JP2574349B2 - 時分割マルチタスク実行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はひとつの中央演算処理装置（以下CPUと呼
ぶ）を用いて、ふたつ以上のタスク（仕事）を時分割並
行処理する時分割マルチタスク実行装置に関するもので
ある。

従来の技術 マイクロプロセッサーを利用してタスクを実行する場
合、ひとつのCPUに対して、レジスタ群，スタックポイ
ンタ，ステータスレジスタ等からなる一組のレジスタフ
ァイルを準備し、CPUからの命令に応じてレジスタファ
イルに必要なデータを転送しながらタスクを実行する方
式のものが多い。ところが、この方式では常時ひとつの
タスクしか実行できないから、実行効率が悪くなる。そ
こで従来から、ひとつのCPUに対して設けられた一組の
レジスタファイルを時分割で使用し、複数のタスクを時
分割で実行する方法が考えられている。そのうち、最も
典型的なものは、CPUの一命令毎にタスクを切り替える
方式である。ところがこの方式は、ふたつ以上のタスク
を一命令毎に順次切り替えて実行するだけであるから、
複数のタスク間に実行時間の優先順位をもたせることが
できない。しかもタスクを切り替えるたびに、それまで
レジスタファイルに格納されていたデータを、一旦メモ
リー（スタック）領域に退避させ、次のタスクに必要な
データを別のメモリー空間等からレジスタファイルに呼
び込む操作が必要となる。このデータの切り替え時間中
はタスクを実行することができず、したがって時間的な
ロスが大きくなる。

一方、このような一命令毎のタスク切り替えだけでは
なく、ユーザープログラムによって、複数のタスクの時
間管理を行い、割込み処理等を用いてタスク切り替えを
行なう方式も知られている。この方式によれば、プログ
ラムの作成時に予め複数のタスクの実行時間に優先順位
を設けることも可能である。しかし、プログラムによっ
て優先順位を設定するにはプログラム内容に対する高度
な理解が必要であり、CPUを使用するユーザが、そのユ
ーザーの仕様に合ったプログラムを作成し、優先順位を
設定することは実際上極めて困難である。しかもこの場
合でもひとつのCPUに対して一組のレジスタファイルし
か存在しないから、タスクの切り替えのたびにデータの
退避と呼び込みを繰り返す必要があり、したがって時間
的なロスは依然として解消されない。

このような問題点を解決するために、ひとつのCPUに
対して複数のレジスタファイルを準備し、CPUの命令に
従ってマルチプレクサーを切り替え、複数のレジスタフ
ィルを順次切り替えながら複数のタスクを時分割で実行
する方式も考えられている。このようにすれば、ひとつ
のタスクに対してひとつのレジスタファイルが準備され
ているから、切り替え時にデータを退避させたり、呼び
込んだりする必要はなく、したがって時間的なロスは少
なくなる。しかしこの場合でも複数のタスクの切り替え
設定や各タスクの実行時間の優先順位はプログラムによ
って設定しなければならない。このためユーザーが、ユ
ーザーの仕様に合わせてプログラムを作成するには相当
大きな負担がかかることになる。

発明が解決しようとする問題点 このように、従来複数のタスクをひとつのCPUで実行
させる場合には、各タスクの切り替え設定や各タスクの
実行時間の優先順位をプログラムで設定しなければなら
ないため、ユーザーに大きな負担をかけるという問題が
あった。

本発明は、このような従来の問題を解決する時分割マ
ルチタスク実行装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の時分割マルチタス
ク実行装置は、複数のタスクをそれぞれ実行する複数の
タスク実行キューに対して共通の１組の制御レジスタ群
とキュー切り替え制御部を設け、これらの制御用レジス
タ群とキュー切り替え制御部の管理下で複数のタスク実
行キューにひとつのCPUを時分割で占有させ、複数のタ
スクを時分割並列処理するように構成したものである。

作用 このようにすれば、ユーザーがユーザーの仕様に合わ
せて制御用レジスタ群中のレジスタに必要な情報をセッ
トするだけでタスクの実行仕様を設定することができ
る。このためユーザーがプログラムに対する十分な知識
を持っていなくても、レジスタという、いわゆるハード
ウェアー上に１または０の情報をセットするだけで希望
する仕様を設定することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例の基本的な構成を示すもの
である。この実施例の時分割マルチタスク実行装置はひ
とつのマイクロプロセッサで実現され、ひとつのCPU
（図示せず）に対して８つのタスク実行キュー（以下単
にキューと呼ぶ）０〜７が設けられている。各キュー０
〜７はそれぞれレジスタ群、データレジスタ，アドレス
ポインタ等からなるレジスタファイル８を設けており、
各レジスタファイル８内にストアされたデータやアドレ
スを参照しながらタスクを実行する。これらのキュー０
〜７の実行順序や実行時間等を制御するために、すべて
のキュー０〜７に対して共通の制御用レジスタ群９とキ
ュー切り替え制御部10が設けられている。どのキューを
使用して複数のタスクを実行するかを制御用レジスタに
セットする。キュー切り替え制御部はこの制御用レジス
タを順に調べ、各キューに対応するビットが「１」のと
きに、該当するキューを選択し、タスクを実行する。タ
スクに着手すると、選択したタスクが終了するタイミン
グがくる前に、キュー切り替え制御部は制御用レジスタ
の次のビット「１」を調べる。このようにして、タスク
終了前に次のキューを選択するため、オーバーヘットが
ないシステムとなっている。すなわち複数のキュー０〜
７は、制御用レジスタ群９とキュー切り替え制御部10の
管理下でひとつのCPUを時分割で占有し、最大８つのタ
スクを時分割並行処理する。

制御用レジスタ群９は、キュー切り替えモードレジス
タ11と、キュー切り替えスケジュールリングレジスタ12
と、実行中キューレジスタ13と、実行済キューレジスタ
14と、実行キュー履歴レジスタ15と、キュー実行予定時
間指定レジスタ16とで構成されている。プログラムカウ
ンタ17は、各キュー０〜７のレジスタファイル８内にあ
るレジスタからのアドレスを受けて、現在実行中の命令
あるいは次命令以降の命令のアドレスを示す。ROM18に
は、いわゆるオブジェクトコードがストアされており、
プログラムカウンタ17からのアドレスにしたがって順次
命令を実行する。データRAM19は、命令の実行に伴って
発生する様々なデータを逐次読み書きをする。各ブロッ
ク間に示された矢印線および中央の線20は、データまた
はアドレスのバスラインである。

キュー切り替えモードレジスタ11はキュー切り替えモ
ード制御用のレジスタであり、第２図Ａに示すようにbp
（ビットポジション）０〜bp7の８つのビットポジショ
ンをもち、bp0,bp1,bp2,bp3にそれぞれ設定されるMO
（モード０）、M1（モード１）、Ｐ（プログラム）、Ｕ
（ユーザー）の４本のフラグから構成されている。M0フ
ラグ、M1フラグを０にするか１にするかによって、第２
図Ｂに示すようにキュー切り替えモードの設定をする。
すなわちこれらのフラグの設定により、 （０） 自動キュー切り替えモード解除 （１） 一命令を実行するごとに自動的にキューを切り
替えるモード（命令毎自動キュー切り替えモード） （２） プログラム中でキューを切り替える命令を実行
させるモード（プログラムキュー切り替えモード） （３） キューの実行予定時間を指定するキュー実行予
定時間指定レジスタ16で指定された時間CPUを占有し、
その時間が経過すればキューを切り替えるモード（タイ
ムスライス自動キュー切り替えモード） を設定することができる。Ｐフラグはプログラム中でキ
ューを切り替える命令を実行させるモード［上記プログ
ラムキュー切り替えモード（２）］において使用され、
Ｐを１にセットすれば自動的に次のキューに移る。キュ
ーが切替わった後、Ｐフラグは０にクリアされる。な
お、第２図Ａ以降の図面中のr/wはリード（読出し）と
ライト（書込み）の両方が可能なことを、またｒはリー
ド（読出し）のみが可能なことを示している。第２図Ａ
に示すようにキュー切り替えモードレジスタ11において
は、スーパーバイザモードではpb0〜bp7のすべてのビッ
トポイントにおいてリード／ライト可能（r/w）であ
り、ユーザーモードでは、bp2のＰフラグのみリード／
ライト可能（r/w）で、その他はリード（ｒ）しかでき
ない。したがって、Ｐフラグはプログラム中でキューを
切り替えることができるように、スーパーバイザモー
ド，ユーザーモードを問わずリード／ライト可能（r/
w）となっている。Ｕフラグは、１にセットすればキュ
ー切り替えスケジューリングレジスタ12がユーザーモー
ドからリード／ライト可能（r/w）になり、ユーザープ
ログラムでタスク実行キューの切り替えができる。ま
た、Ｕフラグを１にセットした時点で自動キュー切り替
えモードは解除される。

キュー切り替えスケジューリングレジスタ12は、実行
させるキューのビットを１にセットすることでキューを
実行可能にさせることができるレジスタである。第２図
Ｃにその構成を示す。オペレーティングシステムの管理
下のような通常のキュー切り替えはこのキュー切り替え
スケジューリングレジスタ12を書き替えることで行な
い、自動キュー切り替えモード［上記（１），（２），
（３）］のときのみ複数のビット指定が可能である。自
動キュー切り替えモードではこのキュー切り替えスケジ
ューリングレジスタ12を参照してキューを時間ロスなし
で切り替える。自動キュー切り替えモード以外のモード
［上記（０）］では、キュー切替え後、このレジスタの
値はクリアされる。また前述の通り、キュー切り替えモ
ードレジスタ11のＵフラグを１にセットすれば、キュー
切り替えスケジューリングレジスタ12がユーザーモード
からリード／ライト可能になり、ユーザープログラムで
タスク実行キューを切り替えることができる。（このこ
とを第２図Ｃではr/（ｗ）で示している）。

実行中キューレジスタ13は実行中のキューを示すレジ
スタで、その構成を第２図Ｄに示す。第２図Ｄに示すよ
うに実行中のキュー０〜７にそれぞれ対応してbp0〜bp2
に000から111までの値がセットされる。

実行済キューレジスタ14は、ひとつ前に実行させたキ
ューナンバを示すレジスタでその構成を第２図Ｅに示
す。この実行済みキューレジスタ14も、第２図Ｄに示し
た実行中キューレジスタ13と同様に、実行済みのキュー
０〜７にそれぞれ対応してbp0〜bp2に000から111までの
値がセットされる。

実行キュー履歴レジスタ15は、使用したキューの履歴
を示すレジスタで、その構成を第２図Ｆに示す。各ビッ
トポジションbp0〜bp7に対し各キュー０〜７が対応して
おり、使用したキューのビットポジションに１がセット
され、使用したキューの履歴が示される。

以上の実行中キューレジスタ13,実行済キューレジス
タ14,実行キュー履歴レジスタ15は主としてオペレーテ
ィングシステムがタスクやキューを管理するときに使わ
れる。したがって本発明の基本的な機能には直接関与し
ない。

タスク実行予定時間指定レジスタ16はタイムスライス
自動キュー切り替えモード［上記（３）］において使用
され、キューの実行時間を設定するレジスタである。そ
の構成を第２図Ｇに示す。４つの時間指定レジスタａ〜
ｄを備え、各レジスタａ〜ｄのbp0〜bp2およびbp4〜bp6
に０または１をセットすることによりキュー０〜７がCP
Uを占有する時間に重みを付け、それによって各キュー
０〜７で実行されるタスクの優先順位を設定することが
できる。例えば時間指定レジスタａのbp0〜bp2に000を
設定し、時間指定レジスタｄのbp4〜bp6に111を設定し
た場合には、キュー０が最低位の優先順位、キュー７が
最高位の優先順位となる。

次にキュー切り替えの基本的な動作とレジスタの設定
方法について述べる。自動キュー切り替えさせる場合の
基本的な動作としては （Ａ） キュー１〜７を自動キュー切り替えさせる場合
（キュー０にオペレーティングシステムを実装する場
合） （Ｂ） キュー０〜７を自動キュー切り替えさせる場合 の２通りがある。以下、（Ａ），（Ｂ）各々の場合の基
本的な動作と各レジスタの設定方法を説明する。

（Ａ）キュー１〜７を自動キュー切り替えさせる場合
（キュー０にオペレーティングシステムを実装する場
合）キュー１〜７は１から７の順番で自動的にキューが
切り替わり、システムコールや割込み発生時にはキュー
０に対しての起動がかかる。なお、システムコールと
は、タスクの実行に同期して例外処理を行なうことをさ
し、割込みとは、タスクの実行と非同期に発生する事象
の処理を行なうことをさす。

システムコールの場合、システムコールを発生したキ
ューは停止し、システムコールの実行をキュー０で行な
い、キュー０〜７が０から７の順番で自動キュー切り替
えをする。システムコールが発生したキューはシステム
コールから復帰するまでストップする。システムコール
から復帰した後は再びキュー１〜７が順番に自動キュー
切り替えをする。

第３図A,第３図B,第３図Ｃはキュー０でオペレーティ
ングシステムを実行し、キュー２・キュー３・キュー７
でユーザープログラムを実行し、なおかつ自動キュー切
り替えを実行している例である。横軸は時間を示してお
り縦軸はその時間CPUをどのキューが占有しているのか
を示す。第３図Ａ及び第３図Ｂはそれぞれキュー３とキ
ュー２でシステムコールが発生した場合の例であり、シ
ステムコールを発生したキューに替わってキュー０に対
して起動がかかる。

割込みの場合、割込み受理の処理が優先的に行なわ
れ、自動キュー切り替え動作は一時的にストップする
が、割込み復帰後は自動キュー切り替えモードを続けて
再開する。第３図Ｃは自動キュー切り替えモード実行時
に割込みが発生した例である。自動キュー切り替えする
キューは１から７まで任意に指定できる。

キュー１〜７を自動キュー切り替えさせる場合のキュ
ー切り替えモードレジスタ11とキュー切り替えスケジュ
ーリングレジスタ12の設定を第３図D,第３図Ｅに示す。

キュー切り替えモードレジスタ11内のM1フラグ,M0フ
ラグに第２図Ｂに示した01,10,11のいずれかをセットす
ることにより自動キュー切り替えモードを設定する。一
方、キュー切り替えスケジューリングレジスタ12には、
自動キュー切り替えをさせるタスク実行キューに対応す
るビットポジションに１をセットする。自動キュー切り
替えモードでは、切り替えを実行させるべき複数のキュ
ーを指定する必要上、複数のビット指定が可能となって
いる。

（Ｂ）キュー０〜７を自動キュー切り替えさせる場合 キュー０〜７は０から７の順番で自動キュー切り替え
をする。システムコール・割込み発生時はキュー０に対
し起動がかかり、キュー０のレジスタファイル８内にあ
るプログラムカウンタ（PC），プログラムステータスワ
ード（PSW）をスタック領域（メモリ領域）に退避し、
システムコールや割込み処理にはいる。システムコール
の場合、システムコールを発生したキューを除くキュー
０〜７が０から７の順番で自動キュー切り替えをする。
（システムコールを発生したキューはシステムコールか
ら復帰するまでストップする）。システムコール復帰後
は再びキュー０〜７が順番に自動キュー切り替えをす
る。第４図Ａはキュー２にシステムコールが発生した場
合の例である。

割込みの場合、自動キュー切り替えモードは一時的に
ストップし、割込み受理の処理が優先的に行なわれる。
割込み復帰後は自動キュー切り替え動作を再開する。

自動キュー切り替えするキューは０から７まで指定で
きる。キュー０〜７を自動キュー切り替えさせる場合の
レジスタの設定を第４図B,第４図Ｃに示す。キュー切り
替えレジスタ11のフラグの設定とキュー切り替えスケジ
ューリングレジスタ12の値の設定方法は第３図D,同Ｅと
同様である。

ここで、自動キュー切り替え実行モードとしては、前
述の通り （１） 一命令を実行するごとに自動的にキューを切り
替えるモード（命令毎自動キュー切り替えモード） （２） プログラム中でキューを切り替える命令を実行
させるモード（プログラムキュー切り替えモード） （３） キューの実行予定時間を指定するキュー実行予
定時間指定レジスタ16で指定された時間CPUを占有し、
その時間が経過すればキューを切り替えるモード（タイ
ムスライス自動キュー切り替えモード） の３つのモードがあるが、以下自動キュー切り替え実行
モードの基本的な動作とレジスタの設定方法について説
明する。

例えば、キュー2,3,5を、上記モード（１）の命令毎
自動キュー切り替えモードで実行する場合には、第５図
A,BおよびＣのように設定する。つまりキュー切り替え
モードレジスタのM0フラグを1,M1フラグを０にセットし
て、このモード（１）の命令毎自動キュー切り替えモー
ドに設定し、キュー切り替えスケジューリングレジスタ
12のキュー2,3,5の位置に１をセットして実行キューを
キュー2,3,5に設定する。この設定により１命令を実行
する毎にキューを切り替える。

次に、上記モード（２）のプログラムキュー切り替え
モードは第６図A,BおよびＣに示すようにキュー切り替
えモードレジスタのM0フラグを0,M1フラグを１にセット
して、このプログラム自動キュー切り替えモードに設定
し、キュー切り替えスケジューリングレジスタ12で実行
キューをキュー2,3,5に設定する。この設定によりユー
ザーがプログラム中にキューを切り替える操作（Ｐフラ
グのセット）を入れればキューが切り替わる。

さらに、上記モード（３）のタイムスライス自動キュ
ー切り替えモードは第７図A,B,CおよびＤに示すように
キュー切り替えモードレジスタ11のM0のフラグ,M1フラ
グを共に１にセットしてタイムスライス自動キュー切り
替えモード（３）に設定し、キュー切り替えスケジュー
リングレジスタ12で実行キューをキュー2,3,5に設定す
る。この設定によりタイムスライスにキューを切り替え
られる。この例の場合、キュー実行時間をキュー実行予
定時間指定レジスタ16（第２図Ｇ参照）で キュー実行予定時間指定レジスタｂ（キュー3,2用）＝7
1H キュー実行予定時間指定レジスタｃ（キュー5,4用）＝5
0H （但しＨは16進数表現を意味する） のように設定しているため キュー２の実行予定時間は1H キュー３の実行予定時間は7H キュー４の実行予定時間は0H キュー５の実行予定時間は5H となりキュー2,3,5の実行優先度は （キュー３のタスク）＞（キュー５のタスク） ＞（キュー２のタスク） となる。このように、タスクがCPUを占有する時間に重
み付けをすることでタスクの優先度を設定することが可
能である。

以上述べた自動キュー切り替え動作のレジスタセット
手順をまとめると以下のようになる。

１） 実行中キューを“キュー0"に移す。

２） キュー切り替えモードレジスタ11内のM1,M0フラ
グで自動キュー切り替えモードの設定をする。

３） キュー切り替えスケジューリングレジスタ12をセ
ットすると自動キュー切り替えを開始する。１フラグが
１キューに対応している。

４） プログラム自動キュー切り替えモードのときはキ
ュー切り替えモードレジスタ11内のＰフラグを１にセッ
トする。Ｐフラグは次のキューに実行が移った後、０に
クリアされる。

次に、キューの切り替えの具体的なレジスタの設定例
および動作例について述べる。第８図A,BおよびＣは命
令毎自動キュー切り替えモード（１）で、キュー０は自
動キューの切り替えをさせない場合（キュー０でオペレ
ーティングシステムを稼働させる場合）である。レジス
タ操作は下記の通りである。

ａ） 実行キューを“キュー0"に移す。

ｂ） キュー切り替えモードレジスタ11内の各フラグを
第８図Ａのように設定する。

ｃ） キュー切り替えスケジューリングレジスタ12の値
を第８図Ｂのようにセットし、自動キュー切り替えさせ
るキューの指定をする。

実際の動作は第８図Ｃになる。

第９図A,BおよびＣは命令毎自動キュー切り替えモー
ド（１）でキュー０も自動キュー切り替えさせる場合で
ある。レジスタ操作は下記の通りである。

ａ） 実行キューを“キュー0"に移る。

ｂ） キュー切り替えモードレジスタ11内の各フラグを
第９図Ａのように設定する。

ｃ） キュー切り替えスケジューリングレジスタ12の値
を第９図Ｂのようにセットし、自動キュー切り替えさせ
るキューの指定をする。

実際の動作は第９図Ｃになる。

第10図A,B.CおよびＤはプログラムキュー切り替えモ
ード（２）の場合である。レジスタ操作は下記の通りで
ある。

ａ） 実行キューを“キュー0"に移る。

ｂ） キュー切り替えモードレジスタ11内の各フラグを
第10図Ａのように設定する。

ｃ） キュー切り替えスケジューリングレジスタ12の値
を第10図Ｂのようにセットし、切り替えさせるキューの
指定をする。

ｄ） キュー切り替えを行なうときキュー切り替えモー
ドレジスタ11内のＰフラグを第10図Ｃのように設定す
る。

実際の動作は第10図Ｄになる。

第11図A,第11図Ｂはオペレーティングシステム（キュ
ー０）管理によるキュー切り替えをさせる場合である。
レジスタ操作は下記の通りである。

ａ） 実行キューを“キュー0"に移す。

ｂ） キュー切り替えモードレジスタ11内の各フラグを
第11図Ａのように設定する。

ｃ） オペレーティングシステムがキュー切り替えスケ
ジューリングレジスタ12の値をセットし、キューの切り
替えをする。

ｄ） キュー０への復帰方法は ・タイマによるスケジューリング ・タスクWAIT等のシステムコール などがある。

実際の動作は第11図Ｂになる。なお、この場合、キュ
ー０〜７にいずれを実行するかはオペレーティングシス
テムによって決まるから、第11図Ｂでは実行キューをキ
ューa,b,cとして示している。

第12図A,第12図Ｂはキュー切り替えスケジューリング
レジスタ12の値の書き替え（オペレーティングシステム
を介さないプログラムキュー切り替え）によるキュー切
り替えをさせる場合である。レジスタ操作は下記の通り
である。

ａ） 実行キューを“キュー0"に移す。

ｂ） キュー切り替えモードレジスタ11内の各フラグを
第12図Ａのように設定する。

実際の動作は第12図Ｂになる。

次に自動キュー切り替え動作（１），（２），（３）
時の割込み処理について説明する。第13図は割込み処理
の基本動作について示したものである。割込みは最優先
でキュー０で受理される。割込み発生により、自動キュ
ー切り替えモードは一時的にストップし割込み受理の処
理が優先的に行なわれる。第13図の例では １） キュー２・３・７の自動キュー切り替えでキュー
３を実行中に割込みが発生。

２） キュー０のシーケンスａでは自動キューの切り替
えモードは一時的にストップし割込みの処理が優先的に
行われる。割込み処理が終わり割込み復帰命令を実行す
ると再び自動キュー切り替えが再開される。

（キュー２・３・７を自動キュー切り替えする。） 第14図A,Bの動作は以下の通りである。

１） キュー２・３・７の自動キュー切り替え設定で、
キュー３を実行中に割込みが発生。

２） キュー０のシーケンスｂでは自動キューの切り替
えモードは一時的にストップし割込みの処理が優先的に
行なわれる。割込み処理で生成したタスクをキュー６で
実行させ、かつキュー２・３・７でも引き続きタスクを
実行させるため、シーケンスｂのｃ部分で再び自動キュ
ーの切り替えの設定する。（その後はキュー２・３・６
・７を自動キューの切り替えする。） 第15図の動作は以下の通りである。但し、割込み優先
度は（割込みｘ）＜（割込みｙ）とする。

１） キュー２・３・７の自動キュー切り替えでキュー
３を実行中に割込みが発生。

２） キュー０のシーケンスｄで自動キュー切り替えモ
ードは一時的にストップし、割込みｘの処理が優先的に
行なわれる。

３） キュー０のシーケンスｄを実行中に割込みｙが発
生し、割込みｙの方が割込みｘより優先度が高いため割
込みｙの処理がシーケンスｅで行なわれる。

４） 割込みｙの処理終了後（シーケンスｅの割込み復
帰命令後）、割込みｘの処理が引き続きキュー０で行な
われ、シーケンスｆの割込み復帰命令でキュー２・３・
７の自動キュー切り替えが再開される。

第16図はシステムコール処理時に割込みが発生した場
合である。

１） キュー２・３・７が自動キュー切り替え中にキュ
ー３でシステムコールが発生し、キュー０で受理されキ
ュー０・２・７が自動キュー切り替えをする。

２） キュー０・２・７の自動キュー切り替えで、キュ
ー２を実行中に割り込みが発生。

３） キュー０のシーケンスｇでは自動キュー切り替え
モードは一時的にストップし割込みの処理が優先的に行
なわれる。シーケンスｇが終了し割込み処理から割込み
復帰命令で復帰するとシーケンスｈからキュー０・２・
７の自動キュー切り替えが再開され、キュー０ではキュ
ー３からのシステムコール処理が引き続き実行される。

第17図はストリング処理命令実行中に割込みが発生し
た場合である。なお、ストリング処理命令とは文字列等
の一次元的並び、つまり任意の長さだけ連続して並べた
データタイプに対しての連続処理命令のことを意味す
る。

１） キュー２・３・６の自動キュー切り替えで、キュ
ー２のシーケンスｉのストリング処理命令実行中に割込
みが発生。ストリング処理命令実行中に割込みが発生し
たときはオペコード，オペランド等の必要なデータを退
避し自動キュー切り替え動作を一時的にストップしキュ
ー０で割込みを受理する。

２） キュー０での割込み処理ののち割込み復帰命令を
実行し、自動キュー切り替えモードを再開。キュー２で
のストリング処理命令処理の続きをシーケンスｊで実行
する。

発明の効果 本発明によれは、ユーザーがユーザーの仕様に合わせ
て制御用レジスタ群中のレジスタに必要な情報をセット
するだけでタスクの実行仕様を設定することができる。
従ってユーザーがプログラムに対する十分な知識を持っ
ていなくても、レジスタという、いわゆるハードウェア
上に１または０の情報をセットするだけで希望する仕様
を設定することができ、マルチタスク実行仕様を設定す
るにあたってのユーザーの負担を大きく軽減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の時分割マルチタスク実行装
置のブロック図、第２図Ａはキュー切り替えモードレジ
スタ11の構成を示した図、第２図Ｂはキュー切り替えモ
ードレジスタ11のM1,M0フラグの設定方法を示した図、
第２図Ｃはキュー切り替えスケジューリングレジスタ12
の構成を示した図、第２図Ｄは実行中キューレジスタ13
の構成を示した図、第２図Ｅは実行済キューレジスタ14
の構成を示した図、第２図Ｆは実行キュー履歴レジスタ
15の構成を示した図、第２図Ｇはタスク実行予定時間指
定レジスタ16の構成を示した図、第３図Ａ及び第３図Ｂ
はキュー１〜７を自動キュー切り替えモード時に、それ
ぞれキュー３とキュー２でシステムコールが発生した例
を示した図、第３図Ｃは自動キュー切り替えモード時に
割込みが発生した例を示した図、第３図D,Eはキュー１
〜７を自動キュー切り替えさせる場合のレジスタの設定
方法を示した各図、第４図Ａはキュー０〜７を自動キュ
ー切り替え時に、キュー２にシステムコールが発生した
場合の例を示した図、第４図B,Cはキュー０〜７を自動
キュー切り替えさせる場合のレジスタの設定方法を示し
た各図、第５図A,BおよびＣは、命令毎自動キュー切り
替えモード時の各レジスタの設定例および動作例を示し
た各図、第６図A,BおよびＣはプログラムキュー切り替
えモード時の各レジスタの設定例および動作例を示した
各図、第７図A,B,CおよびＤはタイムスライス自動キュ
ー切り替えモード時の各レジスタの設定例および動作例
を示した各図、第８図A,BおよびＣは命令毎自動キュー
切り替えモードでキュー０は自動キューの切り替えをさ
せない場合（キュー０でオペレーティングシステムを稼
働させる場合）の各レジスタの設定例および動作例を示
した各図、第９図A,BおよびＣは命令毎自動キュー切り
替えモードでキュー０も自動キュー切り替えさせる場合
の各レジスタの設定例および動作例を示した各図、第10
図A,B,CおよびＤはプログラムキュー切り替えさせる場
合の各レジスタの設定例および動作例を示した各図、第
11図A,およびＢはオペレーティングシステム（キュー
０）管理によるキュー切り替えをさせる場合のレジスタ
の設定例および動作例を示した各図、第12図A,Bはキュ
ー切り替えスケジューリングレジスタの値の書き替え
（オペレーティングシステムを介さないプログラムキュ
ー切り替え）によるキュー切り替えをさせる場合のレジ
スタの設定例および動作例を示した各図、第13図は、キ
ュー切り替え時の割込み処理の動作について示した図、
第14図ＡおよびＢはキュー切り替え時のレジスタの設定
例および動作例を示した各図、第15図、第16図は、それ
ぞれ、システムコール処理時に割込みが発生した場合の
各動作について示した図、第17図はストリング処理命令
実行中に割込みが発生した場合の動作について示した図
である。 ０〜７……タスク実行キュー、８……レジスタファイ
ル、９……制御用レジスタ群、10……キュー切り替え制
御部、11……キュー切り替えモードレジスタ、12……キ
ュー切り替えスケジューリングレジスタ、13……実行中
キューレジスタ、14……実行済キューレジスタ、15……
実行キュー履歴レジスタ、16……キュー実行予定時間指
定レジスタ、17……プログラムカウンタ、18……ROM、1
9……データRAM、20……バスライン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のタスク実行キューにそれぞれ対応す
   るレジスタファイルと、 （０）自動キュー切り替えを解除するモード、 （１）一命令を実行するごとに自動的にキューを切り替
   えるモード、 （２）プログラム中でキューを切り替える命令を実行さ
   せるモード、 （３）キューの実行予定時間を指定するキュー実行予定
   時間指定レジスタで指定された時間、CPUを占有し、そ
   の時間が経過すればキューを切り替えるモード の４つのタスク実行モードから１つを選択し、実行順位
   を指定するための情報がセットされる制御用レジスタ群
   と、 前記制御用レジスタ群にセットされた情報に基づいて、
   キュー切り替えを制御するキュー切り替え制御部と、 命令のアドレスを示すプログラムカウンタと、 オブジェクトコードがストアされたROMと、 実行に伴って発生するデータを一時的に記憶するRAMと
   を備え、 前記レジスタファイルにストアされたデータ、アドレス
   を参照して、１つのCPUを時分割並列処理する時分割マ
   ルチタスク実行装置。