JP2016009298A - Information processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一定周期の割り込み信号に基づいてタスクを実行する情報処理装置に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus that executes a task based on an interrupt signal having a constant period.
従来、一定周期の割り込み信号を契機としてタスクを実行したり、所定のイベントが発生したときに、そのイベントの発生タイミングを契機としてタスクを実行したりする情報処理装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an information processing apparatus that executes a task triggered by an interrupt signal having a fixed period or executes a task triggered by the occurrence timing of the event when a predetermined event occurs.
このような情報処理装置の例として、複数のタスクの実行が競合した場合に、テーブルに従って優先度の高いタスクを実行し、優先度の低いタスクの実行を禁止する手法が開示されている(例えば、特許文献1を参照)。これにより、複数のタスクの実行が競合した場合に生じる可能性のある、各タスクによる処理の不整合を排除することができる。 As an example of such an information processing apparatus, a method is disclosed in which, when execution of a plurality of tasks competes, a task having a high priority is executed according to a table and a task having a low priority is prohibited (for example, , See Patent Document 1). As a result, it is possible to eliminate inconsistencies in processing by each task that may occur when execution of a plurality of tasks competes.
また、タスク内の処理単位毎に電力制御チェックポイントを設け、電力制御チェックポイントまでの実行時間及び割り込み処理等により生じた遅延時間に基づいて、補正実行時間を計算し、次の電力制御チェックポイントにおける計画時間から補正実行時間を減算した値と、電力制御チェックポイントの時間間隔とに基づいて、情報処理装置の電力制御を行う手法が開示されている(例えば、特許文献2を参照)。これにより、割り込みが原因となって生じる電力の上昇を抑えることができる。 Also, a power control checkpoint is provided for each processing unit in the task, and the corrected execution time is calculated based on the execution time until the power control checkpoint and the delay time caused by interrupt processing, etc., and the next power control checkpoint Has disclosed a method of performing power control of an information processing device based on a value obtained by subtracting a correction execution time from a planned time and a time interval between power control check points (see, for example, Patent Document 2). As a result, an increase in power caused by interruption can be suppressed.
このように、割り込み信号を契機としてタスクを実行する情報処理装置では、割り込み処理に伴う様々な課題が存在し、その課題を解決するための開発が進められている。 As described above, there are various problems associated with interrupt processing in an information processing apparatus that executes a task in response to an interrupt signal, and development for solving the problem is underway.
図8は、100μs周期の分解能にてタスクを実行する場合を説明するタイミング図である。図8(1)〜(3)の横軸tは時間である。後述する図4、図7及び図9も同様である。図8(1)は、100μs毎の割り込み信号のタイミングを示し、図8(2)は、図8(1)を拡大した割り込み信号のタイミングを示し、図8(3)は、図8(2)と同じ時間スケールの横軸tにおけるタスク実行処理のタイミングを示す。 FIG. 8 is a timing chart for explaining a case where a task is executed with a resolution of 100 μs. The horizontal axis t in FIGS. 8 (1) to 8 (3) is time. The same applies to FIGS. 4, 7 and 9 described later. 8 (1) shows the timing of the interrupt signal every 100 μs, FIG. 8 (2) shows the timing of the interrupt signal enlarged from FIG. 8 (1), and FIG. 8 (3) shows the timing of FIG. ) Shows the task execution processing timing on the horizontal axis t on the same time scale.
一定周期の実行が必要なタスクは、図8(1)に示すように、タイマーによる割り込み等のハードウェア的な割り込み信号を契機として、またはCPU内部で発生するイベント(他のタスクからのイベント)によるソフトウェア的な割り込み信号を契機として起動する必要がある。 As shown in FIG. 8 (1), a task that needs to be executed at a constant cycle is triggered by a hardware interrupt signal such as an interrupt by a timer, or an event that occurs inside the CPU (an event from another task). It needs to be triggered by a software interrupt signal.
例えば、タスクの一定周期を最短周期である100μsとすると、タスクは、図8(1)に示す100μs毎の割り込み信号に応じて、図8(3)に示すように、最短周期100μsで起動する。また、タスクの一定周期を200μsとすると、タスクは、図8(1)に示す100μs毎の割り込み信号を2回カウントし、そのタイミングで起動する。 For example, if the fixed period of the task is 100 μs, which is the shortest period, the task is activated with the shortest period of 100 μs as shown in FIG. 8 (3) in response to an interrupt signal every 100 μs shown in FIG. . If the fixed period of the task is 200 μs, the task counts the interrupt signal every 100 μs shown in FIG. 8 (1) twice and starts at that timing.
ここで、図8(3)に示すように、タスクが最短の100μs毎の割り込み信号を契機として100μs毎に起動し、その実行時間が90μsである場合、タスクの実行負荷は90%となる。したがって、情報処理装置のCPUの負荷は、このタスクによって支配されることになる。 Here, as shown in FIG. 8 (3), when the task is activated every 100 μs triggered by the shortest interrupt signal every 100 μs, and the execution time is 90 μs, the task execution load is 90%. Therefore, the CPU load of the information processing apparatus is governed by this task.
このように、一定周期の割り込み信号を契機としてタスクが起動する場合、情報処理装置のCPUの負荷は、最短周期で起動するタスクの影響を受けてしまう。タスクが起動する最短周期の時間が短く、タスクの実行時間が長いほど、情報処理装置のCPUの負荷はそのタスクによって支配されることになり、情報処理装置全体の負荷を増大させてしまう。 As described above, when a task is activated in response to an interrupt signal having a certain period, the load on the CPU of the information processing apparatus is affected by the task activated in the shortest period. As the shortest cycle time for starting a task is shorter and the execution time of the task is longer, the load on the CPU of the information processing apparatus is governed by the task, which increases the load on the entire information processing apparatus.
図8に示したタイミングにてタスクを実行する従来の情報処理装置において、一定周期で起動するタスクの処理内容によっては、100μs毎に常に起動する必要がないタスクも存在する。例えば、100μs毎の高分解能の処理を1ms毎に行えばよく、それ以外の時間では高分解能の処理を行う必要のないタスクである。このようなタスクは、1msのうちの所定時間のみ100μs毎の高分解能の処理を行えばよい。具体的な例として、メモリからデータを読み出し所定の処理を行うタスクを想定すると、1msのうちの所定時間のみ、100μs毎にメモリからデータを読み出して所定の処理を行い、1msのうちの他の時間については、データを読み出す必要がなく所定の処理を行う必要もない場合である。 In the conventional information processing apparatus that executes a task at the timing shown in FIG. 8, there is a task that does not always need to be started every 100 μs depending on the processing contents of the task that is started at a constant cycle. For example, a high-resolution process every 100 μs may be performed every 1 ms, and the task does not need to perform a high-resolution process at other times. Such a task may be performed at a high resolution every 100 μs for a predetermined time of 1 ms. As a specific example, assuming a task of reading data from the memory and performing a predetermined process, the data is read from the memory every 100 μs for a predetermined time of 1 ms, and the predetermined process is performed. In terms of time, there is no need to read out data and to perform a predetermined process.
しかしながら、従来の情報処理装置では、タスクを100μs毎に常に起動させる必要がない場合であっても、タスクは100μs毎に常に起動してしまい、CPUの負荷を増大させてしまうという問題があった。前述の具体例では、1msのうちの所定時間以外の時間についても、100μs毎にデータを読み出して処理を行ってしまう。この時間は、本来的に処理が不要であるにもかかわらず、処理を行ってしまうから、CPUに無駄な動作を行わせ、負荷を増大させていることになる。 However, the conventional information processing apparatus has a problem that even if it is not necessary to always start the task every 100 μs, the task is always started every 100 μs, increasing the load on the CPU. . In the specific example described above, data is read and processed every 100 μs for a time other than the predetermined time of 1 ms. During this time, processing is performed even though processing is essentially unnecessary, so that the CPU performs unnecessary operations and increases the load.
図9は、1ms毎に100μs周期の分解能にてタスクを実行する場合を説明するタイミング図である。図9(1)は、100μs毎の割り込み信号のタイミングを示し、1ms毎に、点線の四角括弧が示すT1=400μsの時間領域が存在する(図9(1)の上矢印↑を参照)。このT1の時間領域は、タスクが100μs毎の高分解能の処理を行う必要のある領域を示しており、その他のT2=600μsの時間領域は、タスクが高分解能の処理を行う必要のない領域を示している。 FIG. 9 is a timing diagram illustrating a case where a task is executed at a resolution of 100 μs every 1 ms. FIG. 9 (1) shows the timing of the interrupt signal every 100 μs, and there is a time region of T1 = 400 μs indicated by a dotted square bracket every 1 ms (see the up arrow ↑ in FIG. 9 (1)). The time region of T1 indicates a region where the task needs to perform high-resolution processing every 100 μs, and the other time region of T2 = 600 μs indicates a region where the task does not need to perform high-resolution processing. Show.
図9(2)は、従来の情報処理装置によるタスク実行処理のタイミングを示し、図9(3)は、所望するタスク実行処理のタイミングを示す。図9(2)に示すように、従来の情報処理装置は、100μs毎の高分解能の処理を行う必要のないT2の時間領域であっても、図9(1)に示した割り込み信号を契機として100μs毎の高分解能の処理を行ってしまう。 FIG. 9 (2) shows the timing of task execution processing by a conventional information processing apparatus, and FIG. 9 (3) shows the timing of desired task execution processing. As shown in FIG. 9 (2), the conventional information processing apparatus is triggered by the interrupt signal shown in FIG. 9 (1) even in the time domain of T2 that does not require high-resolution processing every 100 μs. As a result, high-resolution processing is performed every 100 μs.
そこで、図9(3)に示すように、T2の時間領域では、100μs毎の高分解能の処理を行わないように、マスクすることが望ましい。これにより、T1の時間領域において、100μs毎の高分解能の処理が4回存在することになり、当該処理を優先させることができ、また、T2の時間領域において、優先度の低い他のタスクを割り当てることができる。 Therefore, as shown in FIG. 9 (3), it is desirable to mask so as not to perform high-resolution processing every 100 μs in the time domain of T2. As a result, there are four high-resolution processes every 100 μs in the time domain of T1, so that the process can be prioritized, and other tasks with lower priority in the time domain of T2 Can be assigned.
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、割り込み信号を契機としてタスクを実行する情報処理装置において、CPUの負荷を低減し、効率的なタスク実行処理を実現可能な情報処理装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize an efficient task execution process by reducing the load on the CPU in an information processing apparatus that executes a task triggered by an interrupt signal. Is to provide a simple information processing apparatus.
前記目的を達成するために、本発明による情報処理装置は、一定周期の割り込み信号に基づいて、タスクを実行する情報処理装置において、所定周波数の基準信号を入力し、前記基準信号と所定のフィードバック信号との間の差分に基づいて、第1のパラメータに応じた周波数の交流信号を発振し、前記交流信号から矩形波の信号を生成し、前記矩形波の信号から、第2のパラメータに応じたマスク幅の時間領域を有するマスク信号を生成するPLL(Phase Locked Loop)回路と、前記一定周期の割り込み信号を入力すると共に、前記PLL回路により生成されたマスク信号を入力し、前記一定周期の割り込み信号から、前記マスク信号におけるマスク幅の時間領域をマスクしたタスク起動信号を生成し、前記タスク起動信号に基づいて前記タスクを実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an information processing apparatus according to the present invention inputs a reference signal having a predetermined frequency in an information processing apparatus that executes a task based on an interrupt signal having a fixed period, and inputs the reference signal and a predetermined feedback An AC signal having a frequency corresponding to a first parameter is oscillated based on a difference from the signal, a rectangular wave signal is generated from the AC signal, and a rectangular wave signal is generated from the rectangular wave signal according to a second parameter. A PLL (Phase Locked Loop) circuit that generates a mask signal having a time region having a mask width and an interrupt signal having a fixed period are input, and a mask signal generated by the PLL circuit is input, From the interrupt signal, a task activation signal is generated by masking a time region of the mask width in the mask signal, and the task activation signal is generated based on the task activation signal. Characterized by comprising a control unit for executing.
また、本発明による情報処理装置は、前記PLL回路が、前記基準信号と前記フィードバック信号との間の差分を算出する差分器と、前記差分器により算出された差分にフィルタ処理を施すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタによりフィルタ処理された差分に応じた周波数にて、前記交流信号を発振する発振器と、前記発振器により発振した交流信号に前記第1のパラメータの逆数を乗算し、前記乗算後の信号を前記フィードバック信号として生成する乗算器と、前記発振器により発振した交流信号にフィルタ処理を施し、前記矩形波の信号を生成するフィルタと、前記フィルタにより生成された矩形波の信号に対し、前記第2のパラメータに応じた時間をマスク幅として設定し、前記マスク幅の時間領域を有する矩形波のマスク信号を生成するマスク幅設定器と、を備えたことを特徴とする。
An information processing apparatus according to the present invention includes: a differencer that calculates a difference between the reference signal and the feedback signal; and a low-pass filter that performs filtering on the difference calculated by the differencer. An oscillator that oscillates the AC signal at a frequency corresponding to the difference filtered by the low-pass filter, and an AC signal oscillated by the oscillator is multiplied by the inverse of the first parameter, and the signal after the multiplication For the AC signal oscillated by the oscillator, a filter for generating the rectangular wave signal, and the rectangular wave signal generated by the filter. A time corresponding to the
以上のように、本発明によれば、割り込み信号を契機としてタスクを実行する情報処理装置において、CPUの負荷を低減し、効率的なタスク実行処理を実現することが可能となる。 As described above, according to the present invention, in an information processing apparatus that executes a task in response to an interrupt signal, it is possible to reduce the load on the CPU and realize efficient task execution processing.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、例えば図9(3)に示したタスク実行処理を実現するために、PLL回路を設け、PLL回路により出力されたマスク信号を用いて、割り込み信号をマスクしてタスク起動信号を生成し、タスク起動信号に基づいてタスクを実行することを特徴とする。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present invention, for example, in order to realize the task execution process shown in FIG. 9 (3), a PLL circuit is provided, and a mask signal output from the PLL circuit is used to mask an interrupt signal and generate a task activation signal. The task is executed based on the task activation signal.
〔情報処理装置〕
まず、本発明の実施形態による情報処理装置について説明する。図1は、本発明の実施形態による情報処理装置のハードウェア構成を示す概略図である。この情報処理装置1は、CPU10と、各種プログラム、タスク、パラメータ、テーブル等を記憶するメモリ11と、一定周期の割り込み信号を生成してCPU10に出力するローカルタイマ12と、後述するマスク処理を行うためのマスク信号を生成してCPU10に出力するPLL回路13と、CPU10により、ユーザの操作に従ってパラメータ等を入力しメモリ11に格納したり、メモリ11に格納されたパラメータ等を読み出して外部へ出力したりするI/Oインターフェース14等を備えている。CPU10、メモリ11、ローカルタイマ12、PLL回路13、I/Oインターフェース14等は、バス15を介して相互に接続される。また、CPU10及びメモリ11により制御部2が構成される。
[Information processing equipment]
First, an information processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a hardware configuration of an information processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The
メモリ11は、RAM、ROM等であり、このメモリ11には、割り込みプログラム、当該割り込みプログラムにより実行される複数のタスク(タスク1,・・・,タスクn)、後述するパラメータP等が格納されている。これらのプログラム、パラメータP等は、図示しない通信インターフェースを介して、ネットワークに接続されたサーバ等からメモリ11へダウンロードされるようにしてもよく、また、CD−ROM等の記憶媒体からI/Oインターフェース14を介してメモリ11へ読み込まれるようにしてもよい。さらに、パラメータP等は、情報処理装置1を操作するユーザにより、I/Oインターフェース14を介してメモリ11に格納されるようにしてもよい。
The
割り込みプログラムは、ローカルタイマ12から割り込み信号IRQ(Interrupt ReQuest)を入力すると共に(図1の*1)、PLL回路13からマスク信号を入力し(図1の*2)、マスク信号を用いて割り込み信号にマスク処理を施し、タスク起動信号を生成し、タスク起動信号に基づいて所定のタスクを実行するプログラムである。 The interrupt program receives an interrupt signal IRQ (Interrupt ReQuest) from the local timer 12 (* 1 in FIG. 1) and a mask signal from the PLL circuit 13 (* 2 in FIG. 1), and interrupts using the mask signal. A program that performs mask processing on a signal, generates a task activation signal, and executes a predetermined task based on the task activation signal.
図2は、本発明の実施形態の概要を説明する図であり、タスクを実行するための概要を示している。制御部2は、CPU10がメモリ11に格納された割り込みプログラムを読み出して実行することにより、ソフトウェア割り込みハンドラ及びタスクディスパッチャとして機能する。ハードウェア割り込みハンドラは、PLL回路13から入力したマスク信号を割り込み信号IRQ2としてソフトウェア割り込みハンドラへ出力する機能を有する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the embodiment of the present invention, and shows an outline for executing a task. The
制御部2は、ローカルタイマ12から割り込み信号IRQ1を入力すると共に、PLL回路13からマスク信号を入力する。ここで、ローカルタイマ12は、タイマ機能により、一定周期の割り込み信号IRQ1を出力し、PLL回路13は、基準信号及びパラメータP,N,Sを入力して所定のマスクパターンを示すマスク信号を生成し、マスク信号を出力する。詳細については後述する。
The
尚、PLL回路13は、実際には、パラメータNの代わりにデータD0〜D7を入力し、データD0〜D7のうちのいずれか1つのデータをパラメータNの逆数(1/N)として設定する。後述する図5においても同様である。
The
PLL回路13からのマスク信号は、ハードウェア割り込みハンドラに入力され、割り込み信号IRQ2としてソフトウェア割り込みハンドラへ出力される。
The mask signal from the
ソフトウェア割り込みハンドラは、割り込み信号IRQ1,2を入力し、割り込み信号IRQ2(マスク信号)を用いて割り込み信号IRQ1にマスク処理を施し、タスク起動信号を生成する。このマスク処理は、割り込み信号IRQ1に対し、割り込み信号IRQ2(マスク信号)が示す所定の時間領域をマスクする(所定の時間領域における信号を除去する)処理である。タスク起動信号は、タスクディスパッチャへ出力される。 The software interrupt handler receives the interrupt signals IRQ1 and 2, performs a mask process on the interrupt signal IRQ1 using the interrupt signal IRQ2 (mask signal), and generates a task activation signal. This mask process is a process for masking a predetermined time region indicated by the interrupt signal IRQ2 (mask signal) with respect to the interrupt signal IRQ1 (removing a signal in the predetermined time region). The task activation signal is output to the task dispatcher.
タスクディスパッチャは、ソフトウェア割り込みハンドラにより生成されたタスク起動信号を、図示しない所定のテーブルに定義されたタスク1〜nまでのうちの所定のタスクに振り分け、タスク起動信号に基づいて、そのタスクを実行する。これにより、ローカルタイマ12からの割り込み信号IRQ1を基準にして、PLL回路13からのマスク信号によりマスクされたタスク起動信号が生成され、このタスク起動信号に基づいて、所定のタスクが実行され、例えば図9(3)に示したタスク実行処理が行われる。
The task dispatcher distributes the task activation signal generated by the software interrupt handler to a predetermined task among
〔PLL回路〕
次に、図1及び図2に示したPLL回路13について説明する。図3は、PLL回路13の構成を示すブロック図であり、図4は、PLL回路13を説明するタイミング図である。このPLL回路13は、差分器20、ローパスフィルタ(LPF)21、電圧制御発振器22、プリスケーラ23、プログラマブルデバイダ24、フィルタ25及びマスク幅設定器26を備えている。
[PLL circuit]
Next, the
差分器20は、所定の基準信号Frを入力すると共に、プログラマブルデバイダ24からフィードバック信号Fdを入力し、基準信号Frとフィードバック信号Fdとの間の差分(位相差)を算出し、当該差分をローパスフィルタ21に出力する。
The
ローパスフィルタ21は、差分器20から差分を入力し、フィルタ処理により、差分に対し不要な高周波成分を除去し、ローパスフィルタ処理後の差分を電圧制御発振器22に出力する。
The low-
電圧制御発振器22は、ローパスフィルタ21からローパスフィルタ処理後の差分を入力し、当該差分の電圧に応じた周波数の信号を発振する。電圧制御発振器22が発振する信号(電圧制御発振器22の出力信号)は、図4(1)に示すように、差分の電圧に応じた周波数を有する交流波形の信号である。
The voltage controlled oscillator 22 receives the difference after the low-pass filter processing from the low-
プリスケーラ23は、電圧制御発振器22により発振した交流波形の信号を入力すると共に、パラメータPを入力する。そして、プリスケーラ23は、入力した交流波形の信号にパラメータPの逆数(1/P)を乗算することで、入力した交流波形の信号を増幅または減衰してスケーリングし、スケーリング処理後の信号をプログラマブルデバイダ24に出力する。 The prescaler 23 receives the AC waveform signal oscillated by the voltage controlled oscillator 22 and the parameter P. The prescaler 23 multiplies the input AC waveform signal by the reciprocal (1 / P) of the parameter P, thereby amplifying or attenuating the input AC waveform signal and scaling the programmable signal. Output to the divider 24.
ここで、パラメータPは、電圧制御発振器22により発振する交流波形の信号の周波数を変更するための第1段階のパラメータである。パラメータPは、ユーザの操作により、図1に示したI/Oインターフェース14を介してメモリ11に格納されており、プリスケーラ23は、メモリ11からパラメータPを読み出す。
Here, the parameter P is a first-stage parameter for changing the frequency of the AC waveform signal oscillated by the voltage controlled oscillator 22. The parameter P is stored in the
プログラマブルデバイダ24は、プリスケーラ23からスケーリング処理後の信号を入力すると共に、パラメータNを設定するためのデータD0〜D7をそれぞれ入力する。そして、プログラマブルデバイダ24は、入力したデータD0〜D7のうちのいずれか1つのデータを選択し、選択したデータをパラメータNの逆数(1/N)に設定する。そして、プログラマブルデバイダ24は、入力したスケーリング処理後の信号に1/Nを乗算することで、入力したスケーリング処理後の信号をプログラマブルに増幅または減衰し、プログラマブル処理後の信号をフィードバック信号Fdとして差分器20に出力する。
The programmable divider 24 inputs the signal after scaling processing from the prescaler 23 and inputs data D0 to D7 for setting the parameter N, respectively. Then, the programmable divider 24 selects any one of the input data D0 to D7 and sets the selected data to the reciprocal (1 / N) of the parameter N. Then, the programmable divider 24 multiplies the input signal after the scaling process by 1 / N so as to amplify or attenuate the input signal after the scaling process, and uses the signal after the programmable process as a feedback signal Fd as a difference. To the
ここで、パラメータNは、電圧制御発振器22により発振する交流波形の信号の周波数を変更するための第2段階のパラメータである。電圧制御発振器22により発振する信号の周波数は、第1段階のパラメータPにより変更され、パラメータPにより変更された信号の周波数は、第2段階のパラメータNにより詳細に変更される。 Here, the parameter N is a second-stage parameter for changing the frequency of the AC waveform signal oscillated by the voltage controlled oscillator 22. The frequency of the signal oscillated by the voltage controlled oscillator 22 is changed by the first-stage parameter P, and the frequency of the signal changed by the parameter P is changed in detail by the second-stage parameter N.
データD0〜D7は、ユーザの操作により、図1に示したI/Oインターフェース14を介してメモリ11に格納されており、プリスケーラ23は、メモリ11からデータD0〜D7を読み出す。また、データD0〜D7のうちのいずれか1つを選択するための選択データも同様に、I/Oインターフェース14を介してメモリ11に格納されている。プリスケーラ23は、メモリ11から選択データを読み出し、選択データに従って、データD0〜D7のうちのいずれか1つのデータを選択する。
The data D0 to D7 are stored in the
プリスケーラ23及びプログラマブルデバイダ24により乗算器が構成され、乗算器は、電圧制御発振器22により発振した信号に、パラメータP,Nの逆数(1/(P×N))を乗算し、フィードバック信号Fdを生成する。 The prescaler 23 and the programmable divider 24 constitute a multiplier. The multiplier multiplies the signal oscillated by the voltage controlled oscillator 22 by the reciprocal of the parameters P and N (1 / (P × N)), and the feedback signal Fd. Generate.
フィルタ25は、電圧制御発振器22により発振した交流波形の信号を入力し、フィルタ処理により、入力した交流波形の信号を、同じ周波数(周期)を維持しながら矩形波の信号に変換し、矩形波の信号をマスク幅設定器26に出力する。例えば、フィルタ25は、交流波形の信号のゼロクロス点を検出し、交流波形の信号の極性に応じたレベルがゼロクロス点で変化するように、矩形波の信号を生成する。
The
フィルタ25により出力される矩形波の信号(フィルタ25の出力信号)は、図4(2)に示すような信号となり、この矩形波の信号における2つのレベル(上側(プラス成分)のレベル及び下側(マイナス成分)のレベル)の時間幅は、同じである。また、図4(1)(2)に示すように、電圧制御発振器22の出力信号である交流波形の信号の周期とフィルタ25の出力信号である矩形波の信号の周期は、同じである。
The rectangular wave signal output from the filter 25 (the output signal of the filter 25) is a signal as shown in FIG. 4B, and the two levels (upper (plus component) level and lower) of the rectangular wave signal are shown. The time width of the side (minus component level) is the same. 4 (1) and (2), the period of the AC waveform signal that is the output signal of the voltage controlled oscillator 22 and the period of the rectangular wave signal that is the output signal of the
マスク幅設定器26は、フィルタ25から矩形波の信号を入力すると共に、パラメータSを入力し、パラメータSに基づいて、矩形波の信号を構成する上側(プラス成分)のレベルの時間幅(非マスク幅)、または矩形波の信号を構成する下側(マイナス成分)のレベルの時間幅(マスク幅)を設定(変更)することで、新たな矩形波の信号を生成する。つまり、マスク幅は、パラメータSに応じて設定(変更)される。
The mask
例えば、マスク幅設定器26は、フィルタ25からの矩形波の信号の立ち上がりを検出し、上側(プラス成分)のレベルを保持し、パラメータSに応じた時間分(非マスク幅の時間分)経過したときに、下側(マイナス成分)のレベルに変化させる。または、マスク幅設定器26は、フィルタ25からの矩形波の信号の立ち下がりを検出し、下側(マイナス成分)のレベルを保持し、パラメータSに応じた時間分(マスク幅の時間分)経過したときに、上側(プラス成分)のレベルに変化させる。
For example, the mask
マスク幅設定器26は、新たな矩形波の信号をマスク信号として制御部2に出力する。このマスク信号は、制御部2において、周期を可変にした割り込み信号であるタスク起動信号を生成するためのマスクパターンとして用いられる。マスク幅設定器26によりマスク幅が設定されたマスク信号は、図4(3)に示すように、非マスク幅であるT1の時間分継続した上側(プラス成分)のレベルと、マスク幅であるT2の時間分継続した下側(マイナス成分)のレベルとが交互に繰り返される矩形波の信号となる。
The mask
ここで、パラメータSは、マスク信号の下側(マイナス成分)のレベルの時間幅(マスク幅)を設定するためのパラメータであり、また、マスク信号の上側(プラス成分)のレベルの時間幅(非マスク幅)を設定するためのパラメータでもある。パラメータSは、マスク幅または非マスク幅を設定するためのデータであればよく、例えば、図4(3)に示すT2そのものであってもよいし、T1そのものであってもよい。パラメータSは、ユーザの操作により、図1に示したI/Oインターフェース14を介してメモリ11に格納されており、マスク幅設定器26は、メモリ11からパラメータSを読み出す。
Here, the parameter S is a parameter for setting the time width (mask width) of the lower side (minus component) of the mask signal, and the time width (level of the upper side (plus component) of the mask signal ( It is also a parameter for setting (non-mask width). The parameter S may be data for setting the mask width or the non-mask width, and may be T2 itself shown in FIG. 4 (3) or T1 itself, for example. The parameter S is stored in the
このように、PLL回路13により、基準信号Frと、パラメータP,Nを反映したフィードバック信号Fdとの間の差分に応じて、電圧制御発振器22の出力信号を生成するためのフィードバック制御が行われ、ループ内に設けた電圧制御発振器22から、基準信号Fr及びパラメータP,Nにより定められる周波数の信号(Fr×N×Pの信号)が発振する。
Thus, the
つまり、パラメータP,Nにより、基準信号Frの周波数を基準としたマスク信号の周期を設定することができ、パラメータSにより、マスク信号のマスク幅を設定することができる。つまり、パラメータP,N,Sを用いて、マスク信号を生成することができる。 In other words, the period of the mask signal based on the frequency of the reference signal Fr can be set by the parameters P and N, and the mask width of the mask signal can be set by the parameter S. That is, the mask signal can be generated using the parameters P, N, and S.
〔制御部2〕
次に、図1及び図2に示した制御部2について説明する。図5は、ローカルタイマ12及びPLL回路13から割り込み信号IRQ1及びマスク信号をそれぞれ入力する制御部2の構成を示すブロック図である。図6は、制御部2の処理を示すフローチャートであり、図7は、制御部2の処理を説明するタイミング図である。
[Control unit 2]
Next, the
制御部2は、CPU10がメモリ11に格納された割り込みプログラムを読み出して実行することにより、割り込み信号処理部3及びタスク処理部4として機能する。制御部2は、割り込み信号処理部3及びタスク処理部4を備えている。
The
図5及び図6を参照して、割り込み信号処理部3は、ローカルタイマ12から割り込み信号IRQ1を入力すると共に(ステップS601)、PLL回路13からマスク信号を入力する(ステップS602)。
Referring to FIGS. 5 and 6, interrupt
例えば、割り込み信号処理部3は、図7(1)に示す割り込み信号IRQ1を入力し、図7(2)に示すマスク信号を入力する。図7(1)に示す割り込み信号IRQ1は、100μs周期の信号である。図7(2)に示すマスク信号は、T=1ms周期の信号であり、1msの信号を構成する上側(プラス成分)のレベルの時間幅(非マスク幅)はT1=400μsであり、1msの信号を構成する下側(マイナス成分)のレベルの時間幅(マスク幅)はT2=600μsである。
For example, the interrupt
図5及び図6に戻って、割り込み信号処理部3は、割り込み信号IRQ1及びマスク信号を論理積演算することで、マスク信号を用いて割り込み信号IRQ1にマスク処理を施し(ステップS603)、タスク起動信号を生成する(ステップS604)。割り込み信号処理部3は、タスク起動信号をタスク処理部4に出力する。
5 and 6, the interrupt
例えば、割り込み信号処理部3は、図7(1)に示す割り込み信号IRQ1及び図7(2)に示すマスク信号を論理積演算することで、図7(3)に示すタスク起動信号を生成する。図7(3)に示すタスク起動信号は、T=1ms毎に、4本の100μs周期の信号が存在するT1の時間領域と、信号が存在しないT2の時間領域により構成される。タスク起動信号は、T=1ms毎の割り込み信号IRQ1において、T2の時間領域がマスク処理により無信号に設定された信号であるといえる。つまり、タスク起動信号は、一定周期の割り込み信号IRQ1から、マスク信号におけるマスク幅の時間領域をマスクした信号である。
For example, the interrupt
図5及び図6に戻って、タスク処理部4は、割り込み信号処理部3からタスク起動信号を入力し、タスク起動信号に基づいて、所定のタスクを実行する(ステップS605)。
5 and 6, the
例えば、タスク処理部4は、図7(3)に示すタスク起動信号に基づいて、図7(4)に示すタスク実行処理のタイミングにて所定のタスクを実行する。つまり、所定のタスクは、図7(3)に示すタスク起動信号におけるT1の時間領域の100μs周期信号に対応して実行する。図7(4)のタイミングは、図9(3)のタイミングと同じである。
For example, the
以上のように、本発明の実施形態による情報処理装置1によれば、ローカルタイマ12は、一定周期の割り込み信号IRQ1を出力し、PLL回路13は、マスクパターンを設定する際に、基準信号Fr及びパラメータP,Nを用いて周期を設定し、パラメータSを用いてマスク幅を設定し、これらの周期及びマスク幅のマスク信号を生成して出力するようにした。そして、制御部2の割り込み信号処理部3は、割り込み信号IRQ1及びマスク信号を入力し、割り込み信号IRQ1及びマスク信号を論理積演算することで、マスク信号を用いて割り込み信号IRQ1にマスク処理を施し、タスク起動信号を生成し、タスク処理部4は、タスク起動信号に基づいて所定のタスクを実行するようにした。
As described above, according to the
これにより、周期を可変にしたタスク起動信号が生成され、タスク起動信号の可変周期にて、所定のタスクを実行させることができるから、必要なタイミングにて必要な分解能の処理を行うことができる。 As a result, a task activation signal having a variable cycle is generated, and a predetermined task can be executed in the variable cycle of the task activation signal. Therefore, processing with a necessary resolution can be performed at a necessary timing. .
図7に示した例では、図7(2)に示すマスクパターンのマスク信号により、図7(3)(4)のように、T1の時間領域における100μsの短周期と、全体の時間領域における1msの長周期との2種類の周期を実現することができる。PLL回路13に入力されるパラメータP,N,Sを変更することにより、マスクパターンのマスク信号を変更することができ、所定のタスクを所望の可変周期にて実行させることができる。
In the example shown in FIG. 7, by the mask signal of the mask pattern shown in FIG. 7 (2), as shown in FIGS. 7 (3) and 4 (4), a short period of 100 μs in the time domain of T1 and Two types of cycles, a long cycle of 1 ms, can be realized. By changing the parameters P, N, and S input to the
また、図7に示したように、T2の時間領域は、100μs毎の高分解能の処理が行われない空き時間となるから、T2の時間領域に対し、優先度の低い他のタスクを割り当てることができる。したがって、CPU10の負荷を低減し、効率的なタスク実行処理を実現することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 7, since the time region of T2 is a free time in which high-resolution processing is not performed every 100 μs, another task with a low priority is assigned to the time region of T2. Can do. Therefore, it is possible to reduce the load on the
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態にて説明した情報処理装置1は、パーソナルコンピュータ、携帯端末だけでなく、コントローラ、インバータ等の産業用の制御装置にも適用がある。要するに、本発明は、一定周期の割り込み信号に基づいてタスクを実行する装置に適用がある。
The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. The
1 情報処理装置
2 制御部
3 割り込み信号処理部
4 タスク処理部
10 CPU
11 メモリ
12 ローカルタイマ
13 PLL回路
14 I/Oインターフェース
15 バス
20 差分器
21 ローパスフィルタ
22 電圧制御発振器
23 プリスケーラ
24 プログラマブルデバイダ
25 フィルタ
26 マスク幅設定器
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (2)
所定周波数の基準信号を入力し、前記基準信号と所定のフィードバック信号との間の差分に基づいて、第1のパラメータに応じた周波数の交流信号を発振し、前記交流信号から矩形波の信号を生成し、前記矩形波の信号から、第2のパラメータに応じたマスク幅の時間領域を有するマスク信号を生成するPLL(Phase Locked Loop)回路と、
前記一定周期の割り込み信号を入力すると共に、前記PLL回路により生成されたマスク信号を入力し、前記一定周期の割り込み信号から、前記マスク信号におけるマスク幅の時間領域をマスクしたタスク起動信号を生成し、前記タスク起動信号に基づいて前記タスクを実行する制御部と、を備えたことを特徴とする情報処理装置。 In an information processing apparatus that executes a task based on an interrupt signal of a certain period,
A reference signal having a predetermined frequency is input, an AC signal having a frequency according to a first parameter is oscillated based on a difference between the reference signal and a predetermined feedback signal, and a rectangular wave signal is generated from the AC signal. A PLL (Phase Locked Loop) circuit that generates a mask signal having a time region with a mask width according to a second parameter from the rectangular wave signal;
The interrupt signal with the fixed period is input, and the mask signal generated by the PLL circuit is input, and a task activation signal is generated by masking the time domain of the mask width in the mask signal from the interrupt signal with the fixed period. And a control unit that executes the task based on the task activation signal.
前記PLL回路は、
前記基準信号と前記フィードバック信号との間の差分を算出する差分器と、
前記差分器により算出された差分にフィルタ処理を施すローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによりフィルタ処理された差分に応じた周波数にて、前記交流信号を発振する発振器と、
前記発振器により発振した交流信号に前記第1のパラメータの逆数を乗算し、前記乗算後の信号を前記フィードバック信号として生成する乗算器と、
前記発振器により発振した交流信号にフィルタ処理を施し、前記矩形波の信号を生成するフィルタと、
前記フィルタにより生成された矩形波の信号に対し、前記第2のパラメータに応じた時間をマスク幅として設定し、前記マスク幅の時間領域を有する矩形波のマスク信号を生成するマスク幅設定器と、を備えたことを特徴とする情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1,
The PLL circuit includes:
A differentiator for calculating a difference between the reference signal and the feedback signal;
A low-pass filter that filters the difference calculated by the differentiator;
An oscillator that oscillates the AC signal at a frequency according to the difference filtered by the low-pass filter;
A multiplier that multiplies the AC signal oscillated by the oscillator by the inverse of the first parameter and generates the multiplied signal as the feedback signal;
Filtering the alternating current signal oscillated by the oscillator to generate the rectangular wave signal;
A mask width setting unit configured to set a time corresponding to the second parameter as a mask width for the rectangular wave signal generated by the filter, and to generate a rectangular wave mask signal having a time region of the mask width; An information processing apparatus comprising:
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