシステムの処理によって実
現した場合について、具体的な例を挙げて説明する。そ
の後、本発明の第２の実施の形態として、本発明を適用
した新規なデータ処理装置を用いてタスク切り替えを行
う場合について、具体的な例を挙げて説明する。

【００８５】４−１ 第１の実施の形態 まず、本発明の第１の実施の形態として、本発明に係る
タスク切り替え方法を、従来より実用化されているデー
タ処理装置において、オペレーティングシステムの処理
によって実現した場合について説明する。

【００８６】なお、以下に説明するタスク切り替え方法
は、オペレーティングシステムの処理によって実現され
るが、当該オペレーティングシステムは、タスク切り替
えを実現するモジュール以外については、任意の構成と
することができる。したがって、タスク切り替えを実現
するモジュール以外については、従来のオペレーティン
グシステムと同様な構成であっても良い。

【００８７】また、以下に説明するタスク切り替え方法
では、説明を簡単にするため、タスク切り替え処理等を
実行するオペレーティングシステムは、オペレーティン
グシステム専用のレジスタを用いて処理を行い、タスク
が使用するレジスタの値を破壊しないものとする。ただ
し、本発明は、オペレーティングシステムが、タスクと
同一のレジスタを使用するような場合にも適用可能であ
る。オペレーティングシステムが、タスクと同一のレジ
スタを使用する場合には、当該レジスタをオペレーティ
ングシステムが使用するか、タスクが使用するかによっ
て、当該レジスタの値の保存や読み込みを適切なタイミ
ングで行うようにすれば良い。

【００８８】４−１−１ データ処理装置の構成 まず、本例において使用されるデータ処理装置について
説明する。なお、このデータ処理装置自体は既に実用化
されているものであり、新規なものではない。

【００８９】本例において使用されるデータ処理装置
は、中央処理装置（ＣＰＵ：CentralProcessing Unit）
と、浮動小数点演算などの演算命令を高速に実行する浮
動小数点演算装置とを備えている。ここで、中央処理装
置はキャッシュメモリを備えており、当該キャッシュメ
モリのキャッシュラインサイズは１６バイトである。

【００９０】そして、このデータ処理装置は、タスクが
使用可能な資源として、図１に示すように、中央処理装
置のレジスタ（以下、汎用レジスタと称する。）と、浮
動小数点演算装置のレジスタ（以下、浮動小数点レジス
タと称する。）とを備えている。

【００９１】ここで、汎用レジスタは、０〜１２７番ま
であり、各汎用レジスタは３２ビットの容量を持つ。ま
た、浮動小数点レジスタは、０〜６３番まであり、各浮
動小数点レジスタは６４ビットの容量を持つ。したがっ
て、このデータ処理装置は、汎用レジスタと浮動小数点
レジスタとで、合計８１９２ビット（＝１０２４バイ
ト）の容量を持っている。

【００９２】また、このデータ処理装置は、図１に示す
ように、浮動小数点演算装置が使用可能であるか否かを
示す使用許可フラグ（以下、浮動小数点演算装置使用許
可フラグと称する。）が格納される１ビットのレジスタ
も備えている。

【００９３】４−１−２ プログラムの仕様 本例において、データ処理装置によって実行されるプロ
グラムは、サブルーチン呼び出し、サブルーチンからの
復帰又はシステムコール等のような機能ブロックの呼び
出し或いは復帰の命令（簡単のため、以下の説明では、
これらの命令を一括して機能ブロック遷移命令と称す
る。）を実行する際に、汎用レジスタの０〜６３番と浮
動小数点レジスタの０〜３１番は、作業用レジスタとし
て使用して、呼び出された機能ブロックの処理中に値を
変更しても構わないが、汎用レジスタの６４〜１２７番
と浮動小数点レジスタの３２〜６３番は、機能ブロック
の処理を終了して当該プログラムの処理を継続する際
に、機能ブロックの呼び出し前の値を保持していなけれ
ばならないという仕様に従っているものとする。

【００９４】また、実行中のタスクがオペレーティング
システムに指示するタスク切り替えの要求については、
機能ブロック遷移命令を使用するものとする。

【００９５】また、任意のタイミングで発生する割り込
み処理に対応するため、割り込み処理のときには、全て
の汎用レジスタ及び浮動小数点レジスタの値を割り込み
直前の値に復元してから、通常処理を再開する必要があ
るものとする。

【００９６】４−１−３ オペレーティングシステムの
概要とデータ構造 つぎに、オペレーティングシステムの概要、並びに当該
オペレーティングシステムが取り扱うデータ構造につい
て説明する。

【００９７】本例において使用するオペレーティングシ
ステムは、マルチタスク機能を有している。すなわち、
このオペレーティングシステムは、タスクが使用する資
源の状態を示す資源値（すなわち、汎用レジスタや小数
点レジスタの値）をタスク毎に用意した資源値保存領域
に保存し、タスクを実行するときに当該タスクが使用す
る資源の資源値を資源値保存領域から読み出すことで、
それぞれのタスクの独立性を保証して複数のタスクを並
行して実行することが可能となっている。

【００９８】そして、本発明は、このようなマルチタス
ク機能を実現するにあたって、タスクが使用することが
可能な資源を、複数の資源グループに分割して管理する
ことを特徴としており、本例においては、オペレーティ
ングシステムによって、タスクが使用することが可能な
資源である汎用レジスタ及び浮動小数点レジスタを、図
２に示すように、資源グループ０、資源グループ１、資
源グループ２、資源グループ３の４つの資源グループに
分割して管理する。

【００９９】ここで、資源グループ０は、機能ブロック
遷移命令によるタスク切り替えを行う際に、機能ブロッ
ク遷移命令前の値を保持する必要がない汎用レジスタの
グループである。すなわち、資源グループ０には、汎用
レジスタの０〜６３番が属する。また、資源グループ１
は、機能ブロック遷移命令によるタスク切り替えを行う
際に、機能ブロック遷移命令前の値を保持する必要があ
る汎用レジスタのグループである。すなわち、資源グル
ープ１には、汎用レジスタの６４〜１２７番が属する。
また、資源グループ２は、機能ブロック遷移命令による
タスク切り替えを行う際に、機能ブロック遷移命令前の
値を保持する必要がない浮動小数点レジスタのグループ
である。すなわち、資源グループ２には、浮動小数点レ
ジスタの０〜３１番が属する。また、資源グループ３
は、機能ブロック遷移命令によるタスク切り替えを行う
際に、機能ブロック遷移命令前の値を保持する必要があ
る浮動小数点レジスタのグループである。すなわち、資
源グループ３には、浮動小数点レジスタの３２〜６３番
が属する。

【０１００】また、オペレーティングシステムは、図２
に示すように、メモリ上の変数として、資源グループ２
−３占有タスク変数と、実行中タスク変数とを定義す
る。ここで、資源グループ２−３占有タスク変数には、
資源グループ２及び資源グループ３を占有しているタス
クに対応した値が設定される。換言すれば、資源グルー
プ２及び資源グループ３の資源値は、資源グループ２−
３占有タスク変数が示すタスクに対応した値となる。ま
た、実行中タスク変数には、現在実行中のタスクに対応
した値が設定される。すなわち、本例では、実行中タス
ク変数の値を参照することにより、実行中のタスクを特
定することが可能となっている。

【０１０１】また、オペレーティングシステムは、デー
タ処理装置に備えられた浮動小数点演算装置使用許可フ
ラグを、資源グループ２及び資源グループ３に属する資
源の使用を許可するか否かを示す資源グループ使用許可
フラグとして使用する。具体的には、実行中のタスクが
資源グループ２及び資源グループ３に属する資源を使用
可能のとき、浮動小数点演算装置使用許可フラグに
「真」の値が設定され、実行中のタスクが資源グループ
２及び資源グループ３に属する資源を使用してはいけな
いとき、浮動小数点演算装置使用許可フラグに「偽」の
値が設定される。

【０１０２】また、オペレーティングシステムは、図３
に示すように、複数のタスクを並行して実行する際に、
タスク毎に、タスク情報を保存するためのタスク情報保
存領域と、タスクの実行に使用される資源の状態を示す
資源値を保存するための資源値保存領域とをメモリ上に
確保する。

【０１０３】ここで、タスク情報保存領域に格納される
タスク情報は、一つのタスクに対して一つ存在する。そ
して、これらのタスク情報は、図４に示すように、それ
らのタスクの数に応じた配列としてメモリ上にまとめて
保存され、当該配列の添え字を用いて各タスク情報を参
照できるようになされている。すなわち、各タスク情報
はそれぞれ配列要素としてメモリ上に保存され、各配列
要素が保存される領域が、それぞれタスク情報保存領域
に対応している。このようにタスク情報を配列としてメ
モリ上にまとめて保存しておけば、メモリを有効に活用
することができ、しかも、各タスク情報に高速にアクセ
スすることが可能となる。

【０１０４】また、各タスク情報保存領域は、図５に示
すように、タスク制御情報領域と、資源制御情報領域と
を有している。ここで、タスク制御情報領域は、オペレ
ーティングシステムがタスクを制御するのに必要なタス
ク制御情報が保存される領域である。タスク制御情報領
域に保存されるタスク制御情報は、本発明のポイントと
なるものではなく、従来のシステムで使用されていたも
のと同様で良いので、ここでは詳細な説明は省略する。

【０１０５】一方、資源制御情報領域は、タスクが使用
する資源を制御するのに必要な資源制御情報が保存され
る領域であり、従来のシステムには無かったものであ
る。この資源制御情報領域には、タスクが使用する資源
を制御するのに必要な資源制御情報として、資源グルー
プ２−３占有フラグと、資源グループ保存値有効フラグ
と、資源値保存領域先頭番地とが保存される。

【０１０６】資源制御情報のうち、資源グループ２−３
占有フラグは、資源グループ２及び資源グループ３を占
有しているか否かを示すフラグである。そして、タスク
が資源グループ２及び資源グループ３を占有していると
き、当該タスクに対応したタスク情報の資源グループ２
−３占有フラグには、「真」の値が設定される。また、
タスクが資源グループ２及び資源グループ３を占有して
いないとき、当該タスクに対応したタスク情報の資源グ
ループ２−３占有フラグには、「偽」の値が設定され
る。

【０１０７】すなわち、あるタスクに対応したタスク情
報の資源グループ２−３占有フラグが「真」のとき、資
源グループ２及び資源グループ３の資源値は、当該タス
クに対応した値となっている。また、あるタスクに対応
したタスク情報の資源グループ２−３占有フラグが
「偽」のとき、資源グループ２及び資源グループ３の資
源値は、当該タスクに対応した値にはなっていない。

【０１０８】また、資源制御情報のうち、資源グループ
保存値有効フラグは、有効な値が資源値保存領域に保存
されているか否かを資源グループ毎に示すフラグであ
る。この資源グループ保存値有効フラグには、資源グル
ープ０に対応したフラグ（以下、資源グループ保存値有
効フラグ０と称する。）と、資源グループ１に対応した
フラグ（以下、資源グループ保存値有効フラグ１と称す
る。）と、資源グループ２に対応したフラグ（以下、資
源グループ保存値有効フラグ２と称する。）と、資源グ
ループ３に対応したフラグ（以下、資源グループ保存値
有効フラグ４と称する。）とがある。

【０１０９】そして、資源値保存領域に、資源グループ
０の資源値として有効な値が保存されているとき、資源
グループ保存値有効フラグ０には「真」の値が設定さ
れ、資源グループ０の資源値として有効な値が保存され
ていないとき、資源グループ保存値有効フラグ０には
「偽」の値が設定される。同様に、資源値保存領域に、
資源グループ１の資源値として有効な値が保存されてい
るとき、資源グループ保存値有効フラグ１には「真」の
値が設定され、資源グループ１の資源値として有効な値
が保存されていないとき、資源グループ保存値有効フラ
グ１には「偽」の値が設定される。同様に、資源値保存
領域に、資源グループ２の資源値として有効な値が保存
されているとき、資源グループ保存値有効フラグ２には
「真」の値が設定され、資源グループ２の資源値として
有効な値が保存されていないとき、資源グループ保存値
有効フラグ２には「偽」の値が設定される。同様に、資
源値保存領域に、資源グループ３の資源値として有効な
値が保存されているとき、資源グループ保存値有効フラ
グ３には「真」の値が設定され、資源グループ３の資源
値として有効な値が保存されていないとき、資源グルー
プ保存値有効フラグ３には「偽」の値が設定される。

【０１１０】なお、タスクの実行を終了するときには、
資源値の資源値保存領域への保存を行わずに、当該タス
クに対応するタスク情報の資源グループ保存値有効フラ
グの値をすべて「偽」の値に設定する。これにより、無
用な資源値の保存を行わなくて済むようになる。

【０１１１】また、資源制御情報のうち、資源値保存領
域先頭番地には、資源値保存領域のメモリ上での先頭番
地を示す値が設定される。従来は、図２０に示したよう
に、タスク情報保存領域と資源値保存領域とがメモリ上
で一連の領域とされていた。これに対して、本例では、
図３及び図５に示すように、タスク情報保存領域と、資
源値保存領域とをそれぞれ別々にメモリ上に確保する。
そこで、本例では、資源値保存領域の場所が分かるよう
に、資源制御情報として、資源値保存領域先頭番地を保
存しておく。

【０１１２】また、上述したように、オペレーティング
システムは、各タスク毎に資源値保存領域を確保する。
ここで、資源値保存領域には、当該資源値保存領域に対
応するタスクの実行に使用される資源の状態を示す資源
値が保存されるが、本例において、資源値保存領域に
は、全ての資源の資源値が保存されるとは限らず、資源
グループ単位で必要なものだけが保存される。

【０１１３】すなわち、例えば、タスクが資源グループ
０及び資源グループ１の資源値だけを保持すれば良い場
合には、当該タスクに対応した資源値保存領域には、図
５に示すように、資源グループ０及び資源グループ１の
資源値だけが保存される。換言すれば、例えば、浮動小
数点演算装置を使用しないタスクにおいては、資源グル
ープ２及び資源グループ３のための資源値保存領域が不
要となる。

【０１１４】なお、従来のタスク切り替え方法では、全
てのタスクについて全ての資源値を資源値保存領域に保
存するようにしていたので、タスク一つあたりの資源値
保存領域として、全ての汎用レジスタ及び浮動小数点レ
ジスタの分のメモリ、すなわち１０２４バイトのメモリ
が必要であった。一方、本例では、資源を資源グループ
に分割して管理し、資源値保存領域には、値を保持すべ
き資源を含む資源グループについてだけ、資源値を保存
するようにする。したがって、例えば、浮動小数点演算
装置を使用しないタスクについては、浮動小数点レジス
タに対応する資源値保存領域が必要ないので、従来のタ
スク切り替え方法に比べて、タスク一つあたり５１２バ
イトのメモリ（すなわち浮動小数点レジスタの分のメモ
リ）を節約することができる。

【０１１５】このように、本例では、資源を資源グルー
プに分割して管理し、資源値保存領域には、値を保持す
べき資源を含む資源グループについてだけ、資源値を保
存するようにする。これにより、タスク切り替えを行っ
たときにメモリに保存すべきデータ量を大幅に削減する
ことができ、タスク切り替え時のメモリアクセスを大幅
に削減することができる。

【０１１６】なお、資源値保存領域に資源値を格納する
際、資源グループ０の資源値は、資源制御情報の資源値
保存領域先頭番地が示すメモリ番地から順次格納するよ
うにする。また、資源グループ１の資源値は、資源制御
情報の資源値保存領域先頭番地が示すメモリ番地から２
５６バイト分だけ後ろのメモリ番地から順次格納するよ
うにする。また、資源グループ２の資源値は、資源制御
情報の資源値保存領域先頭番地が示すメモリ番地から５
１２バイト分だけ後ろのメモリ番地から順次格納するよ
うにする。また、資源グループ３の資源値は、資源制御
情報の資源値保存領域先頭番地が示すメモリ番地から７
６８バイト分だけ後ろのメモリ番地から順次格納するよ
うにする。

【０１１７】このように、各資源グループの資源値を保
存する領域の相対的な位置関係を予め決めておいた場
合、各資源グループの資源値を保存する領域を示す情報
としては資源値保存領域先頭番地だけがあれば良く、各
資源グループの資源値を保存する領域のメモリ番地を個
別に記憶しておくような必要が無くなる。

【０１１８】４−１−４ タスク切り替え処理の概略 つぎに、以上のようなオペレーティングシステムによっ
て行われるタスク切り替えの処理の概略について説明す
る。

【０１１９】本例におけるタスク切り替えでは、浮動小
数点演算装置使用許可フラグによって管理される資源グ
ループ２及び資源グループ３については、タスク切り替
えの時点では、資源値保存領域への資源値の保存や、資
源値保存領域からの資源値の読み込みを行わない。そし
て、資源グループ２及び資源グループ３については、そ
れらに属する資源が必要になった段階で必要に応じて、
資源値の保存や読み込みを行う。

【０１２０】また、資源グループ０や資源グループ１に
ついても、資源値保存領域への資源値の保存や、資源値
保存領域からの資源値の読み込みを常に行うとは限ら
ず、必要なものについてだけ、資源値の保存や読み込み
を行う。

【０１２１】すなわち、タスク切り替えが機能ブロック
遷移命令によって起動された場合には、資源グループ１
の資源値は保持しなければならないが、資源グループ０
の資源値は変更して構わないので、資源グループ１の資
源値の保存だけを行う。一方、タスク切り替えが割り込
み処理によって起動された場合には、資源グループ０の
資源値と資源グループ１の資源値の両方を保持しなけれ
ばならないので、資源グループ０の資源値と資源グルー
プ１の資源値の両方について、資源値保存領域への保存
を行う。

【０１２２】また、資源値保存領域から資源値を読み込
む場合も、先ず、資源グループ保存値有効フラグを検査
し、資源グループ０や資源グループ１の資源値として有
効な値が資源値保存領域に保存されているか否かを判別
する。そして、有効な値が保存されている場合にだけ、
資源値保存領域からの資源値の読み込みを行う。すなわ
ち、タスク切り替えにより実行を再開するタスクに関し
ては、当該タスクが実行を停止したときに設定した資源
グループ保存値有効フラグの値を参照して、有効な資源
値だけを資源値保存領域から読み込む。

【０１２３】なお、上述したように、資源グループ２及
び資源グループ３については、タスク切り替えの時点で
は、資源値保存領域への資源値の保存や、資源値保存領
域からの資源値の読み込みを行わない。そこで、タスク
が資源グループ２や資源グループ３に属する資源が必要
になったときには、先ず、資源グループ使用可能性検査
を行う。資源グループ使用可能性検査では、資源グルー
プ２や資源グループ３に属する資源をタスクが使用可能
であるか否かを検査する。なお、資源グループ使用可能
性検査については、後で詳細に説明する。

【０１２４】そして、資源グループ使用可能性検査の結
果、当該資源をタスクが使用可能であると判定された場
合には、当該資源を使用してタスクの処理を継続し、使
用可能でないと判定された場合には、資源グループ占有
タスク切り替え処理を行う。資源グループ占有タスク切
り替え処理では、当該資源をタスクが使用可能な状態に
変更する。なお、資源グループ占有タスク切り替え処理
については、後で詳細に説明する。そして、資源グルー
プ占有タスク切り替え処理により、当該資源をタスクが
使用可能な状態に変更されたら、当該資源を使用してタ
スクの処理を継続する。

【０１２５】４−１−５ タスク切り替え処理の詳細 つぎに、以上のようなタスク切り替え処理について、図
６のフローチャートを参照して詳細に説明する。なお、
ここでは、タスクＡからタスクＢへのタスク切り替えを
行うものとして説明する。

【０１２６】タスクＡからタスクＢへのタスク切り替え
処理を行う際は、先ず、ステップＳＴ１−１において、
タスク切り替えが割り込み処理によるものであるか否か
を判断する。割り込み処理によるタスク切り替えの場合
には、ステップＳＴ１−２へ進み、割り込み処理による
タスク切り替えでない場合（すなわち機能ブロック遷移
命令によるタスク切り替えの場合）には、ステップＳＴ
１−４へ進む。

【０１２７】ステップＳＴ１−２では、割り込み処理に
よるタスク切り替えに対応するように、タスクＡに対応
したタスク情報の資源グループ保存値有効フラグの設定
を行う。具体的には、タスクＡに対応したタスク情報の
資源グループ保存値有効フラグのうち、資源グループ０
及び資源グループ１に対応する資源グループ保存値有効
フラグの値を「真」にする。なお、タスクＡに対応した
タスク情報の資源グループ保存値有効フラグのうち、資
源グループ２及び資源グループ３に対応する資源グルー
プ保存値有効フラグの値は変更しない。

【０１２８】次に、ステップＳＴ１−３において、使用
許可フラグが存在しない資源グループの資源値を、タス
クＡに対応した資源値保存領域に保存する。具体的に
は、資源グループ０及び資源グループ１の資源値を、タ
スクＡに対応した資源値保存領域に保存する。なお、資
源グループ２及び資源グループ３については、後述する
ように浮動小数点演算装置使用許可フラグを用いて資源
グループ使用可能性検査を行うことができるので、タス
ク切り替えの時点では、資源グループ２及び資源グルー
プ３の資源値の保存は行わない。そして、ステップＳＴ
１−３での処理が完了したら、ステップＳＴ１−６へ進
む。

【０１２９】一方、ステップＳＴ１−４では、機能ブロ
ック遷移命令によるタスク切り替えに対応するように、
タスクＡに対応したタスク情報の資源グループ保存値有
効フラグの設定を行う。具体的には、タスクＡに対応し
たタスク情報の資源グループ保存値有効フラグのうち、
資源グループ０に対応する資源グループ保存値有効フラ
グの値を「偽」にし、資源グループ１に対応する資源グ
ループ保存値有効フラグの値を「真」にし、資源グルー
プ２に対応する資源グループ保存値有効フラグの値を
「偽」にする。なお、資源グループ３に対応する資源グ
ループ保存値有効フラグの値は変更しない。

【０１３０】次に、ステップＳＴ１−５において、使用
許可フラグが存在しない資源グループの資源値を、タス
クＡに対応した資源値保存領域に保存する。具体的に
は、資源グループ１の資源値を、タスクＡに対応した資
源値保存領域に保存する。なお、使用許可フラグが存在
しない資源グループとしては、資源グループ０と資源グ
ループ１とがあるが、機能ブロック遷移命令によるタス
ク切り替えの場合、資源グループ０の資源値は変更され
ても構わないので、ここでは、資源グループ０の資源値
は保存しない。また、資源グループ２及び資源グループ
３については、後述するように浮動小数点演算装置使用
許可フラグを用いて資源グループ使用可能性検査を行う
ことができるので、タスク切り替えの時点では、資源グ
ループ２及び資源グループ３の資源値の保存は行わな
い。そして、ステップＳＴ１−５での処理が完了した
ら、ステップＳＴ１−６へ進む。

【０１３１】ステップＳＴ１−６以降の処理は、割り込
み処理によるタスク切り替えの場合と、機能ブロック遷
移命令によるタスク切り替えの場合とで共通であり、先
ず、ステップＳＴ１−６において、浮動小数点演算装置
使用許可フラグの値を、タスクＡ（すなわち切り替え元
のタスク）に対応したタスク情報の資源グループ２−３
占有フラグに設定する。

【０１３２】次に、ステップＳＴ１−７乃至ステップＳ
Ｔ１−１０の処理により、タスクＢ（すなわち切り替え
先のタスク）に対応した資源値保存領域に資源グループ
０及び資源グループ１の資源値が保存されている場合に
は、それらの値を読み出す。すなわち、資源グループ２
及び資源グループ３については、資源グループ使用可能
性検査が行えるので、資源グループ２及び資源グループ
３の資源値の読み込みをタスク切り替えの時点で行う必
要はないが、資源グループ０及び資源グループ１につい
ては、資源グループ使用可能性検査を行うことができな
いので、タスク切り替えの時点で、タスクＢに対応した
タスク情報の資源グループ保存値有効フラグの値に基づ
いて、資源グループ０及び資源グループ１の資源値の読
み込みを行う。

【０１３３】具体的には、先ず、ステップＳＴ１−７に
おいて、タスクＢに対応したタスク情報の資源グループ
保存値有効フラグのうち、資源グループ保存値有効フラ
グ０の値を検査する。そして、資源グループ保存値有効
フラグ０の値が「真」の場合は、ステップＳＴ１−８へ
進み、当該ステップＳＴ１−８において、資源グループ
０の資源値をタスクＢに対応した資源値保存領域から読
み込み、その後、ステップＳＴ１−９へ進む。一方、資
源グループ保存値有効フラグ０の値が「偽」の場合は、
資源グループ０の資源値の読み込みを行うことなく、ス
テップＳＴ１−９へ進む。

【０１３４】次に、ステップＳＴ１−９において、タス
クＢに対応したタスク情報の資源グループ保存値有効フ
ラグのうち、資源グループ保存値有効フラグ１の値を検
査する。そして、資源グループ保存値有効フラグ１の値
が「真」の場合は、ステップＳＴ１−１０へ進み、当該
ステップＳＴ１−１０において、資源グループ１の資源
値をタスクＢに対応した資源値保存領域から読み込み、
その後、ステップＳＴ１−１１へ進む。一方、資源グル
ープ保存値有効フラグ１の値が「偽」の場合は、資源グ
ループ１の資源値の読み込みを行うことなく、ステップ
ＳＴ１−１１へ進む。

【０１３５】次に、ステップＳＴ１−１１において、浮
動小数点演算装置使用許可フラグに、タスクＢに対応し
たタスク情報の資源グループ２−３占有フラグの値を設
定する。

【０１３６】次に、ステップＳＴ１−１２において、実
行中タスク変数にタスクＢに対応した値を設定する。以
上の処理で、資源グループの制御に必要な処理と、タス
ク切り替えの時点で必要な資源値の保存及び読み込みの
処理とが完了したこととなる。

【０１３７】最後に、ステップＳＴ１−１３において、
その他のタスク切り替え処理を行い、全てのタスク切り
替え処理が完了したら、タスクＢを起動する。なお、ス
テップＳＴ１−１３での処理は、資源の管理に関する処
理以外の処理である。したがって、ステップＳＴ１−１
３での処理は、従来のオペレーティングシステムと同様
で良く、本発明のポイントではないので、詳細な説明は
省略する。

【０１３８】なお、ステップＳＴ１−１２で行うような
処理は、実行するタスクを管理するために、従来のオペ
レーティングシステムにおけるタスク切り替え処理でも
行われることが多いが、実行中タスク変数は本発明にお
いて使用される変数であるので、ここでは、実行中タス
ク変数にタスクＢに対応した値を設定する処理を、ステ
ップＳＴ１−１３とは別のステップとして明示した。

【０１３９】ところで、従来、図１に示したようなデー
タ処理装置においてタスク切り替えを行う際は、タスク
切り替えを行う毎に、汎用レジスタ及び小数点レジスタ
の全てについて値の保存及び読み込みを行う必要がある
ため、１０２４バイトの資源値の資源値保存領域への保
存と、１０２４バイトの資源値の資源値保存領域からの
読み込みとが必要だった。これに対して、上記タスク切
り替え処理では、資源を４つの資源グループ０，１，
２，３に分割して管理し、必要なものについてだけ、資
源値保存領域への保存や資源値保存領域からの読み込み
を行うようにしているので、タスク切り替え時のメモリ
アクセスが非常に少なくて済む。

【０１４０】すなわち、上記タスク切り替え処理では、
タスク切り替えが割り込み処理によって起動された場合
には、切り替え元のタスク（すなわちタスクＡ）に対応
した資源値保存領域への資源値の保存を、資源グループ
０及び資源グループ１についてだけ行えば良い。この場
合、資源値保存領域への資源値の保存は、５１２バイト
だけで済む。また、タスク切り替えが機能ブロック遷移
命令によって起動された場合には、切り替え元のタスク
（すなわちタスクＡ）に対応した資源値保存領域への資
源値の保存を、資源グループ１についてだけ行えば良
い。この場合、資源値保存領域への資源値の保存は、２
５６バイトだけで済む。

【０１４１】また、上記タスク切り替え処理において、
資源値保存領域からの資源値の読み込み量が最大となる
のは、切り替え先のタスク（すなわちタスクＢ）に対応
したタスク情報の資源グループ保存値有効フラグのう
ち、資源グループ保存値有効フラグ０及び資源グループ
保存値有効フラグ１が「真」の場合であるが、この場合
でも、切り替え先のタスクに対応した資源値保存領域か
らの資源値の読み込みは、資源グループ０及び資源グル
ープ１についてだけ行えば良い。すなわち、上記タスク
切り替え処理において、資源値保存領域からの資源値の
読み込み量は、最大でも５１２バイトだけで済む。

【０１４２】また、上記タスク切り替え処理において、
切り替え先のタスク（すなわちタスクＢ）に対応したタ
スク情報の資源グループ保存値有効フラグのうち、資源
グループ保存値有効フラグ０が「偽」であり、且つ、資
源グループ保存値有効フラグ１が「真」の場合には、切
り替え先タスクに対応した資源値保存領域からの資源値
の読み込みは、資源グループ１についてだけ行えば良
い。この場合、資源値保存領域からの資源値の読み込み
は、２５６バイトだけで済む。

【０１４３】なお、切り替え先のタスク（すなわちタス
クＢ）に対応したタスク情報の資源グループ保存値有効
フラグのうち、資源グループ保存値有効フラグ０が
「真」であり、且つ、資源グループ保存値有効フラグ１
が「真」の場合とは、切り替え先のタスクが割り込み処
理によるタスク切り替えによって停止していた場合であ
る。また、切り替え先のタスク（すなわちタスクＢ）に
対応したタスク情報の資源グループ保存値有効フラグの
うち、資源グループ保存値有効フラグ０が「偽」であ
り、且つ、資源グループ保存値有効フラグ１が「真」の
場合とは、切り替え先のタスクが機能ブロック遷移命令
によるタスク切り替えによって停止していた場合であ
る。

【０１４４】４−１−６ 資源グループ使用可能性検査 つぎに、資源グループ使用可能性検査について、図７の
フローチャートを参照して詳細に説明する。

【０１４５】資源グループ使用可能性検査は、中央処理
装置による命令実行と並行して行われるものである。す
なわち、資源グループ使用可能性検査は、タスクの命令
を実行しようとする毎に実行される。

【０１４６】資源グループ使用可能性検査では、先ず、
ステップＳＴ２−１において、実行しようとしている命
令が浮動小数点演算装置を使用するか否かを判断する。
そして、浮動小数点演算装置を使用する場合には、ステ
ップＳＴ２−２へ進む。一方、浮動小数点演算装置を使
用しない場合には、そのまま資源グループ使用可能性検
査を終了して、浮動小数点演算装置を使用することなく
タスクの命令を実行する。

【０１４７】ステップＳＴ２−２では、浮動小数点演算
装置使用許可フラグの値を検査する。そして、浮動小数
点演算装置使用許可フラグの値が「偽」の場合には、ス
テップＳＴ２−３へ進む。一方、浮動小数点演算装置使
用許可フラグの値が「真」の場合には、タスクが浮動小
数点演算装置を使用できる状態に既になっているので、
資源グループ使用可能性検査を終了して、浮動小数点演
算装置を使用してタスクの命令を実行する。

【０１４８】ステップＳＴ２−３に進むのは、タスクが
浮動小数点演算装置を使用できる状態になっていない場
合である。そこで、ステップＳＴ２−３では、資源グル
ープ占有タスク切り替え処理を行い、タスクが浮動小数
点演算装置を使用できるようにする。なお、資源グルー
プ占有タスク切り替え処理については後で詳細に説明す
る。そして、資源グループ占有タスク切り替え処理によ
り、タスクが浮動小数点演算装置を使用できる状態にな
ったら、資源グループ使用可能性検査を終了して、浮動
小数点演算装置を使用してタスクの命令を実行する。

【０１４９】以上のような資源グループ使用可能性検査
は、中央処理装置による命令実行と並行して行われるも
のであり、資源グループ占有タスク切り替え処理が起動
されない限り、資源グループ使用可能性検査によって処
理時間が増加するようなことはない。すなわち、浮動小
数点演算装置を使用しないタスクについては、資源グル
ープ占有タスク切り替え処理が起動されることはないの
で、資源グループ使用可能性検査がタスクの実行速度に
悪影響を与えることはない。したがって、浮動小数点演
算装置を使用しないタスクは、浮動小数点演算装置に関
する資源値の保存や読み込みを行わないことによる処理
時間短縮及び資源値保存領域削減の効果のみを受けるこ
ととなる。

【０１５０】一方、浮動小数点演算装置を使用するタス
クにおいては、資源グループ占有タスク切り替え処理が
起動される場合がある。そして、資源グループ占有タス
ク切り替え処理が起動された場合には、資源グループ占
有タスク切り替え処理の分だけ、従来に比べて処理量が
増加する。

【０１５１】ただし、本例では、浮動小数点演算装置を
使用しないタスクに切り替えたとき、浮動小数点レジス
タの値（すなわち、資源グループ２及び資源グループ３
の資源値）について、資源値保存領域への保存や資源値
保存領域からの読み込みを行わないようにしており、そ
の分だけ従来に比べて処理量が削減される。すなわち、
例えば、浮動小数点演算装置を使用していたタスクが停
止してから、当該タスクの実行が再開するまでの間に、
他のタスクが浮動小数点演算装置を使用していない場合
には、そのまま浮動小数点レジスタの値が保持されるの
で、タスク切り替えを行う毎に全ての資源値を更新する
従来のタスク切り替え方法に比べて、浮動小数点レジス
タの値の更新に伴う処理が大幅に削減される。

【０１５２】そして、浮動小数点演算装置を使用するタ
スク同士でよほど頻繁にタスク切り替えを行わない限
り、資源グループ占有タスク切り替え処理に伴う処理量
の増加よりも、浮動小数点レジスタの値の更新に伴う処
理を削減したことによる処理量減少のほうが遥かに寄与
が大きい。したがって、タスク切り替えの対象となるタ
スクに、浮動小数点演算装置を使用するタスクが含まれ
ていたとしても、浮動小数点演算装置を使用するタスク
同士でよほど頻繁にタスク切り替えを行わない限りは、
本例のほうが従来に比べて処理量が遥かに少なくて済
む。

【０１５３】４−１−７ 資源グループ占有タスク切り
替え処理 つぎに、資源グループ占有タスク切り替え処理につい
て、図８のフローチャートを参照して詳細に説明する。

【０１５４】資源グループ占有タスク切り替え処理は、
上述したように、タスクが資源（本例では浮動小数点レ
ジスタ）を使用しようとしたときに、資源グループ使用
可能性検査により、当該資源が使用可能になっていない
と判断された場合に実行される。すなわち、タスクが資
源を使用しようとしたときに当該資源が使用可能となっ
ていない場合には、資源グループ占有タスク切り替え処
理によって、当該資源をタスクが使用可能な状態に変更
される。なお、資源グループ占有タスク切り替え処理に
は、大きく分けて、資源グループの使用権限を変更する
処理と、当該資源グループの資源値の保存及び読み込み
を行う処理とが含まれる。

【０１５５】このような資源グループ占有タスク切り替
え処理では、図８のフローチャートに示すように、先
ず、ステップＳＴ３−１において、資源グループ２−３
占有タスク変数が示すタスクに対応したタスク情報（す
なわち、浮動小数点演算装置を現在占有しているタスク
のタスク情報）を、占有中タスク情報として特定する。

【０１５６】次に、ステップＳＴ３−２において、占有
中タスク情報の資源グループ２−３占有フラグに「偽」
の値を設定する。

【０１５７】次に、ステップＳＴ３−３において、浮動
小数点演算装置使用許可フラグに「真」の値を設定す
る。これにより、現在実行中のタスクに対して、浮動小
数点演算装置の使用が許可される。

【０１５８】次に、資源グループ２や資源グループ３の
資源値を保持する必要がある場合には、ステップＳＴ３
−４乃至ステップＳＴ３−７での処理により、資源グル
ープ２及び資源グループ３を現在占有しているタスクに
対応した資源値保存領域に、それらの資源値を保存す
る。

【０１５９】具体的には、先ず、ステップＳＴ３−４に
おいて、占有中タスク情報の資源グループ保存値有効フ
ラグのうち、資源グループ保存値有効フラグ２を検査す
る。そして、資源グループ保存値有効フラグ２の値が
「真」の場合は、ステップＳＴ３−５へ進み、当該ステ
ップＳＴ３−５において、資源グループ２の資源値を、
占有中タスク情報に対応した資源値保存領域に保存し、
その後、ステップＳＴ３−６へ進む。一方、資源グルー
プ保存値有効フラグ２の値が「偽」の場合は、資源グル
ープ２の資源値を資源値保存領域に保存することなく、
ステップＳＴ３−６へ進む。

【０１６０】次に、ステップＳＴ３−６において、占有
中タスク情報の資源グループ保存値有効フラグのうち、
資源グループ保存値有効フラグ３を検査する。そして、
資源グループ保存値有効フラグ３の値が「真」の場合
は、ステップＳＴ３−７へ進み、当該ステップＳＴ３−
７において、資源グループ３の資源値を、占有中タスク
情報に対応した資源値保存領域に保存し、その後、ステ
ップＳＴ３−８へ進む。一方、資源グループ保存値有効
フラグ３の値が「偽」の場合は、資源グループ３の資源
値を資源値保存領域に保存することなく、ステップＳＴ
３−８へ進む。

【０１６１】次に、ステップＳＴ３−８において、実行
中タスク変数が示すタスクに対応したタスク情報（すな
わち現在実行中のタスクに対応したタスク情報）を、実
行中タスク情報として特定する。

【０１６２】次に、現在実行中のタスクに対応した資源
値保存領域に、資源グループ２や資源グループ３の資源
値として、有効な値が保存されている場合には、ステッ
プＳＴ３−９乃至ステップＳＴ３−１２での処理によ
り、それらの資源値を読み込む。

【０１６３】具体的には、先ず、ステップＳＴ３−９に
おいて、実行中タスク情報の資源グループ保存値有効フ
ラグのうち、資源グループ保存値有効フラグ２を検査す
る。そして、資源グループ保存値有効フラグ２の値が
「真」の場合は、ステップＳＴ３−１０へ進み、当該ス
テップＳＴ３−１０において、資源グループ２の資源値
を、実行中タスク情報に対応した資源値保存領域から読
み込み、その後、ステップＳＴ３−１１へ進む。一方、
資源グループ保存値有効フラグ２の値が「偽」の場合
は、資源グループ２の資源値を資源値保存領域から読み
込むことなく、ステップＳＴ３−１１へ進む。

【０１６４】次に、ステップＳＴ３−１１において、実
行中タスク情報の資源グループ保存値有効フラグのう
ち、資源グループ保存値有効フラグ３を検査する。そし
て、資源グループ保存値有効フラグ３の値が「真」の場
合は、ステップＳＴ３−１２へ進み、当該ステップＳＴ
３−１２において、資源グループ３の資源値を、実行中
タスク情報に対応した資源値保存領域から読み込み、そ
の後、ステップＳＴ３−１３へ進む。一方、資源グルー
プ保存値有効フラグ３の値が「偽」の場合は、資源グル
ープ３の資源値を資源値保存領域から読み込むことな
く、ステップＳＴ３−１３へ進む。

【０１６５】次に、ステップＳＴ３−１３において、実
行中タスク情報の資源グループ保存値有効フラグのう
ち、資源グループ保存値有効フラグ２及び資源グループ
保存値有効フラグ３に「真」の値をする。なお、実行中
のタスクに対して資源グループ２及び資源グループ３の
使用を許可したからといって、実行中のタスクが資源グ
ループ２と資源グループ３の両方を使用するとは限らな
い。したがって、実行中のタスクに対して資源グループ
２及び資源グループ３の使用を許可したからといって、
資源グループ２の資源値と、資源グループ３の資源値の
両方を保持する必要があるとは限らない。しかしなが
ら、本例では、タスクが資源グループ２や資源グループ
３に属する資源を実際に使用したか否かを判断する手段
を設けていない。そこで、本例では、使用可能にした資
源については、それらの資源値を全て保持する必要があ
るものとし、ステップＳＴ３−１３において、資源グル
ープ保存値有効フラグ２と資源グループ保存値有効フラ
グ３の両方の値を「真」に設定するようにしている。

【０１６６】そして最後に、ステップＳＴ３−１４にお
いて、資源グループ２−３占有タスク変数に実行中タス
ク変数の値を設定する。

【０１６７】以上で資源グループ占有タスク切り替え処
理が完了し、現在実行中のタスクが、資源グループ２及
び資源グループ３（すなわち浮動小数点レジスタ）を使
用することが可能となる。

【０１６８】４−２ 第２の実施の形態 つぎに、本発明の第２の実施の形態として、本発明を適
用した新規なデータ処理装置を用いて行われるタスク切
り替えについて説明する。

【０１６９】本例では、タスク切り替えに必要な情報を
保持するレジスタをデータ処理装置に実装させておく。
また、それらのレジスタを用いて行われるタスク切り替
えの機構もデータ処理装置に実装させておき、タスク切
り替えに伴う処理の大部分をハードウェアによって処理
するようにする。

【０１７０】このように、タスク切り替えの機構をデー
タ処理装置に実装させておくことにより、オペレーティ
ングシステムによるソフトウェア処理を大幅に削減する
ことが可能となり、オペレーティングシステムの処理だ
けでタスク切り替えを行うような場合に比べて、大幅に
効率的且つ高速にタスク切り替えを行うことができる。

【０１７１】４−２−１ データ処理装置の構成 まず、本例において使用されるデータ処理装置について
説明する。なお、このデータ処理装置は、本発明を適用
した新規なデータ処理装置である。

【０１７２】本例において使用されるデータ処理装置
は、中央処理装置（ＣＰＵ：CentralProcessing Unit）
と、浮動小数点演算などの演算命令を高速に実行する浮
動小数点演算装置とを備えている。ここで、中央処理装
置はキャッシュメモリを備えており、当該キャッシュメ
モリのキャッシュラインサイズは１６バイトである。

【０１７３】そして、このデータ処理装置は、タスクが
使用可能な資源として、図９に示すように、中央処理装
置のレジスタ（以下、汎用レジスタと称する。）と、浮
動小数点演算装置のレジスタ（以下、浮動小数点レジス
タと称する。）とを備えている。ここで、汎用レジスタ
は、０〜１２７番まであり、各汎用レジスタは３２ビッ
トの容量を持つ。また、浮動小数点レジスタは、０〜６
３番まであり、各浮動小数点レジスタは６４ビットの容
量を持つ。したがって、このデータ処理装置は、汎用レ
ジスタと浮動小数点レジスタとで、合計８１９２ビット
（＝１０２４バイト）の容量を持っている。

【０１７４】なお、本例においても、上述した本発明の
第１の実施の形態と同様に、データ処理装置によって実
行されるプログラムは、機能ブロック遷移命令を実行す
る際に、汎用レジスタの０〜６３番と浮動小数点レジス
タの０〜３１番は、作業用レジスタとして使用して、呼
び出された機能ブロックの処理中に値を変更しても構わ
ないが、汎用レジスタの６４〜１２７番と浮動小数点レ
ジスタの３２〜６３番は、機能ブロックの処理を終了し
て当該プログラムの処理を継続する際に、機能ブロック
の呼び出し前の値を保持していなければならないという
仕様に従っているものとする。

【０１７５】また、実行中のタスクがオペレーティング
システムに指示するタスク切り替えの要求については、
機能ブロック遷移命令を使用するものとする。

【０１７６】また、任意のタイミングで発生する割り込
み処理に対応するため、割り込み処理のときには、全て
の汎用レジスタ及び浮動小数点レジスタの値を割り込み
直前の値に復元してから、通常処理を再開する必要があ
るものとする。

【０１７７】そして、本発明に係るデータ処理装置は、
タスクが使用可能な資源を、複数の資源グループに分割
して管理することを特徴としており、本例においては、
タスクが使用することが可能な資源である汎用レジスタ
及び浮動小数点レジスタを、図９に示すように、１６の
資源グループに分割して管理する。

【０１７８】すなわち、このデータ処理装置は、タスク
が使用することが可能な資源である汎用レジスタ及び浮
動小数点レジスタを、汎用レジスタの０〜１５番が属す
る資源グループ０、汎用レジスタの１６〜３１番が属す
る資源グループ１、汎用レジスタの３２〜４７番が属す
る資源グループ２、汎用レジスタの４８〜６３番が属す
る資源グループ３、汎用レジスタの６４〜７９番が属す
る資源グループ４、汎用レジスタの８０〜９５番が属す
る資源グループ５、汎用レジスタの９６〜１１１番が属
する資源グループ６、汎用レジスタの１１２〜１２７番
が属する資源グループ７、浮動小数点レジスタの０〜７
番が属する資源グループ８、浮動小数点レジスタの８〜
１５番が属する資源グループ９、浮動小数点レジスタの
１６〜２３番が属する資源グループ１０、浮動小数点レ
ジスタの２４〜３１番が属する資源グループ１１、浮動
小数点レジスタの３２〜３９番が属する資源グループ１
２、浮動小数点レジスタの４０〜４７番が属する資源グ
ループ１３、浮動小数点レジスタの４８〜５５番が属す
る資源グループ１４、浮動小数点レジスタの５６〜６３
番が属する資源グループ１５の１６の資源グループに分
割して管理する。

【０１７９】なお、資源グループ０，１，２，３は、機
能ブロック遷移命令によるタスク切り替えを行う際に、
機能ブロック遷移命令前の値を保持する必要がない汎用
レジスタのグループである。また、資源グループ４，
５，６，７は、機能ブロック遷移命令によるタスク切り
替えを行う際に、機能ブロック遷移命令前の値を保持す
る必要がある汎用レジスタのグループである。また、資
源グループ８，９，１０，１１は、機能ブロック遷移命
令によるタスク切り替えを行う際に、機能ブロック遷移
命令前の値を保持する必要がない浮動小数点レジスタの
グループである。また、資源グループ１２，１３，１
４，１５は、機能ブロック遷移命令によるタスク切り替
えを行う際に、機能ブロック遷移命令後の値を保持する
必要がある浮動小数点レジスタのグループである。

【０１８０】また、このデータ処理装置は、図９に示す
ように、タスク切り替えに必要な情報を保持するレジス
タとして、資源グループ占有タスク変数レジスタと、実
行中タスク変数レジスタと、資源グループ使用許可フラ
グレジスタと、資源グループ使用中フラグレジスタと、
資源グループ保存値有効フラグレジスタとを備えてい
る。なお、これらのレジスタは、従来のデータ処理装置
には無かったものであり、本発明を適用した図９に示す
データ処理装置において、新規に実装したものである。

【０１８１】資源グループ占有タスク変数レジスタに
は、資源グループ０に対応した資源グループ占有タスク
変数（以下、資源グループ占有タスク変数０と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ１に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数１と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ２に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数２と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ３に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数３と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ４に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数４と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ５に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数５と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ６に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数６と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ７に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数７と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ８に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数８と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ９に対応した資源グループ占有タス
ク変数（以下、資源グループ占有タスク変数９と称す
る。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジス
タと、資源グループ１０に対応した資源グループ占有タ
スク変数（以下、資源グループ占有タスク変数１０と称
する。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレジ
スタと、資源グループ１１に対応した資源グループ占有
タスク変数（以下、資源グループ占有タスク変数１１と
称する。）が格納される３２ビットの符号無し整数のレ
ジスタと、資源グループ１２に対応した資源グループ占
有タスク変数（以下、資源グループ占有タスク変数１２
と称する。）が格納される３２ビットの符号無し整数の
レジスタと、資源グループ１３に対応した資源グループ
占有タスク変数（以下、資源グループ占有タスク変数１
３と称する。）が格納される３２ビットの符号無し整数
のレジスタと、資源グループ１４に対応した資源グルー
プ占有タスク変数（以下、資源グループ占有タスク変数
１４と称する。）が格納される３２ビットの符号無し整
数のレジスタと、資源グループ１５に対応した資源グル
ープ占有タスク変数（以下、資源グループ占有タスク変
数１５と称する。）が格納される３２ビットの符号無し
整数のレジスタとがある。

【０１８２】なお、資源グループ占有タスク変数０に
は、資源グループ０を占有しているタスクがあるとき
に、当該タスクに対応したタスク情報が格納されている
領域の先頭番地が設定される。また、資源グループ占有
タスク変数１には、資源グループ１を占有しているタス
クがあるときに、当該タスクに対応したタスク情報が格
納されている領域の先頭番地が設定される。また、資源
グループ占有タスク変数２には、資源グループ２を占有
しているタスクがあるときに、当該タスクに対応したタ
スク情報が格納されている領域の先頭番地が設定され
る。また、資源グループ占有タスク変数３には、資源グ
ループ３を占有しているタスクがあるときに、当該タス
クに対応したタスク情報が格納されている領域の先頭番
地が設定される。また、資源グループ占有タスク変数４
には、資源グループ４を占有しているタスクがあるとき
に、当該タスクに対応したタスク情報が格納されている
領域の先頭番地が設定される。また、資源グループ占有
タスク変数５には、資源グループ５を占有しているタス
クがあるときに、当該タスクに対応したタスク情報が格
納されている領域の先頭番地が設定される。また、資源
グループ占有タスク変数６には、資源グループ６を占有
しているタスクがあるときに、当該タスクに対応したタ
スク情報が格納されている領域の先頭番地が設定され
る。また、資源グループ占有タスク変数７には、資源グ
ループ７を占有しているタスクがあるときに、当該タス
クに対応したタスク情報が格納されている領域の先頭番
地が設定される。また、資源グループ占有タスク変数８
には、資源グループ８を占有しているタスクがあるとき
に、当該タスクに対応したタスク情報が格納されている
領域の先頭番地が設定される。また、資源グループ占有
タスク変数９には、資源グループ９を占有しているタス
クがあるときに、当該タスクに対応したタスク情報が格
納されている領域の先頭番地が設定される。また、資源
グループ占有タスク変数１０には、資源グループ１０を
占有しているタスクがあるときに、当該タスクに対応し
たタスク情報が格納されている領域の先頭番地が設定さ
れる。また、資源グループ占有タスク変数１１には、資
源グループ１１を占有しているタスクがあるときに、当
該タスクに対応したタスク情報が格納されている領域の
先頭番地が設定される。また、資源グループ占有タスク
変数１２には、資源グループ１２を占有しているタスク
があるときに、当該タスクに対応したタスク情報が格納
されている領域の先頭番地が設定される。また、資源グ
ループ占有タスク変数１３には、資源グループ１３を占
有しているタスクがあるときに、当該タスクに対応した
タスク情報が格納されている領域の先頭番地が設定され
る。また、資源グループ占有タスク変数１４には、資源
グループ１４を占有しているタスクがあるときに、当該
タスクに対応したタスク情報が格納されている領域の先
頭番地が設定される。また、資源グループ占有タスク変
数１５には、資源グループ１５を占有しているタスクが
あるときに、当該タスクに対応したタスク情報が格納さ
れている領域の先頭番地が設定される。

【０１８３】実行中タスク変数レジスタは、３２ビット
の符号無し整数のレジスタであり、実行中タスク変数が
格納される。ここで、実行中タスク変数は、現在実行中
のタスクに対応したタスク情報が格納されている領域の
先頭番地を示す変数である。すなわち、タスクが実行さ
れているとき、実行中タスク変数レジスタには、当該タ
スクに対応したタスク情報が格納されている領域の先頭
番地が、実行中タスク変数として設定される。

【０１８４】資源グループ使用許可フラグレジスタは、
１６ビットの符号無し整数のレジスタであり、１６個の
資源グループ使用許可フラグが格納される。ここで、資
源グループ使用許可フラグは、資源グループの使用を許
可するか否かを示すフラグであり、資源グループ使用許
可フラグレジスタを構成する１６個の各ビットは、１６
に分割された各資源グループに対応した、１６個の独立
した資源グループ使用許可フラグとして扱われる。

【０１８５】なお、資源グループ使用許可フラグには、
実行中のタスクが対応する資源グループを使用可能の場
合に「真」の値が設定され、使用可能でない場合に
「偽」の値が設定される。したがって、例えば、資源グ
ループ２を使用可能の場合、資源グループ２に対応した
資源グループ使用許可フラグに「真」の値が設定され、
また、例えば、資源グループ５を使用可能でない場合、
資源グループ５に対応した資源グループ使用許可フラグ
に「偽」の値が設定される。

【０１８６】資源グループ使用中フラグレジスタは、１
６ビットの符号無し整数のレジスタであり、１６個の資
源グループ使用中フラグが格納される。ここで、資源グ
ループ使用中フラグは、資源グループを使用中のタスク
が存在しているか否かを示すフラグであり、資源グルー
プ使用中フラグレジスタを構成する１６個の各ビット
は、１６に分割された各資源グループに対応した、１６
個の独立した資源グループ使用中フラグとして扱われ
る。

【０１８７】なお、資源グループ使用中フラグには、い
ずれかのタスクが対応する資源グループが使用中の場合
に「真」の値が設定され、使用中でない場合に「偽」の
値が設定される。したがって、例えば、資源グループ４
を使用中の場合、資源グループ４に対応した資源グルー
プ使用中フラグに「真」の値が設定され、また、例え
ば、資源グループ１０を使用していない場合、資源グル
ープ１０に対応した資源グループ使用中フラグに「偽」
の値が設定される。

【０１８８】資源グループ保存値有効フラグレジスタ
は、１６ビットの符号無し整数のレジスタであり、１６
個の資源グループ保存値有効フラグが格納される。ここ
で、資源グループ保存値有効フラグは、実行中のタスク
において、各資源グループの資源値として有効な値が、
資源グループの各資源或いは対応する資源値保存領域に
存在するか否かを示すフラグであり、資源グループ保存
値有効フラグレジスタを構成する１６個の各ビットは、
１６に分割された各資源グループに対応した、１６個の
独立した資源グループ保存値有効フラグとして扱われ
る。

【０１８９】なお、資源グループ保存値有効フラグに
は、実行中のタスクについて、対応する資源グループの
資源値として有効な値が、資源グループの各資源が保持
しているか、或いは資源値保存領域に保存されている場
合に、「真」の値が設定され、有効な値が保存されてい
ない場合に「偽」の値が設定される。したがって、例え
ば、資源グループ６の資源値として有効な値が保存され
ている場合、資源グループ６に対応した資源グループ保
存値有効フラグに「真」の値が設定され、また、例え
ば、資源グループ１５の資源値として有効な値が保存さ
れていない場合、資源グループ１５に対応した資源グル
ープ保存値有効フラグに「偽」の値が設定される。

【０１９０】なお、以上のようにデータ処理装置に新規
に実装したレジスタのうち、少なくとも実行中タスク変
数レジスタ、資源グループ使用許可フラグレジスタ、資
源グループ使用中フラグレジスタ及び資源グループ保存
値有効フラグレジスタは、オペレーティングシステムに
よる読み出しや書き込みができるようにしておく。

【０１９１】４−２−２ タスク情報と資源値保存領域 本例においても、複数のタスクを並行して実行する際
に、タスク情報を保存するためのタスク情報保存領域
と、タスクの実行に使用される資源の状態を示す資源値
を保存するための資源値保存領域とを、メモリ上にタス
ク毎に確保する。以下、このようにメモリ上にタスク毎
に確保されるタスク情報保存領域及び資源値保存領域に
ついて、図１０を参照して詳細に説明する。

【０１９２】４−２−２−１ タスク情報保存領域 タスク情報保存領域は、タスク情報を保存するための領
域であり、タスク情報保存領域に格納されるタスク情報
は、一つのタスクに対して一つ存在する。これらのタス
ク情報は、上述した本発明の第１の実施の形態と同様
に、タスクの数に応じた配列としてメモリ上にまとめて
保存され、当該配列の添え字を用いて各タスク情報を参
照できるようになされる。すなわち、各タスク情報はそ
れぞれ配列要素としてメモリ上に保存され、各配列要素
が保存される領域が、それぞれタスク情報保存領域に対
応している。このようにタスク情報を配列としてメモリ
上にまとめて保存しておけば、メモリを有効に活用する
ことができ、しかも、各タスク情報に高速にアクセスす
ることができる。

【０１９３】また、各タスク情報保存領域は、図１０に
示すように、タスク制御情報領域と、資源制御情報領域
とを有している。ここで、タスク制御情報領域は、タス
クを制御するのに必要なタスク制御情報が保存される領
域である。タスク制御情報領域に保存されるタスク制御
情報は、本発明のポイントとなるものではなく、従来の
システムで使用されていたものと同様で良いので、ここ
では詳細な説明は省略する。

【０１９４】一方、資源制御情報領域は、タスクで使用
される資源を制御するのに必要な資源制御情報が保存さ
れる領域であり、従来のシステムには無かったものであ
る。この資源制御情報領域には、タスクで使用される資
源を制御するのに必要な資源制御情報として、資源グル
ープ占有フラグと、資源グループ保存値有効フラグと、
資源値保存領域先頭番地と、最大保存位置と、保存位置
配列とが保存される。

【０１９５】資源制御情報のうち、資源グループ占有フ
ラグは、タスクが資源グループを占有しているか否かを
資源グループ毎に示すフラグであり、各資源グループに
対応するように１６ビットのフラグとなっている。すな
わち、あるタスクが資源グループのいずれかを占有して
いるとき、当該タスクに対応するタスク情報の資源グル
ープ占有フラグは、当該タスクが占有している資源グル
ープに対応するビットが「真」の値に設定される。な
お、占有していない資源グループに対応するビットは
「偽」の値に設定される。

【０１９６】また、資源制御情報のうち、資源グループ
保存値有効フラグは、有効な値が資源値保存領域に保存
されているか否かを資源グループ毎に示すフラグであ
り、各資源グループに対応するように１６ビットのフラ
グとなっている。すなわち、資源値保存領域に資源グル
ープの資源値として有効な値が保存されているとき、当
該資源値保存領域に対応したタスク情報の資源グループ
保存値有効フラグは、有効な値が保存されている資源グ
ループに対応するビットが「真」の値に設定される。な
お、有効な値が保存されていない資源グループに対応す
るビットは「偽」の値に設定される。

【０１９７】なお、タスクの実行を終了するときには、
資源値の資源値保存領域への保存を行わずに、当該タス
クに対応するタスク情報の資源グループ保存値有効フラ
グの値をすべて「偽」の値に設定する。これにより、無
用な資源値の保存を行わなくて済むようになる。

【０１９８】また、資源制御情報のうち、資源値保存領
域先頭番地には、資源値保存領域のメモリ上での先頭番
地を示す値が設定される。従来は、図２０に示したよう
に、タスク制御情報領域と資源値保存領域とがメモリ上
で一連の領域とされていた。これに対して、本例では、
タスク制御情報領域と資源値保存領域とをそれぞれ別々
にメモリ上に確保するようにしている。そこで、本例で
は、資源値保存領域の場所が分かるように、資源制御情
報として、資源値保存領域先頭番地を保存しておく。

【０１９９】また、資源制御情報のうち、最大保存位置
には、いくつの資源グループについて資源値保存領域が
確保済みであるかを示す値が設定される。すなわち、例
えば、図１０に示すように、３つの資源グループについ
て、それらの資源グループの資源値を保存するための領
域が資源値保存領域に確保されている場合、当該資源値
保存領域に対応したタスク情報の最大保存位置には
「３」が設定される。

【０２００】また、資源制御情報のうち、保存位置配列
には、資源値の保存位置を示す値が資源グループ毎に設
定される。例えば、図１０に示すように、資源値保存領
域の先頭に資源グループ０の資源値が保存されており、
資源値保存領域の２番目に資源グループ８の資源値が保
存されており、資源値保存領域の３番目に資源グループ
２の資源値が保存されているとする。この場合、当該資
源値保存領域に対応したタスク情報の保存位置配列のう
ち、資源グループ０に対応する値が、資源値保存領域の
先頭を示す値「０」に設定され、資源グループ８に対応
する値が、資源値保存領域の２番目を示す値「１」に設
定され、資源グループ２に対応する値が、資源値保存領
域の３番目を示す値「２」に設定される。なお、資源値
保存領域に資源値が保存されていない資源グループにつ
いては、資源値保存領域に資源値が保存されていないこ
とを示す値「１６」が設定される。

【０２０１】４−２−２−２ 資源値保存領域 資源値保存領域には、当該資源値保存領域に対応するタ
スクの実行に使用される資源の状態を示す資源値が保存
される。ただし、資源値保存領域には、全ての資源の資
源値が保存されるとは限らず、資源グループ単位で必要
なものだけが保存される。

【０２０２】なお、従来のタスク切り替え方法では、全
てのタスクについて全ての資源の資源値を資源値保存領
域に保存するようにしていた。したがって、図１０に示
したようなデータ処理装置を使用する場合には、タスク
一つあたりの資源値保存領域として、全ての汎用レジス
タ及び浮動小数点レジスタの分のメモリ、すなわち１０
２４バイトのメモリが必要であった。一方、本例では、
資源を資源グループに分割して管理し、資源値保存領域
には、資源値を保持すべき資源を含む資源グループにつ
いてだけ、資源値を保存するようにしている。したがっ
て、本例では、従来のタスク切り替え方法に比べて、資
源値の保存を大幅に削減することができる。

【０２０３】このように、本例では、資源を資源グルー
プに分割して管理し、資源値保存領域には、資源値を保
持すべき資源を含む資源グループについてだけ、資源値
を保存するようにする。これにより、タスク切り替えを
行ったときにメモリに保存すべきデータ量を大幅に削減
することができ、タスク切り替え時のメモリアクセスを
大幅に削減することができる。

【０２０４】なお、資源値保存領域への資源値の格納は
資源グループ単位で行われるが、このとき、各資源グル
ープの資源値はタスク情報の資源値保存領域先頭番地が
示すメモリ番地から順次格納していく。すなわち、例え
ば、最初に資源グループ０の資源値を保存することとな
った場合には、タスク情報の資源値保存領域先頭番地が
示すメモリ番地から、資源グループ０の資源値を順次格
納し、次に、資源グループ８の資源値を保存することと
なった場合には、資源グループ０の資源値が格納されて
いる領域の直ぐ後に、資源グループ８の資源値を順次格
納し、次に、資源グループ２の資源値を保存することと
なった場合には、資源グループ８の資源値が格納されて
いる領域の直ぐ後に、資源グループ２の資源値を順次格
納する。なお、図１０は、このようにして資源グループ
０、資源グループ８、資源グループ２の資源値が順次格
納された状態を示している。

【０２０５】４−２−３ タスク切り替え つぎに、図９に示したようなデータ処理装置を用いて行
われるタスク切り替え方法について詳細に説明する。な
お、ここで言うタスク切り替え方法とは、本発明を適用
したタスク切り替えの一連の処理全体を指しており、換
言すれば、後述するタスク切り替え処理、資源グループ
使用可能性検査及び資源グループ占有タスク切り替え処
理の３つの処理を示している。

【０２０６】なお、図９に示したようなデータ処理装置
を用いる場合、タスク切り替えは、資源グループ使用許
可フラグを使用して行うことも、資源グループ使用許可
フラグを使用しないで行うことも可能である。そこで、
以下の説明では、資源グループ使用許可フラグを使用し
てタスク切り替えを行う場合と、資源グループ使用許可
フラグを使用しないでタスク切り替えを行う場合とにつ
いて、それぞれ説明する。

【０２０７】４−２−３−１ 資源グループ使用許可フ
ラグを使用する場合 まず、図９に示したようなデータ処理装置を用いて行わ
れるタスク切り替えについて、資源グループ使用許可フ
ラグを使用してタスク切り替えを行う場合について説明
する。

【０２０８】４−２−３−１−１ タスク切り替え時の
オペレーティングシステムの処理 まず、タスク切り替えを行うときに、オペレーティング
システムによって実行される処理について、図１１のフ
ローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、タ
スクＡからタスクＢへのタスク切り替えを行うものとし
て説明する。

【０２０９】タスクＡからタスクＢへのタスク切り替え
を行うとき、オペレーティングシステムは、先ず、ステ
ップＳＴ４−１において、タスクＢ（すなわち切り替え
先のタスク）に対応したタスク情報が格納されているタ
スク情報保存領域の先頭番地（以下、先頭番地Ｋと称す
る。）を計算する。なお、フローチャートでは、先頭番
地Ｋのことを単に「Ｋ」と表記している。

【０２１０】次に、ステップＳＴ４−２において、実行
中タスク変数レジスタが示すタスク情報（すなわちタス
クＡのタスク情報）の資源グループ占有フラグに、デー
タ処理装置の資源グループ使用許可フラグレジスタの値
を書き込む。

【０２１１】次に、ステップＳＴ４−３において、実行
中タスク変数レジスタが示すタスク情報（すなわちタス
クＡのタスク情報）の資源グループ保存値有効フラグ
に、データ処理装置の資源グループ保存値有効フラグレ
ジスタの値を書き込む。

【０２１２】次に、ステップＳＴ４−４において、実行
中タスク変数レジスタに、ステップＳＴ４−１で計算し
た先頭番地Ｋの値を設定する。

【０２１３】次に、ステップＳＴ４−５において、実行
中タスク変数レジスタが示すタスク情報（すなわちタス
クＢのタスク情報）の資源グループ使用許可フラグの値
を読み込み、その値を資源グループ使用許可フラグレジ
スタに設定する。

【０２１４】次に、ステップＳＴ４−６において、実行
中タスク変数レジスタが示すタスク情報（すなわちタス
クＢのタスク情報）の資源グループ保存値有効フラグの
値を読み込み、その値を資源グループ保存値有効フラグ
レジスタに設定する。

【０２１５】最後に、ステップＳＴ４−７において、そ
の他のタスク切り替え処理を行い、全てのタスク切り替
え処理が完了したら、タスクＢを起動する。なお、ステ
ップＳＴ４−７での処理は、資源の管理に関する処理以
外の処理である。したがって、ステップＳＴ４−７での
処理は、従来のオペレーティングシステムと同様で良
く、本発明のポイントではないので、詳細な説明は省略
する。

【０２１６】以上のように、タスク切り替えの時点で資
源値の制御のためにオペレーティングシステムが行うべ
き処理は、実行中タスク変数やフラグの書き換えだけで
あり、非常に僅かである。しかも、資源値の保存や読み
込みを行わないので、メモリアクセスも非常に少なくて
済み、読み書きともに４バイトずつしか発生しない。従
来は、タスク切り替えの時点で全ての資源値について保
存と読み込みを行っていたので、タスク切り替え毎に１
０２４バイトずつの読み書きが発生していた。すなわ
ち、本例では、従来に比べて、タスク切り替え時のメモ
リアクセスが１／２５６にまで低減されている。

【０２１７】このように、タスク切り替えの時点での処
理が大幅に削減されるのは、資源値を制御する機構をデ
ータ処理装置に実装させているためである。すなわち、
資源値の制御に伴う機構をデータ処理装置に実装させる
ことにより、非常に効率的且つ高速なタスク切り替えを
実現することが可能となる。

【０２１８】４−２−３−１−２ データ処理装置に実
装される機構 本例では、上述したように、タスク切り替えの時点にお
いてオペレーティングシステムが行うべき処理は、実行
中タスク変数やフラグの書き換えだけであり、タスク切
り替えの時点では資源値の保存や読み込みは行わない。
その代わり、タスクが資源を使用しようとするときに、
当該資源をタスクが使用可能であるかを検査し、必要に
応じて資源値の保存や読み込み等の処理を行い、タスク
が資源を使用できるようにする。

【０２１９】そして、本例では、このような処理を実現
するために、資源グループ使用可能性検査を行う機構
と、資源グループ占有タスク切り替え処理を行う機構
と、資源グループ保存処理を行う機構と、資源グループ
読み込み処理を行う機構と、資源グループ保存領域確保
処理を行う機構とをデータ処理装置にハードウェアとし
て実装しておく。

【０２２０】以下、このようにデータ処理装置にハード
ウェアとして実装された機構によって実行される各処理
について説明する。

【０２２１】４−２−３−１−２−１ 資源グループ使
用可能性検査 まず、資源グループ使用可能性検査について、図１２の
フローチャートを参照して詳細に説明する。

【０２２２】資源グループ使用可能性検査は、中央処理
装置による命令実行と並行して行われるものである。す
なわち、資源グループ使用可能性検査は、タスクの命令
を実行しようとする毎に実行される。

【０２２３】資源グループ使用可能性検査では、先ず、
ステップＳＴ５−１において、実行しようとしている命
令が、機能ブロック遷移命令であるか否かを判断する。
そして、機能ブロック遷移命令の場合には、ステップＳ
Ｔ５−２及びステップＳＴ５−３の処理を行い、その
後、ステップＳＴ５−４へ進む。一方、機能ブロック遷
移命令ではない場合には、直ぐに、ステップＳＴ５−４
へ進む。

【０２２４】ステップＳＴ５−２では、資源グループ０
〜３及び資源グループ８〜１１に対応する資源グループ
使用中フラグレジスタのうち、対応する資源グループ使
用許可フラグレジスタの値が「真」のものに「偽」の値
を設定する。具体的には、例えば、資源グループ２に対
応する資源グループ使用許可フラグレジスタの値が
「真」の場合には、資源グループ２に対応する資源グル
ープ使用中フラグレジスタに「偽」の値を設定する。こ
のように資源グループ使用中フラグレジスタの値を設定
しておくことにより、実行中のタスクが現在占有使用し
ている資源グループのうち、資源値の保持が不要な資源
グループについては、資源値の資源値保存領域への保存
が行われなくなる。

【０２２５】また、ステップＳＴ５−３では、資源グル
ープ０〜３及び資源グループ８〜１１に対応する資源グ
ループ保存値有効フラグレジスタに「偽」の値を設定す
る。このように資源グループ保存値有効フラグレジスタ
の値を設定しておくことにより、不要な資源値について
は、資源値保存領域からの読み込みが行われなくなる。

【０２２６】以上のように、実行しようとする命令が機
能ブロック遷移命令のときには、ステップＳＴ５−２及
びステップＳＴ５−３での処理を行うことにより、不要
な資源値の保存や読み込みを省略することが可能とな
り、資源値の保存や読み込みを従来に比べて約５割削減
できる。

【０２２７】ステップＳＴ５−４では、実行しようとし
ている命令が、資源を使用するか否かを判断する。そし
て、資源を使用する場合は、ステップＳＴ５−５へ進
む。一方、資源を使用しない場合は、資源グループ使用
可能性検査を終了し、タスクの命令を実行する。

【０２２８】ステップＳＴ５−５においては、実行しよ
うとしている命令が使用する資源が属する資源グループ
を特定する。なお、以下の説明では、ステップＳＴ５−
５において特定された資源グループのことを「index番
の資源グループ」と称する。すなわち、実行しようとし
ている命令は、index番の資源グループに属する資源を
使用する。

【０２２９】次に、ステップＳＴ５−６において、資源
グループ使用許可フラグレジスタに格納されている資源
グループ使用許可フラグの中から、index番の資源グル
ープに対応した資源グループ使用許可フラグを特定す
る。なお、以下の説明では、ステップＳＴ５−６におい
て特定された資源グループ使用許可フラグのことを「資
源グループ使用許可フラグＪ」と称する。また、フロー
チャートでは、資源グループ使用許可フラグＪのことを
単に「Ｊ」と表記している。

【０２３０】次に、ステップＳＴ５−７において、資源
グループ使用中フラグレジスタに格納されている資源グ
ループ使用中フラグの中から、index番の資源グループ
に対応した資源グループ使用中フラグを特定する。な
お、以下の説明では、ステップＳＴ５−７において特定
された資源グループ使用中フラグのことを「資源グルー
プ使用中フラグＬ」と称する。また、フローチャートで
は、資源グループ使用中フラグＬのことを単に「Ｌ」と
表記している。

【０２３１】次に、ステップＳＴ５−８において、資源
グループ保存値有効フラグレジスタに格納されている資
源グループ保存値有効フラグの中から、index番の資源
グループに対応した資源グループ保存値有効フラグを特
定する。なお、以下の説明では、ステップＳＴ５−８に
おいて特定された資源グループ保存値有効フラグのこと
を「資源グループ保存値有効フラグＭ」と称する。ま
た、フローチャートでは、資源グループ保存値有効フラ
グＭのことを単に「Ｍ」と表記している。

【０２３２】次に、ステップＳＴ５−９において、資源
グループ使用許可フラグＪの値を検査する。そして、資
源グループ使用許可フラグＪの値が「偽」の場合には、
ステップＳＴ５−１０へ進み、資源グループ使用許可フ
ラグＪの値が「真」の場合には、ステップＳＴ５−１２
へ進む。

【０２３３】ステップＳＴ５−１０では、資源グループ
占有タスク変数レジスタに格納されている資源グループ
占有タスク変数の中から、index番の資源グループに対
応した資源グループ占有タスク変数を特定する。なお、
以下の説明では、ステップＳＴ５−１０において特定さ
れた資源グループ占有タスク変数のことを「資源グルー
プ占有タスク変数Ｋ」と称する。また、フローチャート
では、資源グループ占有タスク変数Ｋのことを単に
「Ｋ」と表記している。

【０２３４】次に、ステップＳＴ５−１１において、資
源グループ占有タスク切り替え処理を行う。なお、資源
グループ占有タスク切り替え処理については、後で詳細
に説明する。そして、資源グループ占有タスク切り替え
処理が終了したら、ステップＳＴ５−１２へ進む。

【０２３５】ステップＳＴ５−１２では、資源グループ
使用許可フラグＪに「真」の値を設定し、資源グループ
使用中フラグＬに「真」の値を設定し、資源グループ保
存値有効フラグＭに「真」の値を設定する。これによ
り、現在実行中のタスクはindex番の資源グループに属
する資源を使用中であることが、資源グループ使用中フ
ラグレジスタ及び資源グループ保存値有効フラグレジス
タに記録されることとなる。そして、ステップＳＴ５−
１２での処理が完了したら、ステップＳＴ５−１３へ進
む。

【０２３６】ステップＳＴ５−１３では、実行しようと
している命令が、他の資源グループを使用するか否かを
判定する。そして、他の資源グループを使用する場合に
は、ステップＳＴ５−５へ戻って、当該資源グループに
ついての検査を行う。一方、他の資源グループを使用し
ない場合には、資源グループ使用可能性検査を終了し、
タスクの命令を実行する。

【０２３７】なお、以上のように資源グループ使用可能
性検査を行ったとき、資源グループ占有タスク切り替え
処理が起動されるのは、資源グループ使用許可フラグＪ
の値が「偽」の場合だけであり、資源グループ使用許可
フラグＪの値が「真」の場合には、資源グループ占有タ
スク切り替え処理は起動されない。換言すれば、資源グ
ループ占有タスク切り替え処理が起動されるのは、タス
クが実行しようとしている命令が資源を使用しようとし
たが、当該資源の使用が許可されていない場合である。

【０２３８】４−２−３−１−２−２ 資源グループ占
有タスク切り替え処理 つぎに、資源グループ占有タスク切り替え処理につい
て、図１３のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。なお、資源グループ占有タスク切り替え処理は、上
述したように、資源グループ使用可能性検査のステップ
ＳＴ５−１１において呼び出されて起動される処理であ
る。

【０２３９】資源グループ占有タスク切り替え処理で
は、先ず、ステップＳＴ６−１において、資源グループ
使用中フラグＬの値を検査する。そして、資源グループ
使用中フラグＬの値が「真」の場合には、ステップＳＴ
６−２へ進み、資源グループ使用中フラグＬの値が
「偽」の場合には、ステップＳＴ６−３へ進む。

【０２４０】ステップＳＴ６−２では、資源グループ保
存処理を行う。なお、資源グループ保存処理について
は、後で詳細に説明する。そして、資源グループ保存処
理が終了したら、ステップＳＴ６−３へ進む。

【０２４１】ステップＳＴ６−３では、資源グループ占
有タスク変数Ｋに、実行中タスク変数の値を設定する。

【０２４２】次に、ステップＳＴ６−４において、資源
グループ保存値有効フラグＭの値を検査する。そして、
資源グループ保存値有効フラグＭの値が「真」の場合に
は、ステップＳＴ６−５へ進み、資源グループ保存値有
効フラグＭの値が「偽」の場合には、ステップＳＴ６−
６へ進む。

【０２４３】ステップＳＴ６−５では、資源グループ読
み込み処理を行う。なお、資源グループ読み込み処理に
ついては、後で詳細に説明する。そして、資源グループ
読み込み処理が終了したら、資源グループ占有タスク切
り替え処理を終了する。

【０２４４】また、ステップＳＴ６−６では、資源グル
ープ保存領域確保処理を行う。なお、資源グループ保存
領域確保処理については、後で詳細に説明する。そし
て、資源グループ保存領域確保処理が終了したら、資源
グループ占有タスク切り替え処理を終了する。

【０２４５】４−２−３−１−２−３ 資源グループ保
存処理 つぎに、資源グループ保存処理について、図１４のフロ
ーチャートを参照して詳細に説明する。なお、資源グル
ープ保存処理は、上述したように、資源グループ占有タ
スク切り替え処理のステップＳＴ６−２において呼び出
されて起動される処理である。

【０２４６】資源グループ保存処理では、先ず、ステッ
プＳＴ７−１において、資源グループ占有タスク変数Ｋ
の示すタスク情報の保存位置配列のうち、index番の資
源グループに対応した保存位置配列の値を読み出す。な
お、以下の説明では、ステップＳＴ７−１において読み
出した保存位置配列の値を「保存位置配列値Ｐ１」と称
する。また、フローチャートでは、保存位置配列値Ｐ１
のことを単に「Ｐ１」と表記している。なお、保存位置
配列値Ｐ１は、index番の資源グループの資源値が、資
源値保存領域中の何番目のブロックに保存されるかを示
している。

【０２４７】次に、ステップＳＴ７−２において、資源
グループ占有タスク変数Ｋの示すタスク情報の資源値保
存領域先頭番地の値を読み出し、その値に保存位置配列
値Ｐ１を６４倍した値を加えた値を計算する。なお、以
下の説明では、ステップＳＴ７−２において計算された
値を「保存番地Ｑ１」と称する。また、フローチャート
では、保存番地Ｑ１のことを単に「Ｑ１」と表記してい
る。なお、保存番地Ｑ１は、index番の資源グループの
資源値を保存する領域の先頭のメモリ番地を示してい
る。

【０２４８】次に、ステップＳＴ７−３において、inde
x番の資源グループの資源値を、保存番地Ｑ１を先頭番
地とする領域に保存する。

【０２４９】以上で、資源グループ保存処理が完了し、
index番の資源グループの資源値が、資源値保存領域の
所定の位置に保存される。

【０２５０】４−２−３−１−２−４ 資源グループ読
み込み処理 つぎに、資源グループ読み込み処理について、図１５の
フローチャートを参照して詳細に説明する。なお、資源
グループ読み込み処理は、上述したように、資源グルー
プ占有タスク切り替え処理のステップＳＴ６−５におい
て呼び出されて起動される処理である。

【０２５１】資源グループ読み込み処理では、先ず、ス
テップＳＴ８−１において、実行中タスク変数の示すタ
スク情報の保存位置配列のうち、index番の資源グルー
プに対応した保存位置配列の値を読み出す。なお、以下
の説明では、ステップＳＴ８−１において読み出した保
存位置配列の値を「保存位置配列値Ｐ２」と称する。ま
た、フローチャートでは、保存位置配列値Ｐ２のことを
単に「Ｐ２」と表記している。なお、保存位置配列値Ｐ
２は、index番の資源グループの資源値が、資源値保存
領域中の何番目のブロックに保存されているかを示して
いる。

【０２５２】次に、ステップＳＴ８−２において、実行
中タスク変数の示すタスク情報の資源値保存領域先頭番
地の値を読み出し、その値に保存位置配列値Ｐ２を６４
倍した値を加えた値を計算する。なお、以下の説明で
は、ステップＳＴ８−２において計算された値を「保存
番地Ｑ２」と称する。また、フローチャートでは、保存
番地Ｑ２のことを単に「Ｑ２」と表記している。なお、
保存番地Ｑ２は、index番の資源グループの資源値が保
存されている領域の先頭のメモリ番地を示している。

【０２５３】次に、ステップＳＴ８−３において、inde
x番の資源グループの資源値を、保存番地Ｑ２を先頭番
地とする領域から読み込む。

【０２５４】以上で、資源グループ読み込み処理が完了
し、index番の資源グループの資源値が、資源値保存領
域から読み込まれる。

【０２５５】４−２−３−１−２−５ 資源グループ保
存領域確保処理 つぎに、資源グループ保存領域確保処理について、図１
６のフローチャートを参照して詳細に説明する。なお、
資源グループ保存領域確保処理は、上述したように、資
源グループ占有タスク切り替え処理のステップＳＴ６−
６において呼び出されて起動される処理である。

【０２５６】資源グループ保存領域確保処理では、先
ず、ステップＳＴ９−１において、実行中タスク変数の
示すタスク情報の保存位置配列のうち、index番の資源
グループに対応した保存位置配列の値を読み出す。な
お、以下の説明では、ステップＳＴ９−１において読み
出した保存位置配列の値を「保存位置配列値Ｐ３」と称
する。また、フローチャートでは、保存位置配列値Ｐ３
のことを単に「Ｐ３」と表記している。

【０２５７】次に、ステップＳＴ９−２において、実行
中タスク変数の示すタスク情報の最大保存位置の値を読
み出す。なお、以下の説明では、ステップＳＴ９−２に
おいて読み出し最大保存位置の値を「最大保存位置Ｒ」
と称する。また、フローチャートでは、最大保存位置Ｒ
のことを単に「Ｒ」と表記している。

【０２５８】次に、ステップＳＴ９−３において、保存
位置配列値Ｐ３と最大保存位置Ｒとを比較する。このと
き、保存位置配列値Ｐ３が最大保存位置Ｒよりも小さく
なるのは、index番の資源グループの資源値を保存する
領域が、資源値保存領域に既に確保されている場合であ
る。したがって、保存位置配列値Ｐ３が最大保存位置Ｒ
よりも小さい場合には、資源グループ保存領域確保処理
を終了する。

【０２５９】一方、ステップＳＴ９−３において、保存
位置配列値Ｐ３が最大保存位置Ｒ以上となるのは、inde
x番の資源グループの資源値を保存する領域が、資源値
保存領域に未だ確保されていない場合である。したがっ
て、保存位置配列値Ｐ３が最大保存位置Ｒ以上となって
いる場合には、index番の資源グループの資源値を保存
する領域を確保するため、資源グループ保存領域確保処
理を継続し、ステップＳＴ９−４へ進む。

【０２６０】ステップＳＴ９−４では、実行中タスク変
数の示すタスク情報の資源値保存領域先頭番地の値を読
み出し、その値に最大保存位置Ｒに１を加算した値を６
４倍した値を加えた値を計算する。なお、以下の説明で
は、ステップＳＴ９−６において計算された値を「保存
番地Ｑ３」と称する。すなわち、実行中タスク変数の示
すタスク情報の資源値保存領域先頭番地の値をＡ、最大
保存位置ＲをＲとしたとき、保存番地Ｑ３＝Ａ＋｛（Ｒ
＋１）×６４｝である。なお、フローチャートでは、保
存番地Ｑ３のことを単に「Ｑ３」と表記している。

【０２６１】次に、ステップＳＴ９−５において、保存
番地Ｑ３が、タスクがスタックとして使用しているメモ
リ領域（以下、スタック変数領域と称する。）の先頭よ
りも手前であるか否かを判断する。このとき、保存番地
Ｑ３がスタック変数領域の先頭よりも手前でないと判断
されるのは、未使用領域が不足し、index番の資源グル
ープの資源値を保存する領域を確保できない場合であ
る。したがって、保存番地Ｑ３がスタック変数領域の先
頭よりも手前でない場合には、スタック領域不足例外処
理を起動する。なお、スタック領域不足例外処理は、未
使用領域の不足に対処するための例外処理であるが、未
使用領域の不足に対する対処の仕方には様々な手法が考
えられるし、このような例外処理は本発明のポイントで
はないので、ここでは詳細な説明は省略する。

【０２６２】一方、ステップＳＴ９−５において、保存
番地Ｑ３がスタック変数領域の先頭よりも手前であると
判断されるのは、未使用領域が十分にあり、index番の
資源グループの資源値を保存する領域を確保できる場合
である。したがって、保存番地Ｑ３がスタック変数領域
の先頭よりも手前である場合には、index番の資源グル
ープの資源値を保存する領域を確保するため、資源グル
ープ保存領域確保処理を継続し、ステップＳＴ９−６へ
進む。

【０２６３】ステップＳＴ９−６では、実行中タスク変
数の示すタスク情報の保存位置配列のうち、index番の
資源グループに対応した保存位置配列に、実行中タスク
変数の示すタスク情報の最大保存位置の値（すなわち最
大保存位置Ｒ）を書き込む。

【０２６４】次に、ステップＳＴ９−７において、実行
中タスク変数の示すタスク情報の最大保存位置に、最大
保存位置Ｒに１を加算した値を書き込む。換言すれば、
ステップＳＴ９−７では、実行中タスク変数の示すタス
ク情報の最大保存位置の値を１だけ大きくする。

【０２６５】以上で、資源グループ保存領域確保処理が
完了し、index番の資源グループの資源値を保存する領
域が確保される。

【０２６６】４−２−３−２ 資源グループ使用許可フ
ラグを使用しない場合 つぎに、図９に示したようなデータ処理装置を用いて行
われるタスク切り替えについて、資源グループ使用許可
フラグを使用しないでタスク切り替えを行う場合につい
て説明する。

【０２６７】４−２−３−２−１ タスク切り替え時の
オペレーティングシステムの処理 まず、タスク切り替えを行うときに、オペレーティング
システムによって実行される処理について、図１７のフ
ローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、タ
スクＡからタスクＢへのタスク切り替えを行うものとし
て説明する。

【０２６８】タスクＡからタスクＢへのタスク切り替え
を行うとき、オペレーティングシステムは、先ず、ステ
ップＳＴ１０−１において、タスクＢ（すなわち切り替
え先のタスク）に対応したタスク情報が格納されている
タスク情報保存領域の先頭番地（以下、先頭番地Ｋと称
する。）を計算する。なお、フローチャートでは、先頭
番地Ｋのことを単に「Ｋ」と表記している。

【０２６９】次に、ステップＳＴ１０−２において、実
行中タスク変数の示すタスク情報（すなわちタスクＡの
タスク情報）の資源グループ保存値有効フラグに、資源
グループ保存値有効フラグレジスタの値を書き込む。

【０２７０】次に、ステップＳＴ１０−３において、実
行中タスク変数レジスタに、ステップＳＴ１０−１で計
算した先頭番地Ｋの値を設定する。

【０２７１】次に、ステップＳＴ１０−４において、実
行中タスク変数の示すタスク情報（すなわちタスクＢの
タスク情報）の資源グループ保存値有効フラグの値を読
み込み、その値を資源グループ保存値有効フラグレジス
タに設定する。

【０２７２】最後に、ステップＳＴ１０−５において、
その他のタスク切り替え処理を行い、全てのタスク切り
替え処理が完了したら、タスクＢを起動する。なお、ス
テップＳＴ１０−５での処理は、資源の管理に関する処
理以外の処理である。したがって、ステップＳＴ１０−
５での処理は、従来のオペレーティングシステムと同様
で良く、本発明のポイントではないので、詳細な説明は
省略する。

【０２７３】以上のように、タスク切り替えの時点で資
源値の制御のためにオペレーティングシステムが行うべ
き処理は、実行中タスク変数やフラグの書き換えだけで
あり、非常に僅かである。しかも、資源値の保存や読み
込みを行わないので、メモリアクセスも非常に少なくて
済み、読み書きともに２バイトずつしか発生しない。従
来は、タスク切り替えの時点で全ての資源値について保
存と読み込みを行っていたので、タスク切り替え毎に１
０２４バイトずつの読み書きが発生していた。すなわ
ち、本例では、従来に比べて、タスク切り替え時のメモ
リアクセスが１／５１２にまで低減されている。

【０２７４】このように、タスク切り替えの時点での処
理が大幅に削減されるのは、資源値を制御する機構をデ
ータ処理装置に実装させているためである。すなわち、
資源値の制御に伴う機構をデータ処理装置に実装させる
ことにより、非常に効率的且つ高速なタスク切り替えを
実現することが可能となる。

【０２７５】４−２−３−２−２ データ処理装置に実
装される機構 本例では、上述したように、タスク切り替えの時点にお
いてオペレーティングシステムが行うべき処理は、実行
中タスク変数やフラグの書き換えだけであり、タスク切
り替えの時点では資源値の保存や読み込みは行わない。
その代わり、タスクが資源を使用しようとするときに、
当該資源をタスクが使用可能であるかを検査し、必要に
応じて資源値の保存や読み込み等の処理を行い、タスク
が資源を使用できるようにする。

【０２７６】そして、本例では、このような処理を実現
するために、資源グループ使用可能性検査を行う機構
と、資源グループ占有タスク切り替え処理を行う機構
と、資源グループ保存処理を行う機構と、資源グループ
読み込み処理を行う機構と、資源グループ保存領域確保
処理を行う機構とをデータ処理装置にハードウェアとし
て実装しておく。

【０２７７】以下、このようにデータ処理装置にハード
ウェアとして実装された機構によって実行される各処理
について説明する。ただし、これらの処理のうち、資源
グループ保存処理、資源グループ読み込み処理及び資源
グループ保存領域確保処理については、資源グループ使
用許可フラグを使用してタスク切り替えを行う場合と同
様なので説明は省略する。

【０２７８】４−２−３−２−２−１ 資源グループ使
用可能性検査 まず、資源グループ使用可能性検査について、図１８の
フローチャートを参照して詳細に説明する。

【０２７９】資源グループ使用可能性検査は、中央処理
装置による命令実行と並行して行われるものである。す
なわち、資源グループ使用可能性検査は、タスクの命令
を実行しようとする毎に実行される。

【０２８０】資源グループ使用可能性検査では、先ず、
ステップＳＴ１１−１において、実行しようとしている
命令が、機能ブロック遷移命令であるか否かを判断す
る。そして、機能ブロック遷移命令の場合には、ステッ
プＳＴ１１−２の処理を行い、その後、ステップＳＴ１
１−３へ進む。一方、機能ブロック遷移命令ではない場
合には、直ぐに、ステップＳＴ１１−３へ進む。

【０２８１】ステップＳＴ１１−２では、資源グループ
０〜３及び資源グループ８〜１１に対応する資源グルー
プ保存値有効フラグレジスタに「偽」の値を設定する。
このように資源グループ保存値有効フラグレジスタの値
を設定しておくことにより、不要な資源値については、
資源値保存領域からの読み込みが行われなくなる。

【０２８２】以上のように、実行しようとする命令が機
能ブロック遷移命令のときには、ステップＳＴ１１−２
での処理を行うことにより、不要な資源値の保存や読み
込みを省略することが可能となり、資源値の保存や読み
込みを従来に比べて約５割削減できる。

【０２８３】ステップＳＴ１１−３では、実行しようと
している命令が、資源を使用するか否かを判断する。そ
して、資源を使用する場合は、ステップＳＴ１１−４へ
進む。一方、資源を使用しない場合は、資源グループ使
用可能性検査を終了し、タスクの命令を実行する。

【０２８４】ステップＳＴ１１−４においては、実行し
ようとしている命令が使用する資源が属する資源グルー
プを特定する。なお、以下の説明では、ステップＳＴ１
１−４において特定された資源グループのことを「inde
x番の資源グループ」と称する。すなわち、実行しよう
としている命令は、index番の資源グループに属する資
源を使用する。

【０２８５】次に、ステップＳＴ１１−５において、資
源グループ占有タスク変数レジスタに格納されている資
源グループ占有タスク変数の中から、index番の資源グ
ループに対応した資源グループ占有タスク変数を特定す
る。なお、以下の説明では、ステップＳＴ１１−５にお
いて特定された資源グループ占有タスク変数のことを
「資源グループ占有タスク変数Ｋ」と称する。また、フ
ローチャートでは、資源グループ占有タスク変数Ｋのこ
とを単に「Ｋ」と表記している。

【０２８６】次に、ステップＳＴ１１−６において、資
源グループ保存値有効フラグレジスタに格納されている
資源グループ保存値有効フラグの中から、index番の資
源グループに対応した資源グループ保存値有効フラグを
特定する。なお、以下の説明では、ステップＳＴ１１−
６において特定された資源グループ保存値有効フラグの
ことを「資源グループ保存値有効フラグＭ」と称する。
また、フローチャートでは、資源グループ保存値有効フ
ラグＭのことを単に「Ｍ」と表記している。

【０２８７】次に、ステップＳＴ１１−７において、実
行中タスク変数と資源グループ占有タスク変数Ｋとを比
較する。なお、フローチャートでは実行中タスク変数の
ことを「Ｄ」と表記している。そして、実行中タスク変
数の値と、資源グループ占有タスク変数Ｋの値とが等し
くない場合には、ステップＳＴ１１−８へ進み、等しい
場合には、ステップＳＴ１１−９へ進む。

【０２８８】ステップＳＴ１１−８では、資源グループ
占有タスク切り替え処理を行う。なお、資源グループ占
有タスク切り替え処理については、後で詳細に説明す
る。そして、資源グループ占有タスク切り替え処理が終
了したら、ステップＳＴ１１−９へ進む。

【０２８９】ステップＳＴ１１−９では、資源グループ
保存値有効フラグＭに「真」の値を設定する。これによ
り、index番の資源グループの資源値を保持すべき状態
になったことが、資源グループ保存値有効フラグレジス
タに記録されることとなる。そして、ステップＳＴ１１
−９での処理が完了したら、ステップＳＴ１１−１０へ
進む。

【０２９０】ステップＳＴ１１−１０では、実行しよう
としている命令が、他の資源グループを使用するか否か
を判定する。そして、他の資源グループを使用する場合
には、ステップＳＴ１１−４へ戻って、当該資源グルー
プについての検査を行う。一方、他の資源グループを使
用しない場合には、資源グループ使用可能性検査を終了
し、タスクの命令を実行する。

【０２９１】なお、以上のように資源グループ使用可能
性検査を行ったとき、資源グループ占有タスク切り替え
処理が起動されるのは、実行中タスク変数の値と資源グ
ループ占有タスク変数Ｋの値とが等しくない場合だけで
あり、実行中タスク変数の値と資源グループ占有タスク
変数Ｋの値とが等しい場合には、資源グループ占有タス
ク切り替え処理は起動されない。換言すれば、資源グル
ープ占有タスク切り替え処理が起動されるのは、タスク
が実行しようとしている命令が資源を使用しようとした
が、当該資源をタスクが占有していない場合である。

【０２９２】４−２−３−２−２−２ 資源グループ占
有タスク切り替え処理 つぎに、資源グループ占有タスク切り替え処理につい
て、図１９のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。なお、資源グループ占有タスク切り替え処理は、上
述したように、資源グループ使用可能性検査のステップ
ＳＴ１１−９において呼び出されて起動される処理であ
る。

【０２９３】資源グループ占有タスク切り替え処理で
は、先ず、ステップＳＴ１２−１において、資源グルー
プ占有タスク変数Ｋの示すタスク情報の資源グループ保
存値有効フラグのうち、index番の資源グループに対応
した資源グループ保存値有効フラグの値を読み出す。な
お、以下の説明では、ステップＳＴ１２−１において読
み出された資源グループ保存値有効フラグの値を「資源
グループ保存値有効フラグＬ」と称する。また、フロー
チャートでは、資源グループ保存値有効フラグＬのこと
を単に「Ｌ」と表記している。

【０２９４】次に、ステップＳＴ１２−２において、資
源グループ保存値有効フラグＬの値を検査する。そし
て、資源グループ保存値有効フラグＬの値が「真」の場
合には、ステップＳＴ１２−３へ進み、資源グループ保
存値有効フラグＬの値が「偽」の場合には、ステップＳ
Ｔ１２−４へ進む。

【０２９５】ステップＳＴ１２−２では、図１４のフロ
ーチャートに従って、資源グループ保存処理を行う。そ
して、資源グループ保存処理が終了したら、ステップＳ
Ｔ１２−４へ進む。

【０２９６】ステップＳＴ１２−４では、資源グループ
占有タスク変数Ｋに、実行中タスク変数の値を設定す
る。

【０２９７】次に、ステップＳＴ１２−５において、資
源グループ保存値有効フラグＭの値を検査する。そし
て、資源グループ保存値有効フラグＭの値が「真」の場
合には、ステップＳＴ１２−６へ進み、資源グループ保
存値有効フラグＭの値が「偽」の場合には、ステップＳ
Ｔ１２−７へ進む。

【０２９８】ステップＳＴ１２−６では、図１５のフロ
ーチャートに従って、資源グループ読み込み処理を行
う。そして、資源グループ読み込み処理が終了したら、
資源グループ占有タスク切り替え処理を終了する。

【０２９９】また、ステップＳＴ１２−７では、図１６
のフローチャートに従って、資源グループ保存領域確保
処理を行う。そして、資源グループ保存領域確保処理が
終了したら、資源グループ占有タスク切り替え処理を終
了する。

【０３００】４−２−３−３ まとめ 以上詳細に説明したように、資源グループ使用許可フラ
グを使用した場合も、資源グループ使用許可フラグを使
用しない場合も、タスク切り替えの時点で資源値の制御
のためにオペレーティングシステムが行うべき処理は、
実行中タスク変数やフラグの書き換えだけであり、非常
に僅かである。しかも、タスク切り替えの時点では、資
源値の保存や読み込みを行わないので、タスク切り替え
時のメモリアクセスも非常に少なくて済む。すなわち、
資源値の制御に伴う機構をデータ処理装置に実装させ
て、資源値の保存や読み込みをオペレーティングシステ
ムによることなく、ハードウェアでの処理によって実行
するようにすることで、タスク切り替えに伴う資源値の
保存や読み込みを非常に効率的且つ高速に行うことが可
能となる。

【０３０１】しかも、以上のようにタスク切り替えを行
った場合、資源値の保存や読み込みは、単に先送りされ
た訳ではなく、起動されるタスクで使用しない資源グル
ープについては、保存も読み込みも完全に省略される。
また、使用した資源グループについても、他のタスクが
使用しなければ、そのまま値が保持され、保存も読み込
みも完全に省略される。また、タスク実行中に機能ブロ
ック遷移命令を実行する都度、破壊しても構わない資源
グループについては、資源グループ使用中フラグレジス
タや資源グループ保存値有効フラグレジスタを更新し、
資源値の保存を行わないようにしている。このように、
上記タスク切り替え処理では、資源値の保存や読み込み
を極力少なくし、本当に必要なものについてだけ資源値
の保存や読み込みを行うようにしており、資源値の保存
や読み込みが非常に効率的に行われる。

【０３０２】なお、従来のタスク切り替え方法では、メ
モリへの読み書きがタスク切り替え時に集中し、それが
バスのボトルネックの原因となるようなこともあった
が、上述のようにタスク切り替えを行った場合には、資
源値の保存や読み込みは散発的に行われることとなるた
め、バスのボトルネックも生じ難い。

【０３０３】しかも、上述のようにタスク切り替えを行
った場合には、タスク切り替え時の資源値の保存や読み
込みが非常に少なく、タスク切り替えが非常に高速に行
われるので、割り込み処理等のように高速な起動が必要
とされる処理も、タスク切り替えの機構で実現すること
が可能となる。換言すれば、上述のようにタスク切り替
えを行った場合には、割り込み処理をタスク切り替えの
機構で行うようにしても、割り込み処理の起動や終了時
のオーバーヘッドが非常に少なくて済む。

【０３０４】５．本発明のその他の実施の形態 本発明は、上述した例に限定されるものではなく、様々
な変形が可能である。

【０３０５】例えば、中央処理装置のレジスタの数や、
浮動小数点演算装置のレジスタの数などは、特に限定さ
れるものではなく、任意の数で構わない。更に、データ
処理装置も、中央処理装置及び浮動小数点演算装置から
なるものでなくてもよく、例えば、中央処理装置だけで
あっても良いし、或いは、浮動小数点演算装置の他に
も、三次元座標変換計算を行う装置や、画像データの圧
縮伸長処理を高速に行うための並列演算を行う装置な
ど、様々なコプロセッサを備えていても良い。

【０３０６】また、タスクが使用可能な資源を資源グル
ープに分割して管理するにあたって、その分割数も特に
限定されるものではなく、自由に選ぶことができる。た
だし、資源の分割の仕方によってタスク切り替え処理の
効率は変化するので、資源を資源グループに分割して管
理するにあたっては、処理対象となるタスクの種類やデ
ータ処理装置の構成等に応じて、タスク切り替え処理が
より効率良く行われるように、資源の分割を最適化した
ほうが好ましいことは言うまでもない。また、上述した
ように、中央処理装置がキャッシュメモリを備えている
ときには、資源を資源グループに分割する際に、各資源
グループに対応した各資源値保存領域のサイズが、キャ
ッシュメモリのキャッシュラインサイズの整数倍になる
ように分割したほうが好ましい。

【０３０７】また、本発明の第２の実施の形態では、タ
スク切り替え処理以外の殆どの処理を、データ処理装置
にハードウェア的な機構として実装したが、要求される
半導体回路の規模等に応じて、殆どの部分を任意に選ん
でソフトウェアによる実装に置き換えることも可能であ
る。また、例えば、資源グループ占有タスク切り替え処
理についてはソフトウェアで行うが、資源グループの保
存や読み込みについては、それを短い命令数で実行でき
る特別の命令を用意して、高速な処理を可能にするな
ど、部分的に機能を切り出してハードウェア化するよう
なことも可能である。

【０３０８】また、本発明の第２の実施の形態では、実
行中タスク変数に、実行中のタスクに対応したタスク情
報保存領域の先頭番地を設定したが、実行中タスク変数
には、タスク情報領域の中の資源制御情報領域の先頭番
地を設定するようにしても良い。タスク情報領域の中の
資源制御情報領域の先頭番地を実行中タスク変数に設定
するようにした場合は、タスク情報のうちオペレーティ
ングシステムに依存する部分（すなわちタスク制御情
報）のサイズに左右されることなく、実行中タスク変数
に基づいて、資源制御情報領域に直接アクセスすること
が可能となる。換言すれば、タスク情報の中の資源制御
情報領域の先頭番地を実行中タスク変数に設定するよう
にした場合は、オペレーティングシステムの実装に左右
されずに、ハードウェアによる処理だけで、資源の制御
に必要なタスク情報を操作することが可能となる。

【０３０９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、タスク切り替えの際に発生するメモリアクセスを
分散することができ、しかも、不要なメモリアクセスを
大幅に削減することができ、さらに、資源値を保持する
ための大量のハードウェア資源を必要としない。したが
って、本発明によれば、以下のような効果が得られる。

【０３１０】（１）多くのレジスタを有する中央処理装
置等において、タスク切り替えの時間を大幅に短縮する
ことができる。

【０３１１】（２）ハードウェアを機能拡張し、例えば
浮動小数点演算装置を追加したような場合、追加機能を
使用しないタスクについては、タスク切り替えの時間に
影響が出なくなる。

【０３１２】（３）使用可能な資源量が増加しても、各
タスクが使用した資源グループについてのみ、資源値を
保存する領域を確保すればよく、メモリの使用量を大幅
に削減できる。

【０３１３】（４）切り替わるタスクの数が増えても、
効果が下がるようなことはなく、タスク切り替えを高速
に行うことができる。

【０３１４】（５）中央処理装置等の資源量に対して、
わずかな追加ハードウェアのみで実現可能であり、レジ
スタファイル等の機構によりタスク切り替えの高速化を
図るような場合に比べて、半導体面積を大幅に削減でき
る。

【０３１５】（６）中央処理装置等の資源量が多くなっ
ても、本発明のために必要な追加ハードウェアはわずか
であり、しかも、高速に切り替え可能なタスク数にも制
限がない。

【０３１６】（７）高速に起動したいタスクは、使用す
る資源を限定することで、タスク切り替えを高速に行う
ことができる。そのため、割り込み処理等のように高速
な起動が必要な処理についても、タスク切り替えの機構
で行うことが可能となる。

【０３１７】（８）タスク切り替え完了までのメモリア
クセス量が大幅に減少するため、切り替え先のタスクの
起動時間を特定することが容易となる。

【０３１８】（９）データ処理装置が資源の使用禁止機
能（例えば浮動小数点演算装置使用許可フラグ）を予め
備えている場合には、オペレーティングシステムの変更
だけで、タスク切り替えを高速化することができる。

【０３１９】（１０）資源グループ使用可能性検査や資
源グループ占有タスク切り替え処理を行う機構を、デー
タ処理装置にハードウェアとして実装した場合には、タ
スク切り替えに必要な命令ステップを削減して、タスク
切り替え時の処理を非常に高速化することができる。し
かも、タスク切り替え後に資源を初めて使用する際に発
生する占有タスク切り替え処理も非常に高速化すること
ができる。

【０３２０】（１１）資源値保存領域がキャッシュメモ
リのキャッシュラインサイズの整数倍となるように資源
グループのサイズを設定し、また、資源値保存領域の先
頭をキャッシュラインの境界に整合させることによっ
て、資源を資源グループに分割しても、資源値保存領域
の前後端での余計なメモリアクセスが発生しないように
することができ、メモリアクセスを効率良く行うことが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態で使用するデータ処
理装置のレジスタの構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における資源グルー
プとメモリ上の変数とを説明するための図である。

【図３】本発明を適用して複数のタスクを並行して実行
するときの状態を示す図である。

【図４】本発明の第１及び第２の実施の形態におけるタ
スク情報の配列を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態におけるタスク情報
保存領域及び資源値保存領域を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるタスク切り
替え処理のフローチャートである。

【図７】本発明の第１の実施の形態における資源グルー
プ使用可能性検査のフローチャートである。

【図８】本発明の第１の実施の形態における資源グルー
プ占有タスク切り替え処理のフローチャートである。

【図９】本発明の第２の実施の形態におけるデータ処理
装置のレジスタの構成を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるタスク情
報保存領域及び資源値保存領域を示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態において、資源グ
ループ使用許可フラグを使用してタスク切り替えを行う
ときのタスク切り替え処理のフローチャートである。

【図１２】本発明の第２の実施の形態において、資源グ
ループ使用許可フラグを使用してタスク切り替えを行う
ときの資源グループ使用可能性検査のフローチャートで
ある。

【図１３】本発明の第２の実施の形態において、資源グ
ループ使用許可フラグを使用してタスク切り替えを行う
ときの資源グループ占有タスク切り替え処理のフローチ
ャートである。

【図１４】本発明の第２の実施の形態における資源グル
ープ保存処理のフローチャートである。

【図１５】本発明の第２の実施の形態における資源グル
ープ読み込み処理のフローチャートである。

【図１６】本発明の第２の実施の形態における資源グル
ープ保存領域確保処理のフローチャートである。

【図１７】本発明の第２の実施の形態において、資源グ
ループ使用許可フラグを使用しないでタスク切り替えを
行うときのタスク切り替え処理のフローチャートであ
る。

【図１８】本発明の第２の実施の形態において、資源グ
ループ使用許可フラグを使用しないでタスク切り替えを
行うときの資源グループ使用可能性検査のフローチャー
トである。

【図１９】本発明の第２の実施の形態において、資源グ
ループ使用許可フラグを使用しないでタスク切り替えを
行うときの資源グループ占有タスク切り替え処理のフロ
ーチャートである。

【図２０】複数のタスクを並行して実行するときの従来
の状態を示す図である。

【図２１】従来の中央処理装置のタスク切り替え高速化
機構を説明するための図であり、（ａ）はレジスタファ
イルを示す図、（ｂ）はレジスタウィンドウを示す図で
ある。

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タスク毎に確保した資源値保存領域に資
   源の状態を示す値である資源値を保存し、タスクを実行
   するときに当該タスクが使用する資源の資源値を資源値
   保存領域から読み出すことで、それぞれのタスクの独立
   性を保証して複数のタスクを並行して実行するマルチタ
   スクシステムにおけるタスク切り替え方法において、 資源を複数の資源グループに分割して管理し、 タスク切り替えにより実行中となったタスクが資源を使
   用する際、当該資源が属する資源グループを当該タスク
   が使用可能か否かを判定する資源グループ使用可能性検
   査を行い、 資源グループ使用可能性検査の結果、当該資源が属する
   資源グループが実行中のタスクで使用可能と判定された
   場合には、実行中のタスクに当該資源の使用を認めて、
   実行中のタスクの処理を継続し、 資源グループ使用可能性検査の結果、当該資源が属する
   資源グループが実行中のタスクで使用可能と判定されな
   かった場合には、当該資源が属する資源グループを実行
   中のタスクが使用可能な状態に変更する資源グループ占
   有タスク切り替え処理を行った上で、実行中のタスクに
   当該資源の使用を認めて、実行中のタスクの処理を継続
   することを特徴とするタスク切り替え方法。
2. 【請求項２】 タスク切り替えによって実行を開始する
   タスクが、上記資源グループ使用可能性検査を行うこと
   ができない資源を使用する可能性がある場合には、当該
   資源グループの資源値の保存及び／又は読み込みを、タ
   スク切り替えの際に必要に応じて予め行うことを特徴と
   する請求項１記載のタスク切り替え方法。
3. 【請求項３】 実行中のタスクが資源グループを使用可
   能であるか否かを示す資源グループ使用許可フラグを設
   けておき、 上記資源グループ使用可能性検査では、資源グループ使
   用許可フラグに基づいて、実行中のタスクが資源グルー
   プを使用可能か否かを判定することを特徴とする請求項
   １記載のタスク切り替え方法。
4. 【請求項４】 タスクが資源グループを占有しているか
   否かを資源グループ毎に示す資源グループ占有フラグを
   タスク毎に設けておき、 タスク切り替え時に、タスク切り替えによって停止する
   タスクに対応する資源グループ占有フラグのうち、資源
   グループ使用許可フラグに使用可能であることを示す値
   が設定されている資源グループに対応する資源グループ
   占有フラグに、当該資源グループを占有していることを
   示す値を設定し、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理では、実行中
   のタスクが使用しようとしている資源が属する資源グル
   ープをそれまで使用していたタスクに対応する資源グル
   ープ占有フラグのうち、当該資源グループに対応する資
   源グループ占有フラグに、当該資源グループを占有して
   いないこと示す値を設定する処理を行うことを特徴とす
   る請求項３記載のタスク切り替え方法。
5. 【請求項５】 上記資源グループ使用許可フラグは、共
   通の機能を提供する１以上の資源グループからなる機能
   ブロック単位で、実行中のタスクが資源グループを使用
   可能であるか否かを示すことを特徴とする請求項３記載
   のタスク切り替え方法。
6. 【請求項６】 上記資源グループ使用許可フラグは、資
   源グループ毎に、実行中のタスクが資源グループを使用
   可能であるか否かを示すことを特徴とする請求項３記載
   のタスク切り替え方法。
7. 【請求項７】 上記資源グループ占有タスク切り替え処
   理において、 実行中のタスクが使用しようとしている資源の資源値を
   保持する必要がある場合に、当該資源が属する資源グル
   ープの資源値を資源値保存領域に保存する処理と、 実行中のタスクに対応した資源値保存領域に、実行中の
   タスクが使用しようとしている資源の資源値として有効
   な値が保存されている場合に、実行中のタスクに対応し
   た資源値保存領域から資源値を読み込む処理とを行うこ
   とを特徴とする請求項１記載のタスク切り替え方法。
8. 【請求項８】 資源グループを占有しているタスクに対
   応した値が設定される資源グループ占有タスク変数を資
   源グループ毎に設けておき、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理では、実行中
   のタスクが使用しようとしている資源が属する資源グル
   ープに対応した資源グループ占有タスク変数に、実行中
   のタスクに対応した値を設定する処理も行うことを特徴
   とする請求項７記載のタスク切り替え方法。
9. 【請求項９】 実行中のタスクに対応した値が設定され
   る実行中タスク変数を設けておき、 上記資源グループ使用可能性検査では、実行中のタスク
   が使用しようとしている資源が属する資源グループに対
   応した資源グループ占有タスク変数の値と、実行中タス
   ク変数の値とを比較することにより、当該資源が属する
   資源グループを実行中のタスクが使用可能か否かを判定
   することを特徴とする請求項８記載のタスク切り替え方
   法。
10. 【請求項１０】 資源グループに属する資源に使用中の
    ものが存在するか否かを資源グループ毎に示す資源グル
    ープ保存値有効フラグをタスク毎に設けておき、 タスクが資源を使用することにより当該資源の資源値が
    有効な値となった場合には、当該タスクに対応した資源
    グループ保存値有効フラグのうち、当該資源が属する資
    源グループに対応した資源グループ保存値有効フラグ
    に、当該資源グループに使用中の資源が存在しているこ
    とを示す値を設定し、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理において、実
    行中のタスクが使用しようとしている資源の資源値を保
    持する必要があるか否かの判断を、当該資源を使用して
    いるタスクに対応した資源グループ保存値有効フラグに
    基づいて行うとともに、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理において、実
    行中のタスクに対応した資源値保存領域に、実行中のタ
    スクが使用しようとしている資源の資源値として有効な
    値が保存されているか否かの判断を、実行中のタスクに
    対応した資源グループ保存値有効フラグに基づいて行う
    ことを特徴とする請求項７記載のタスク切り替え方法。
11. 【請求項１１】 タスク切り替えによって実行を開始す
    るタスクが、上記資源グループ使用可能性検査を行うこ
    とができない資源を使用する可能性がある場合には、タ
    スク切り替え処理において、当該資源グループに対応し
    た資源グループ保存値有効フラグに、当該資源グループ
    に対応した資源値保存領域に有効な値が存在しているこ
    とを示す値を設定する処理を行うことを特徴とする請求
    項１０記載のタスク切り替え方法。
12. 【請求項１２】 タスクの実行を終了する際に、当該タ
    スクに対応した全ての資源グループ保存値有効フラグの
    値を、資源グループに使用中の資源が存在しないことを
    示す値に設定することを特徴とする請求項１０記載のタ
    スク切り替え方法。
13. 【請求項１３】 資源グループに属する資源をタスクが
    使用中であるか否かを示す資源グループ使用中フラグを
    資源グループ毎に設けておき、 タスクが資源を使用するときには、当該資源が属する資
    源グループに対応した資源グループ使用中フラグに、当
    該資源グループに属する資源をタスクが使用中であるこ
    とを示す値を設定し、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理において、実
    行中のタスクが使用しようとしている資源の資源値を保
    持する必要があるか否かの判断を、当該資源が属する資
    源グループに対応した資源グループ使用中フラグに基づ
    いて行うことを特徴とする請求項７記載のタスク切り替
    え方法。
14. 【請求項１４】 タスク切り替えによって実行を開始す
    るタスクが、上記資源グループ使用可能性検査を行うこ
    とができない資源を使用する可能性がある場合には、タ
    スク切り替え処理において、当該資源グループに対応し
    た資源グループ使用中フラグに、当該資源グループに使
    用中の資源が存在していることを示す値を設定する処理
    を行うことを特徴とする請求項１３記載のタスク切り替
    え方法。
15. 【請求項１５】 タスクが資源グループを占有している
    か否かを資源グループ毎に示す資源グループ占有フラグ
    をタスク毎に設けておき、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理では、 実行中のタスクが使用しようとしている資源が属する資
    源グループを占有しているタスクに対応する資源グルー
    プ占有フラグのうち、実行中のタスクが使用しようとし
    ている資源が属する資源グループに対応した資源グルー
    プ占有フラグに、当該資源グループを占有していないこ
    とを示す値を設定する処理と、 実行中のタスクに対応した資源グループ占有フラグのう
    ち、実行中のタスクが使用しようとしている資源が属す
    る資源グループに対応した資源グループ占有フラグに、
    当該資源グループを占有していることを示す値を設定す
    る処理も行うことを特徴とする請求項７記載のタスク切
    り替え方法。
16. 【請求項１６】 タスクが使用可能な資源を、キャッシ
    ュメモリを備えた中央処理装置を使用して取り扱う場合
    には、 資源を資源グループに分割する際に、各資源グループに
    対応した各資源値保存領域のサイズがキャッシュメモリ
    のキャッシュラインサイズの整数倍となるように分割す
    ることを特徴とする請求項１記載のタスク切り替え方
    法。
17. 【請求項１７】 タスクが使用可能な資源を、キャッシ
    ュメモリを備えた中央処理装置を使用して取り扱うとと
    もに、資源値保存領域をキャッシュメモリ上に確保する
    場合には、 資源値保存領域の先頭アドレスがキャッシュメモリのキ
    ャッシュラインの境界となるように資源値保存領域を確
    保することを特徴とする請求項１記載のタスク切り替え
    方法。
18. 【請求項１８】 タスク毎に確保した資源値保存領域に
    資源の状態を示す値である資源値を保存し、タスクを実
    行するときに当該タスクが使用する資源の資源値を資源
    値保存領域から読み出すことで、それぞれのタスクの独
    立性を保証して複数のタスクを並行して実行するマルチ
    タスクシステムにおけるタスク切り替え方法において、 上記資源値保存領域を確保する際に、保存する資源値の
    サイズに応じて、資源値保存領域のサイズを動的に変化
    させて確保することを特徴とするタスク切り替え方法。
19. 【請求項１９】 資源を複数の資源グループに分割して
    管理するとともに、上記資源値保存領域のサイズを資源
    グループを単位として動的に変化させること特徴とする
    請求項１８に記載のタスク切り替え方法。
20. 【請求項２０】 上記資源値保存領域を、対応するタス
    クが使用するスタックと同一のメモリブロックに、当該
    タスクがスタックにデータを格納していく方向とは逆の
    方向から確保していくこと特徴とする請求項１８に記載
    のタスク切り替え方法。
21. 【請求項２１】 上記資源値保存領域を動的に変化させ
    るときに、スタックとしてタスクが使用中の領域と資源
    値保存領域とが重複しないかを確認することを特徴とす
    る請求項２０記載のタスク切り替え方法。
22. 【請求項２２】 タスク毎に確保した資源値保存領域に
    資源の状態を示す値である資源値を保存し、タスクを実
    行するときに当該タスクが使用する資源の資源値を資源
    値保存領域から読み出すことで、それぞれのタスクの独
    立性を保証して複数のタスクを並行して実行するデータ
    処理装置において、 資源を複数の資源グループに分割して管理し、 タスク切り替えにより実行中となったタスクが資源を使
    用する際、当該資源が属する資源グループを当該タスク
    が使用可能か否かを判定する資源グループ使用可能性検
    査を行い、 資源グループ使用可能性検査の結果、当該資源が属する
    資源グループが実行中のタスクで使用可能と判定された
    場合には、実行中のタスクに当該資源の使用を認めて、
    実行中のタスクの処理を継続し、 資源グループ使用可能性検査の結果、当該資源が属する
    資源グループが実行中のタスクで使用可能と判定されな
    かった場合には、当該資源が属する資源グループを実行
    中のタスクが使用可能な状態に変更する資源グループ占
    有タスク切り替え処理を行った上で、実行中のタスクに
    当該資源の使用を認めて、実行中のタスクの処理を継続
    することを特徴とするデータ処理装置。
23. 【請求項２３】 実行中のタスクが資源グループを使用
    可能であるか否かを示す資源グループ使用許可フラグの
    値を保持する資源グループ使用許可フラグ保持手段を備
    え、 上記資源グループ使用可能性検査では、資源グループ使
    用許可フラグに基づいて、実行中のタスクが資源グルー
    プを使用可能か否かを判定することを特徴とする請求項
    ２２記載のデータ処理装置。
24. 【請求項２４】 上記資源グループ使用許可フラグは、
    共通の機能を提供する１以上の資源グループからなる機
    能ブロック単位で、実行中のタスクが資源グループを使
    用可能であるか否かを示すことを特徴とする請求項２３
    記載のデータ処理装置。
25. 【請求項２５】 上記資源グループ使用許可フラグは、
    資源グループ毎に、実行中のタスクが資源グループを使
    用可能であるか否かを示すことを特徴とする請求項２３
    記載のデータ処理装置。
26. 【請求項２６】 上記資源グループ占有タスク切り替え
    処理において、 実行中のタスクが使用しようとしている資源の資源値を
    保持する必要がある場合に、当該資源が属する資源グル
    ープの資源値を資源値保存領域に保存する処理と、 実行中のタスクに対応した資源値保存領域に、実行中の
    タスクが使用しようとしている資源の資源値として有効
    な値が保存されている場合に、実行中のタスクに対応し
    た資源値保存領域から資源値を読み込む処理とを行うこ
    とを特徴とする請求項２２記載のデータ処理装置。
27. 【請求項２７】 資源グループを占有しているタスクに
    対応した値が資源グループ毎に設定される資源グループ
    占有タスク変数の値を保持する資源グループ占有タスク
    変数保持手段を備え、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理では、実行中
    のタスクが使用しようとしている資源が属する資源グル
    ープに対応した資源グループ占有タスク変数に、実行中
    のタスクに対応した値を設定する処理も行うことを特徴
    とする請求項２６記載のデータ処理装置。
28. 【請求項２８】 実行中のタスクに対応した値が設定さ
    れる実行中タスク変数の値を保持する実行中タスク変数
    保持手段を備え、 上記資源グループ使用可能性検査では、実行中のタスク
    が使用しようとしている資源が属する資源グループに対
    応した資源グループ占有タスク変数の値と、実行中タス
    ク変数の値とを比較することにより、当該資源が属する
    資源グループを実行中のタスクが使用可能か否かを判定
    することを特徴とする請求項２７記載のデータ処理装
    置。
29. 【請求項２９】 資源グループに属する資源に使用中の
    ものが存在するか否かを資源グループ毎に示す資源グル
    ープ保存値有効フラグの値を保持する資源グループ保存
    値有効フラグ保持手段を備え、 タスクが資源を使用することにより当該資源の資源値が
    有効な値となった場合には、当該資源が属する資源グル
    ープに対応した資源グループ保存値有効フラグに、当該
    資源グループに使用中の資源が存在していることを示す
    値を設定し、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理において、実
    行中のタスクが使用しようとしている資源の資源値を保
    持する必要があるか否かの判断を、当該資源が属する資
    源グループに対応した資源グループ保存値有効フラグに
    基づいて行うことを特徴とする請求項２６記載のデータ
    処理装置。
30. 【請求項３０】 実行中のタスクが、特定の資源グルー
    プの資源値が破壊されることを前提とした処理を実行し
    た場合には、当該資源グループに対応した資源グループ
    保存値有効フラグに、当該資源グループに対応した資源
    値保存領域に有効な値が存在していないことを示す値を
    設定することを特徴とする請求項２９記載のデータ処理
    装置。
31. 【請求項３１】 資源グループに属する資源をタスクが
    使用中であるか否かを資源グループ毎に示す資源グルー
    プ使用中フラグを保持する資源グループ使用中フラグ保
    持手段を備え、 タスクが資源を使用するときには、当該資源が属する資
    源グループに対応した資源グループ使用中フラグに、当
    該資源グループに属する資源をタスクが使用中であるこ
    とを示す値を設定し、 上記資源グループ占有タスク切り替え処理において、実
    行中のタスクが使用しようとしている資源の資源値を保
    持する必要があるか否かの判断を、当該資源が属する資
    源グループに対応した資源グループ使用中フラグに基づ
    いて行うことを特徴とする請求項２６記載のデータ処理
    装置。
32. 【請求項３２】 実行中のタスクが、特定の資源グルー
    プの資源値が破壊されることを前提とした処理を実行し
    た場合には、 資源値が破壊されることが前提とされている資源グルー
    プのうち、実行中のタスクが使用可能な資源グループに
    ついて、当該資源グループに対応した資源グループ使用
    中フラグに、当該資源グループを使用中のタスクが存在
    していないことを示す値を設定することを特徴とする請
    求項３１記載のデータ処理装置。
33. 【請求項３３】 タスクが使用可能な資源を取り扱う中
    央処理装置と、上記中央処理装置に設けられたキャッシ
    ュメモリとを備えており、 上記資源グループは、各資源グループに対応した各資源
    値保存領域のサイズがキャッシュメモリのキャッシュラ
    インサイズの整数倍となるように資源が分割されてなる
    ことを特徴とする請求項２２記載のデータ処理装置。
34. 【請求項３４】 タスクが使用可能な資源を取り扱う中
    央処理装置と、上記中央処理装置に設けられたキャッシ
    ュメモリとを備えており、 上記資源値保存領域は、各資源値保存領域の先頭アドレ
    スがキャッシュメモリのキャッシュラインの境界となる
    ように確保されることを特徴とする請求項２２記載のデ
    ータ処理装置。
35. 【請求項３５】 上記資源値保存領域を確保する際に、
    保存する資源値のサイズに応じて、資源値保存領域のサ
    イズを動的に変化させて確保することを特徴とする請求
    項２２記載のデータ処理装置。
36. 【請求項３６】 上記資源値保存領域のサイズを、資源
    グループを単位として動的に変化させることを特徴とす
    る請求項３５記載のデータ処理装置。
37. 【請求項３７】 上記資源値保存領域を、対応するタス
    クが使用するスタックと同一のメモリブロックに、当該
    タスクがスタックにデータを格納していく方向とは逆の
    方向から確保していくことを特徴とする請求項３５記載
    のデータ処理装置。
38. 【請求項３８】 上記資源値保存領域を動的に変化させ
    るときに、スタックとしてタスクが使用中の領域と資源
    値保存領域とが重複しないかを確認する領域重複チェッ
    ク手段を備えていることを特徴とする請求項３７記載の
    データ処理装置。