JP2731618B2 - エミュレータ - Google Patents

エミュレータ

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JP2731618B2
JP2731618B2 JP2048473A JP4847390A JP2731618B2 JP 2731618 B2 JP2731618 B2 JP 2731618B2 JP 2048473 A JP2048473 A JP 2048473A JP 4847390 A JP4847390 A JP 4847390A JP 2731618 B2 JP2731618 B2 JP 2731618B2
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JP
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microprogram
instruction
dedicated instruction
dedicated
chip
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貞宏 安田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シングルチップ・マイクロコンピュータで
実行されるプログラムを開発する際にその機能をエミュ
レートするエミュレータに関し、特に1チップ化された
評価用チップ(evaluation chip;以下、エバチップと称
す)からなるエミュレータに関する。
[従来の技術] エバチップは、シングルチップ・マイクロコンピュー
タに内蔵される中央処理装置(以下、CPUと称す)をエ
ミュレートする機能、シングルチップ・マイクロコンピ
ュータに内蔵される周辺制御装置(以下、I/Oと称す)
をエミュレートする機能、CPUの実行ステータスの出力
機能及びCPUの実行を一時中断させるブレーク機能等を
有している。
ところで、シングルチップ・マイクロコンピュータで
は、CPUをコアにし、I/Oを応用分野別に構成することに
より、品種展開を行っている。このため、最近、この種
のエバチップは、CPUをエミュレートするCPUエバチップ
と、I/OをエミュレートするI/Oエバチップの2チップに
て構成するようにしている。
第8図は、従来のCPUエバチップの構成を示すブロッ
ク図である。
マイクロROM1には、CPU機能をエミュレートするた
め、命令の実行を制御するマイクロプログラムが格納さ
れている。入力端子2を介して外部から取り込まれた命
令コードは、入力バッファ3を介してインストラクショ
ンレジスタ4に格納される。インストラクションレジス
タ4に格納された命令コードは、マイクロシーケンスユ
ニット5に供給される。このマイクロシーケンスユニッ
ト5は、与えられた命令コードに従って、マイクロROM1
のマイクロプログラムを起動させるエントリアドレスを
発生させる。マイクロシーケンスユニット5からのアド
レスは、アドレスデコーダ6に与えられている。アドレ
スデコーダ6は、マイクロシーケンスユニット5からの
アドレスをデコードして、マイクロROM1に格納されてい
るマイクロコードを選択する。選択されたマイクロコー
ドは、制御信号発生回路7に入力される。制御信号発生
回路7は、入力されたマイクロコードをデコードして各
種制御信号を生成し、これらの制御信号をエバチップに
内蔵された命令フェッチ制御回路11、バス制御回路12、
演算制御回路13及びI/O・メモリ制御回路14等に供給す
る。これにより、命令コードの機能を実行させる。
マイクロROM1には、第9図に示すように、エバチップ
が内蔵するCPUの処理データの演算、転送、格納及び命
令処理の分岐等の汎用命令の実行を制御する汎用命令用
マイクロプログラムAと、I/Oのデータ処理を扱う専用
命令の実行を制御する専用命令用マイクロプログラムB
とが、夫々アドレス0000H〜03FFH及び0400H〜05FFHに格
納されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来のエミュレータは、汎用
命令用マイクロプログラムと専用命令用マイクロプログ
ラムとがひとつのマイクロROMに格納されているので、
上記格納された専用命令用マイクロプログラムに対応し
たI/Oを有するシングルチップ・マイクロコンピュータ
の機能しかエミュレーションすることができない。この
ため、シングルチップ・マイクロコンピュータの品種展
開に際し、前記I/Oと異なるI/Oを有するシングルチップ
・マイクロコンピュータの機能をエミュレーションする
場合、CPUエバチップを共通にし、I/Oエバチップのみを
I/Oの種類に応じて代えるという対応をとることができ
ず、各品種毎にCPUエバチップも新たに開発しなければ
ならないという問題点があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、CPUが共通でI/Oのみが異なる複数種類のシングルチ
ップ・マイクロコンピュータに対応可能なエミュレータ
を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本願の第1の発明に係るエミュレータは、エミュレー
ションすべきシングルチップ・マイクロコンピュータの
中央処理装置の制御に関する汎用命令用マイクロプログ
ラム及び周辺制御装置の制御に関する専用命令用マイク
ロプログラムを記憶してなる第1の記憶手段と、前記周
辺制御装置とは異なる周辺制御装置の制御に関する専用
命令用マイクロプログラム情報を記憶してなる少なくと
も1つの第2の記憶手段と、外部から与えられる選択信
号に基づき前記第1の記憶手段から出力される専用命令
用マイクロプログラムと前記第2の記憶手段から出力さ
れる情報に基づく専用命令用マイクロプログラムとのい
ずれか一方を選択して実行する手段とを具備したことを
特徴とする。
また、本願の第2の発明に係るエミュレータは、エミ
ュレーションすべきシングルチップ・マイクロコンピュ
ータの中央処理装置の制御に関する汎用命令用マイクロ
プログラム及び周辺制御装置の制御に関する専用命令用
マイクロプログラムを記憶してなる記憶手段と、前記周
辺制御装置とは異なる周辺制御装置の制御に関する専用
命令用マイクロプログラム情報を外部から入力する入力
手段と、外部から与えられる選択信号に基づき前記入力
手段を介して入力される情報に基づく専用命令用マイク
ロプログラムと前記記憶手段から出力される専用命令用
マイクロプログラムとのいずれか一方を選択して実行す
る手段とを具備したことを特徴とする。
なお、ここで前記第2の記憶手段又は外部から供給さ
れる専用命令用マイクロプログラム情報とは、専用命令
用マイクロプログラムそれ自体のみならず、他の専用命
令用マイクロプログラムとの間の論理演算によって前記
専用命令用マイクロプログラムを合成することができる
情報も含む。
[作用] 本願の第1の発明によれば、第1の記憶手段に、特定
の種類のシングルチップ・マイクロコンピュータのI/O
を制御する専用命令用マイクロプログラムが記憶され、
第2の記憶手段に、上記シングルチップ・マイクロコン
ピュータとは異なるI/Oを有する別種類のシングルチッ
プ・マイクロコンピュータに対応した専用命令用マイク
ロプログラム又はそれを規定する情報が記憶されてい
る。そして、外部からの選択信号によって、前記第1の
記憶手段からの専用命令用マイクロプログラムと、前記
第2の記憶手段から出力される専用命令用マイクロプロ
グラム又は第2の記憶手段から出力される情報によって
合成された専用命令用マイクロプログラムとが切換えら
れて実行される。
また、本願の第2の発明によれば、第2の記憶手段の
代わりに外部メモリ等から専用命令用マイクロプログラ
ム又はそれを生成する情報が供給され、記憶手段に格納
された専用命令用マイクロプログラムと切換えられて実
行される。
従って、本発明によれば、選択信号による選択で、前
記特定のシングルチップ・マイクロコンピュータのみな
らず、これとはI/Oが異なっているシングルチップ・マ
イクロコンピュータの機能をもエミュレーションするこ
とができる。このため、シングルチップ・マイクロコン
ピュータの品種展開に際しても、提供されるCPUエバチ
ップは1種類で足りることになり、エバチップ開発のた
めのコストを低減することができる。
[実施例] 以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。
第1図は、本発明の第1の実施例に係るCPUエバチッ
プの構成を示すブロック図である。なお、第1図におい
て、第8図に示した従来の回路と同一物には同一符号を
付し、重複する部分の説明は省略する。
このCPUエバチップには、2つのマイクロROM1,21が設
けられている。マイクロROM1は、第2図(a)に示すよ
うに、アドレス0000H〜03FFHに、内蔵CPUの処理データ
の演算、転送、格納及び命令処理の分岐等の汎用命令の
実行を制御する1024ステップの汎用命令用マイクロプロ
グラムAを格納すると共に、アドレス0400H〜05FFHに、
特定のシングルチップ・マイクロコンピュータのI/Oの
データ処理を扱う専用命令の実行を制御する512ステッ
プの専用命令用マイクロプログラムB1を格納してなる
ものである。また、マイクロROM21は、第2図(b)に
示すように、他のシングルチップ・マイクロコンピュー
タのI/Oのデータ処理を扱う専用命令の実行を制御する5
12ステップの専用命令用マイクロプログラムB2を、ア
ドレス0400H〜05FFHに格納してなるものである。
これらのマイクロROM1,21に夫々対応させて、アドレ
スデコーダ6,22が設けられている。アドレスデコーダ6,
22は、マイクロシーケンスユニット5から供給されるア
ドレスを夫々デコードして、マイクロROM1,21に格納さ
れているマイクロコードを選択する。
一方、このエバチップには、専用命令用マイクロプロ
グラムを切換えるための選択端子23が設けられている。
選択端子23から入力された選択信号SSは、入力バッフ
ァ24を介してアドレスデコーダ22に供給され、更にイン
バータ25を介してアドレスデコーダ6に供給されてい
る。
マイクロROM1,21から夫々供給されるマイクロコードM
C1,MC2は、制御信号発生回路26に入力されている。ま
た、制御信号発生回路26には、入力バッファ24を介して
入力された選択信号SSも入力されている。
この制御信号発生回路26は、例えば第3図に示すよう
に構成されている。即ち、マイクロROM1,21から夫々出
力されるマイクロコードMC1,MC2は、夫々ANDゲート31,3
2に入力されている。ANDゲート31の出力は、選択信号S
Sをインバータ33で反転させた信号によって選択され、A
NDゲート32の出力は、選択信号SSによって選択され
る。選択されたマイクロコードは、ORゲート34を介して
デコーダ35に供給される。デコーダ35は、入力されたマ
イクロコードをデコードして各種制御信号SC1,SC2
…,SCnを生成し、これらの制御信号をエバチップに内蔵
された命令フェッチ制御回路11、バス制御回路12、演算
制御回路13及びI/O・メモリ制御回路14等に供給する。
次に、このように構成された本実施例に係るCPUエバ
チップの動作について説明する。
入力端子2から入力される命令コードが汎用命令であ
る場合には、マイクロシーケンスユニット5から、アド
レス0000H〜03FFHの何れかが出力されるので、アドレス
デコーダ6によって汎用命令用マイクロプログラムAの
マイクロコードが選択され、これらのコードが制御信号
発生回路26に与えられる。これにより、制御信号発生回
路26からは、汎用命令の実行に基づく各種制御信号SC1
〜SCnが出力される。
次に、入力端子2から入力される命令コードが専用命
令である場合について説明する。
選択端子23から入力される選択信号SSをLレベルに
すると、アドレスデコーダ6から選択され、マイクロRO
M1のアドレス0400H〜05FFHから専用命令用マイクロプロ
グラムB1のマイクロコードMC1が選択され、これらのコ
ードが制御信号発生回路26に与えられる。制御信号発生
回路26では、選択信号SSがLレベルであることから、A
NDゲート31からのマイクロコードMC1が選択されてデコ
ーダ35に入力される。これにより、制御信号発生回路26
からは、特定のI/Oに関する専用命令の実行に基づく各
種制御信号S1〜Snが出力される。
一方、選択端子23から入力される選択信号SSをHレ
ベルにすると、アドレスデコーダ22が選択され、マイク
ロROM21のアドレス0400H〜05FFHから専用命令用マイク
ロプログラムB2のマイクロコードMC2が選択され、これ
らのコードが制御信号発生回路26に与えられる。制御信
号発生回路26では、選択信号SSがHレベルであること
から、ANDゲート32からのマイクロコードMC2が選択され
てデコーダ35に入力される。これにより、制御信号発生
回路26からは、上記特定のI/Oとは異なるI/Oに関する専
用命令の実行に基づく各種制御信号S1〜Snが出力され
る。
このように、本実施例のCPUエバチップによれば、選
択端子23のレベルを制御することにより、専用命令に関
し、同じ命令コードを入力しても、2つのマイクロROM
1,21に夫々格納された別々のマイクロプログラムを実行
させることができる。
第4図は、本発明の第2の実施例に係るCPUエバチッ
プの構成を示すブロック図である。なお、第4図におい
て、第1図及び第8図に示した回路と同一物には同一符
号を付し、重複する部分の説明は省略する。
この実施例では、別の専用命令用マイクロプログラム
を格納する第2の記憶手段としてPROM(プログラマブル
・ROM)41を使用している。このため、このエバチップ
には、PROM41にプログラムを書き込むための書込制御回
路42が設けられている。この書込制御回路42には、書込
制御端子43とデータ入力端子44とが接続されている。更
に、この回路にはアドレス入力端子45が設けられてお
り、このアドレス入力端子45を介して入力されるアドレ
スがアドレスデコーダ22に与えられる。
この実施例では、選択端子23をHレベル、書込制御端
子43を書込状態にし、アドレス入力端子45から専用命令
用マイクロプログラムの格納領域のアドレス0400H〜05F
FHを順次供給しながら、データ入力端子44からマイクロ
プログラムを書き込んでいくことにより、マイクロROM1
とPROM41とに夫々別々の専用命令用マイクロプログラム
が格納され、同一の命令コードの入力で、異なるI/O用
の専用命令を実行させることができる。
第5図は、本発明の第3の実施例に係るCPUエバチッ
プの構成を示すブロック図である。この実施例は、第4
図のPROM41の代わりに、RAM(ランダム・アクセス・メ
モリ)51を使用した例で、先の実施例と同様に、予めRA
M51にマイクロROM1の内容と異なる専用命令用マイクロ
プログラムを書き込むことにより、同一の命令コードの
入力で、異なるI/O用の専用命令を実行させることがで
きる。
これらの第2及び第3の実施例によれば、第2の専用
命令用マイクロプログラムの書込が容易であることか
ら、シングルチップ・マイクロコンピュータの品種展開
に更に柔軟に対処することができる。
第6図は、本発明の第4の実施例に係るCPUエバチッ
プの構成を示すブロック図である。この実施例は、チッ
プの内部に第2の記憶手段を設ける代わりに、外部メモ
リ61から別の専用命令用マイクロプログラムを入力する
ようにした例である。
マイクロシーケンスユニット5から出力されるアドレ
スは、出力バッファ62を介してアドレス出力端子63から
外部メモリ61に与えられる。外部メモリ61には、そのア
ドレス0400H〜05FFHに、マイクロROM1に格納されたもの
とは異なる専用命令用マイクロプログラムが格納されて
いる。そして、この外部メモリ61から読み出されたマイ
クロコードがデータ入力端子64を介して制御信号発生回
路26に与えられるようになっている。
この実施例によれば、マイクロシーケンスユニット5
によって指定されたアドレスに従って、外部メモリ61か
ら読み出された専用命令用マイクロプログラムと、マイ
クロROM1から読み出された専用命令用マイクロプログラ
ムとを、選択信号SSで選択して使用することにより、
同一の命令コードの入力で、異なるI/O用の専用命令を
実行させることができる。
なお、以上の各実施例では、マイクロROM1とは別個の
他の専用命令用マイクロプログラムをROM,PROM、RAM及
び外部メモリ等に格納しておいたが、上記専用命令用マ
イクロプログラムを規定する他の情報を記憶しておくよ
うにしても良い。
第7図は、マイクロROM1とは別のメモリに格納された
情報DIと、マイクロROM1からの専用命令用のマイクロ
コードMC1とを論理合成することにより、異なる専用命
令用のマイクロコードMC2を発生させるようにしたもの
であり、制御信号発生回路の構成を示している。この回
路が第3図の回路と異なる点は、ANDゲート32の前段
に、排他的論理和ゲート71を設け、マイクロコードMC1
と情報DIとの排他的論理和結果をマイクロコードM2
してANDゲート32に供給するようにした点である。
この実施例によれば、2種類の専用命令用マイクロプ
ログラムの一部しか異ならない場合、その部分に対応す
るアドレスにのみデータを書き込んでおけば良いという
利点がある。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、同一の命令コー
ドに対して実行される複数種類の専用命令用マイクロプ
ログラムを、選択信号によって選択的に実行させること
ができるので、CPUが共通でI/Oが異なっている複数種類
ののシングルチップ・マイクロコンピュータのエミュレ
ーションを共通のCPUエバチップを使用して実行するこ
とができる。このため、シングルチップ・マイクロコン
ピュータの品種展開に際しても、提供されるCPUエバチ
ップは1種類で足り、エバチップ開発のためのコストを
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係るCPUエバチップの
ブロック図、第2図は同チップにおけるマイクロROMの
メモリマップ図、第3図は同チップにおける制御信号発
生回路のブロック図、第4図は本発明の第2の実施例に
係るCPUエバチップのブロック図、第5図は本発明の第
3の実施例に係るCPUエバチップのブロック図、第6図
は本発明の第4の実施例に係るCPUエバチップのブロッ
ク図、第7図は本発明の第5の実施例に係る制御信号発
生回路のブロック図、第8図は従来のCPUエバチップの
ブロック図、第9図は同チップにおけるマイクロROMの
メモリマップ図である。 1,21;マイクロROM、2;入力端子、3,24;入力バッファ、
4;インストラクションレジスタ、5;マイクロシーケンス
ユニット、6,22;アドレスデコーダ、7,26;制御信号発生
回路、11;命令フェッチ制御回路、12;バス制御回路、1
3;演算制御回路、14;I/O・メモリ制御回路、23;選択端
子、25,33;インバータ、31,32;ANDゲート、34;ORゲー
ト、35;デコーダ、41;PROM、42;書込制御回路、43;書込
制御端子、44,64;データ入力端子、45;アドレス入力端
子、51;RAM、61;外部メモリ、62;出力バッファ、63;ア
ドレス出力端子、71;排他的論理和ゲート

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エミュレーションすべきシングルチップ・
    マイクロコンピュータの中央処理装置の制御に関する汎
    用命令用マイクロプログラム及び周辺制御装置の制御に
    関する専用命令用マイクロプログラムを記憶してなる第
    1の記憶手段と、前記周辺制御装置とは異なる周辺制御
    装置の制御に関する専用命令用マイクロプログラム情報
    を記憶してなる少なくとも1つの第2の記憶手段と、外
    部から与えられる選択信号に基づき前記第1の記憶手段
    から出力される専用命令用マイクロプログラムと前記第
    2の記憶手段から出力される情報に基づく専用命令用マ
    イクロプログラムとのいずれか一方を選択して実行する
    手段とを具備したことを特徴とするエミュレータ。
  2. 【請求項2】エミュレーションすべきシングルチップ・
    マイクロコンピュータの中央処理装置の制御に関する汎
    用命令用マイクロプログラム及び周辺制御装置の制御に
    関する専用命令用マイクロプログラムを記憶してなる記
    憶手段と、前記周辺制御装置とは異なる周辺制御装置の
    制御に関する専用命令用マイクロプログラム情報を外部
    から入力する入力手段と、外部から与えられる選択信号
    に基づき前記記憶手段から出力される専用命令用マイク
    ロプログラムと前記入力手段を介して入力される情報に
    基づく専用命令用マイクロプログラムとのいずれか一方
    を選択して実行する手段とを具備したことを特徴とする
    エミュレータ。
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