JP2654105B2 - マイクロプロセッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 （第３図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の原理 （第１図） 本発明の一実施例 （第２図） 発明の効果 〔概要〕 マイクロプロセッサに関し、 デバッグ支援システムとの間のメモリ空間の切換えを
簡単な構成で行ない、デバッグハンドラのプログラムの
簡素化および処理の高速化を図ることのできるマイクロ
プロセッサを提供することを目的とし、 外部にデバッグ支援システムを接続することにより被
デバッグシステムとしてその動作がモニタ可能なマイク
ロプロセッサにおいて、前記マイクロプロセッサは、論
理空間と物理空間等の複数のアドレス空間とをアクセス
可能なものであるとともに、特定の事象を検出するとデ
バッグハンドラ処理への移行を要求するデバッグ事象検
出手段と、デバッグハンドラ処理に移行している間セッ
トされるフラグと、空間を特定してアクセスする命令を
検出する命令検出手段と、フラグがセットされている場
合で、かつ、空間を特定してアクセスする命令が未検出
の場合には、デバッグ支援システムをアクセスすること
を示す信号を出力する一方、空間を特定してアクセスす
る命令が検出された場合には、フラグの状態に関わら
ず、デバッグ支援システムをアクセスすることを示す信
号の出力を停止する信号出力手段と、を備えたことを特
徴とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、マイクロプロセッサに係り、詳しくは、ソ
フトウエアおよびハーバウエアのデバッグを行う際の切
換えを改良したマイクロプロセッサに関する。

近年、コンピュータは大規模LSIの発達等により実記
憶および仮想記憶容量が拡大し、プロセッサも高機能化
してきている。特に、メモリ空間の拡大によってソフト
ウェア開発者は大規模プログラムを容量の制約を気にせ
ずに作ることができる。この場合、プログラム、データ
容量の増大は動作確認（デバック）作業を増大させたソ
フトウェア開発者の負担になる。したがって、最近のマ
イクロプロセッサは効率的なデバッグが行えるよう、デ
バッグ支援機能についての考慮がなされている。

〔従来の技術〕

第３図はマイクロプロセッサに対するデバッグ環境の
一例であり、この図において、マイクロプロセッサによ
り構成される被デバッグシステム１とデバック支援シス
テム２は被デバッグプロセッサの３の入力信号を通して
接続されている。

通常、被デバッグプロセッサ３は被デバックシステム
１内のメモリ４やその他の周辺回路５をアクセスし、デ
バッグ支援メモリ２はモニタ回路６等で被デバッグプロ
セッサ３の動作をモニタすることができる。また、命令
のトレースやブレークポイントなど特定の事象を検出し
たときに被デバッグシステム１の内部状態を参照できる
ように被デバッグプロセッサ３は、デバッグ支援システ
ム２内のメモリ７等にアクセスし、メモリ７を通信用バ
ッファとしてデバッグ制御プロセッサ８と通信したりす
ることができる。この場合、被デバッグプロセッサ３は
被デバッグシステム１のメモリ４ではなく、デバッグ支
援システム２のメモリ７へアクセスするような切換えが
行わなければならない。

従来のマイクロプロセッサでは上記切換制御を行うた
め、空間指定のモ−ドレジスタのようなものを設け、通
常処理からデバッグハンド処理へ移行するときあるいは
デバッグハンドラ処理から通常処理に復帰するときのマ
イクロ処理や、プログラムの指定をモ−ドレジスタの内
容の書換えによって指示し、切換えを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のマイクロプロセッサ
にあっては、モ−ドレジスタの内容の書換えを行って被
デバッグシステムとデバッグ支援システムとのメモリア
クセスを切換える構成となっていたため、被デバッグシ
ステムとデバッグ支援システムの間で多数のデータを転
送するような場合、何度もモ−ドレジスタの内容の書換
えを行う必要が生じ、煩雑になるという問題点があっ
た。その結果、デバッグハンンドラのプログラムが煩雑
となったり、処理の高速化が妨げられるという不具合を
招く。

そこで本発明は、デバッグ支援システムとの間のメモ
リ空間の切換えを簡単な構成で行い、デバッグハンドラ
のプログラムの簡素化および処理の高速化を図ることの
できるマイクロプロセッサを提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるマイクロプロセッサは上記目的達成のた
め、外部にデバッグ支援システムを接続することにより
被デバッグシステムとしてその動作がモニタ可能なマイ
クロプロセッサにおいて、前記マイクロプロセッサは、
論理空間と物理空間等の複数のアドレス空間とをアクセ
ス可能なものであるとともに、特定の事象を検出すると
デバッグハンドラ処理への移行を要求するデバッグ事象
検出手段と、デバッグハンドラ処理に移行している間セ
ットされるフラグと、空間を特定してアクセスする命令
を検出する命令検出手段と、フラグがセットされている
場合で、かつ、空間を特定してアクセスする命令が未検
出の場合には、デバッグ支援システムをアクセスするこ
とを示す信号を出力する一方、空間を特定してアクセス
する命令が検出された場合には、フラグの状態に関わら
ず、デバックグ支援システムをアクセスすることを示す
信号の出力を停止する信号出力手段と、を備えたことを
特徴とする。

〔作用〕

本発明では、論理空間と物理空間等の複数のアドレス
空間とがアクセス可能であり、デバッグ事象検出手段に
より特定の事象が検出されると、通常の処理からデバッ
グハンドラ処理に移行し、このデバッグハンドラ処理中
においては、通常の論理空間アクセスはデバッグ支援シ
ステムへのアクセスに切換え可能であるが、物理空間等
空間を特定してアクセスする命令に限り被デバッグシス
テムをアクセスするものとなる。

したがって、デバッグ支援システムとの間のメモリ空
間の切換が簡単な構成で行われ、デバッグハンドラのプ
ログラムが簡素化し、処理が高速化する。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るマイクロプロセッサ原理を説明
する図である。第１図は被デバッグシステムとしてのマ
イクロプロセッサのうち、特に被デバッグプロセッサ10
を示すブロック図である。本発明では被デバッグロセッ
サ10に特徴があり、デバッグ支援システムおよび相互の
接続については第３図に示した従来例と同様であるか
ら、図示を省略している。

第１図において、被デバッグプロセッサ10は命令デコ
ーダ11、マイクロプログラム12、実行部13、モ−ド指定
フラグ14、インバータ15およびアンドゲート16を含んで
構成される。また、100はデバッグ支援システムをアク
セスすることを示す信号、101はアドレスを示す信号、1
02はデータを示す信号である。命令デコーダ11は外部よ
り取込んだ命令を解析し、マイクロプログラム12に格納
されている処理ルーチンを選択する。選択されたマイク
ロプログラムルーチンは実行部13を操作して命令処理を
実行する。また、モ−ド指定フラグ（発明の要旨に記載
のフラグに相当）14はトレースやブレークポイント等の
デバッグ事象の検出によりデバッグハンドラ処理に移る
ときセットされ、通常処理に復帰するとき（リターン命
令のとき）リセットされる。したがって、モ−ド指定フ
ラグ14がセットされている間、一般のメモリアクセスは
デバッグ支援システム内の資源をアクセスすることにな
る。

ここで、一般に複数のアドレス空間をサポートするプ
ロセッサでは命令によって特定の空間にアクセスするも
のが定義される。複数の空間とは論理空間，物理空間、
制御空間、I/O空間等である。論理空間は仮想記憶サポ
ートするプロセッサではアドレス変換を行う前の空間に
対応し、プロセッサが通常アクセスする空間であり、ア
ドレス変換後は物理空間に対応する。制御空間は制御レ
ジスタ等をアクセスするための空間である。

本発明では、物理空間をアクセスする命令等空間を特
定してアクセスする場合の命令、すなわち、オペランド
アクセス時にはマイクロプログラム12からの指示信号10
3をインバータ15により反転してアンドゲート16に印加
し、デバッグ支援システムをアクセスすることを示す信
号100を一時的に停止するようにしている。なお、デバ
ッグハンドラは大容量空間を必要としないので、仮想記
憶は不要であり、前記命令は仮想記憶モ−ドでもアドレ
ス変換を行わずに物理空間を直接アクセスする命令とな
る。

したがって、本発明によれば、デバッグハンドラは従
来の異なるモ−ドを書換えず、単に命令を選択するのみ
で被デバッグシステムあるいはデバッグ支援システムの
メモリアクセスを切換えることができる。その結果、デ
バッグハドラのプログラムの簡素化および処理の高速化
を図ることが可能になる。

なお、制御空間、I/O空間へのアクセス時にもデバッ
グ支援システムへのアクセスを示す信号100の出力が停
止されるが、これらの資源については被デバッグシステ
ムおよびデバッグ支援システムの両方にアクセスしたい
場合、空間内でのアドレス割り付けで区別してもよい。
これらの空間は用途を限ったものであるから、汎用的な
メモリ空間とは異なり、デバッグ用のアドレス領域をリ
ザーブしても通常のアドレス割付けはあまり制御されな
いからである。

次に、上記原理に基づく本発明に係るマイクロプロセ
ッサの一実施例を第２図を参照して説明する。第２図は
第１図に示した被デバッグプロセッサ10を具体的に実施
する場合の構成を示す図であり、この図において、第１
図と同一番号は同一又は相当部分を示す。マイクロプロ
グラム12は次マイクロアドレス（Next Address:NA）や
選択のための制御ビット、各部アクセス制御、実行部制
御等のフィールドを有している。なお、外部アクセス制
御は空間を指定するＳフィールド（Space フィールド）
やリード・ライト（R/W）フィールド、その他の制御の
ためのフィールドを有し、信号104を出力する。21はデ
バッグを制御するレジスタであり、デバッグ制御レジス
タ制御21はトレースやブレークポイント監視のモ−ド、
ブレークポイントのアドレス等を設定する。22はデバッ
グ事象検出回路（デバッグ事象検出手段）であり、デバ
ッグ事象検出回路22は例えばマイクロプログラム12によ
って指定されたアドレス（信号101が対応）とブレーク
ポイントアドレスが一致したとき等にデバッグハンドラ
への処理制御を要求し、該要求を示す信号105を例外割
込制御回路23およびモ−ド指定フラグ14へ出力する。例
外割込制御回路23は信号105に対応してデバッグハンド
ラへ移行するためのマイクロプログラムを起動し、モ−
ド指定フラグ14はデバッグハンドラ処理に移行する旨の
モ−ドをセットする。24はデコーダであり、デコーダ24
はマイクロプログラム12からの指定信号を解読してイン
バータ15に送るためのものである。アンドゲート16に
は、モード指定フラグ14と指示信号103（インバータゲ
ート15で反転されたデコーダ24の出力信号）とが入力さ
れており、このアンドゲート16は、指示信号103がＬレ
ベルのとき、すなわちデコーダ24によって、空間を特定
してアクセスする命令が検出されない場合にはモ−ド指
定フラグ14が状態に応じて信号100（デバッグ支援シス
テムをアクセスすることを示す信号）を出力する一方、
同命令が検出された場合にはモ−ド指定フラグ14の状態
に関わらず同信号100の出力を停止（信号100＝Ｌレベル
固定）するという機能を有している。したがって、アン
ドゲート16は発明の要旨に記載の信号出力手段に相当
し、また、デコーダ24及びインバータゲート15は発明の
要旨に記載の命令検出手段に相当する。以上の構成にお
いて、通常処理に対して例外処理となるデバッグハンド
ラへ移行するときはデバッグ制御レジスタ21によって設
定された所定のアドレスと同一のアドレスを指定する
と、これがデバッグ事象検出回路22により検出されてデ
バッグハンドラへの処理移行要求を示す信号105が例外
割込制御回路23およびモ−ド指定フラグ14に出力され、
マイクロプログラム12が例外処理を行うために起動する
とともに、モ−ド指定フラグ14がセットされる。上記例
外処理を行うマイクロプログラムでは新PSW（プログラ
ム状態語）新PC（プログラムカウンタ）のロードや旧PS
W、旧PCのセーブ等が行われる。デバッグハンドラのプ
ログラムはデバッグ支援システムに格納されているので
新PSW、新PCはデバッグ支援システム側から読込むよう
制御する。一方、旧PSW、旧PC等はデバッグ支援システ
ムに渡したい情報であるから、論理空間指定でデバッグ
支援システムのメモリに書き込まれる。

デバッグでは、例えばオペランドアドレスをブレーク
ポイントで検出し、デバッグハンドラ中でメモリに書き
込んだデータを参照するような場合がある。仮想記憶を
サポートするプロセッサであると、ブレークポイントア
ドレス等は論理アドレスで設定できた方が都合がよい
が、デバッグハンドラは普通アドレス変換機構を通さな
い（PSW中のアドレス変換有効ビットがリセットされる
ため）。そのような場合、論理アドレスを物理アドレス
に変換する命令（MOVPA命令）を使って物理アドレスを
得るとよい。MOVPA命令は物理空間（すなわち、被デバ
ッグシステム側）内のアドレス変換テーブルを参照して
アドレス変換を実行する。このように得られた物理アド
レスを使って物理空間から論理空間へ転送を行う命令
（STP命令）を行えば、被デバッグシステムからデバッ
グ支援システムにスムーズにデータを転送できる。ま
た、逆にLDP命令（STP命令とは逆の命令）によって論理
空間（デバッグ支援システム）から物理空間（被デバッ
グシステム）への転送が行われる。このようにしてデー
タのやり取りをしながらデバッグ支援システムにより被
デバッグシステムの動作確認が実行される。そして、デ
バッグが終了した場合、命令デコーダ11が通常処理に復
帰する命令を検出すると、その命令終了時にモ−ド指定
フラグ14がリセットされ、通常処理に戻る。

以上のことから、本実施例ではデバッグハンドラ中は
モ−ドを何ら操作することなく、被デバッグシステム、
デバッグ支援システムの両方をアクセスすることがで
き、しかもこれを簡単な構成で行うことができる。その
結果、デバッグハンドラのプログラムの簡素化を図るこ
とができるとともに、モ−ドレジスタの内容の書換えが
不要な分だけ処理の高速化を図ることができる。

〔効果〕

本発明によれば、デバッグ支援システムとの間のメモ
リ空間の切換えを簡単な構成で行って、被デバッグシス
テム、デバッグ支援システムの両方をアクセスすること
ができ、デバッグハンドラのプログラムの簡素化および
処理の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明に係るマイクロプロセッサの一実施例を
示すその被デバッグプロセッサの構成図、 第３図はデバッグ環境の一例を示す図である。 1:被デバッグシステム、 2:デバッグ支援システム、 14:モ−ド指定フラグ（フラグ）、 15:インバータゲート（命令検出手段）、 16:アンドゲート（信号出力手段）、 22:デバッグ事象検出回路（デバッグ事象検出手段）、 24:デコーダ（命令検出手段）、 100:信号（デバッグ支援システムをアクセスすることを
示す信号）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部にデバッグ支援システムを接続するこ
   とにより被デバッグシステムとしてその動作がモニタ可
   能なマイクロプロセッサにおいて、前記マイクロプロセ
   ッサは、論理空間と物理空間等の複数のアドレス空間と
   をアクセス可能なものであるとともに、特定の事象を検
   出するとデバッグハンドラ処理への移行を要求するデバ
   ッグ事象検出手段と、デバッグハンドラ処理に移行して
   いる間セットされるフラグと、空間を特定してアクセス
   する命令を検出する命令検出手段と、フラグがセットさ
   れている場合で、かつ、空間を特定してアクセスする命
   令が未検出の場合には、デバッグ支援システムをアクセ
   スすることを示す信号を出力する一方、空間を特定して
   アクセスする命令が検出された場合には、フラグの状態
   に関わらず、デバッグ支援システムをアクセスすること
   を示す信号の出力を停止する信号出力手段と、を備える
   ことを特徴とするマイクロプロセッサ。