JPH0683986A - シングルチップ・マイクロコンピュータ - Google Patents

シングルチップ・マイクロコンピュータ

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JPH0683986A
JPH0683986A JP4233216A JP23321692A JPH0683986A JP H0683986 A JPH0683986 A JP H0683986A JP 4233216 A JP4233216 A JP 4233216A JP 23321692 A JP23321692 A JP 23321692A JP H0683986 A JPH0683986 A JP H0683986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
instruction
interrupt
vector
instruction code
address
Prior art date
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Pending
Application number
JP4233216A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiro Sadatomi
邦浩 貞富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 割込み処理機能を有するシングルチップ・マ
イクロコンピュータの割込み処理速度を改善する。 【構成】 本発明のシングルチップ・マイクロコンピュ
ータは、レジスタ2および3、CPU制御レジスタ4お
よび5、およびインバータ6を含む命令実行ユニット1
と、割込みコントローラ7と、OR回路8と、AND回
路9および13と、RAM10と、アドレス発生回路1
1と、インバータ12と、命令キュー14と、バス・コ
ントロール・ユニット15と、キャッシュメモリ16
と、メモリ17とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシングルチップ・マイク
ロコンピュータに関し、特に割込み機能を有するシング
ルチップ・マイクロコンピュータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のシングルチップ・マイク
ロコンピュータは、図3に示されるように、レジスタ2
およびCPU制御レジスタ4を含む命令実行ユニット1
と、割込みコントローラ7と、命令キュー14と、バス
コントロール・ユニット15と、キャッシュメモリ16
と、メモリ17とを備えて構成されている。
【0003】図3において、割込みコントローラ7よ
り、バス201を介して割込み要求が出されると、図4
(a)の割込み処理時におけるフローチャートに見られ
るように、割込みコントローラ7より命令実行ユニット
1に対して、割込みに対応するベクタアドレスが、内部
バス201を介して出力される(ステップ31)。次い
で命令実行ユニット1においてはベクタアドレスを読込
んで(ステップ32)、バス・コントロール・ユニット
15に対してベクタアドレスを与え、バス・コントロー
ル・ユニット15においては、当該ベクタアドレスの示
す番地のデータがキャッシュメモリ16に存在すれば、
シャッシュメモリ16よりベクタ・データを受取り、ま
た当該データがキャッシュメモリ16に存在しない場合
には、バス・コントロール・ユニット15においては、
バス・サイクルを起動させてベクタ・データを受取り、
命令実行ユニット1に伝達する(ステップ33)。命令
実行ユニット1においては、現在進行中の命令終了後に
割込み処理に入り、プログラム・カウンタ(PC)およ
びプログラム・ステータス・ワード(PSW)をスタッ
ク・ポインタ(SP)の値の示すスタック領域に退避さ
せる(ステップ34)。そして、プログラム・カウンタ
(PC)に対して、バス・コントロール・ユニット15
から受取ったベクタ・データを書込み、バス・コントロ
ール・ユニット15に対して分岐アドレスを書込む(ス
テップ35)。バス・コントロール・ユニット15にお
いては、分岐アドレスのプログラムが、キャッシュメモ
リ16に存在する場合には、キャッシュメモリ15より
命令コードを読出し、存在しない場合には、バス・サイ
クルを起動してメモリ17より命令コード・フェッチを
行い、当該命令コードを読込む(ステップ36)。命令
キュー14は、バス・コントロール・ユニット15より
バス205を介して命令コードを受取り(ステップ3
7)、命令実行ユニット1において命令コードを必要と
する時に、命令キュー出力を命令実行ユニット1に与え
る(ステップ38および39)。また、命令キュー14
の命令コードがつまっている場合には、バス・コントロ
ール・ユニット15に対して命令フェッチ中止信号が出
力され、バス・コントロール・ユニット15の命令フェ
ッチが停止される。バス・コントロール・ユニット15
においては、シャッシュメモリ16にアドレスがヒット
しない場合には、割込み処理に必要なバス・サイクルを
起動させる。また、割込み処理がベクタ割込み処理では
なく、転送命令および論理演算等の簡単な処理の場合に
は、マイクロプロセッサにプログラミングしておき、割
込み入力により、当該マイクロプログラムを起動させ
て、データ転送および演算処理等が行うマイクロプログ
ラム処理により、割込み処理を速く行う方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の割込み
処理機能を有するシングルチップ・マイクロコンピュー
タにおいては、割込み要求が受付けられてから命令コー
ドを受取るためには、バス・コントロール・ユニットを
通してベクタアドレスのベクタコードを読出し、プログ
ラムカウンタおよびプログラムステータス・ワードの退
避、命令コード・フェッチ等のバス・コントロール・ユ
ニットによるアクセスが必要となり、このために、キャ
ッシュメモリを内蔵していても、キャッシュがヒットし
ない場合には、割込み処理速度を高めることができない
という欠点がある。
【0005】また、割込み処理が簡単な処理の場合にお
いて、マイクロプログラムに組込まれたユーザに提供さ
れているマイクロプログラム処理の選択により、割込み
処理を行う方法も行われてはいるが、この場合には、ユ
ーザにおいて、自由にマイクロプログラム処理の選択を
行うことができないという欠点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のシングルチップ
・マイクロコンピュータは、割込み機能を内蔵するシン
グルチップ・マイクロコンピュータにおいて、割込み処
理時に実行される割込みソースに対応する複数の命令コ
ードを記憶する割込み命令コード記憶手段と、正常動作
時に対応する複数の命令コードを一時的に記憶する命令
コード記憶手段と、それぞれレジスタとCPU制御レジ
スタとにより形成され、割込み処理時と正常動作時とに
対応して機能する第1および第2の組合わせ回路を含
み、所定の命令コードを受けて当該命令を実行する命令
実行手段とを少なくとも備え、前記割込み処理時におい
て、前記命令コード記憶手段からの命令コード読出しを
中止し、前記割込み命令コード記憶手段より前記割込み
ソースに対応する命令コードを順次読出すとともに、前
記命令実行手段に含まれる第2の組合わせ回路を、第1
の組合わせ回路に切替えることを特徴としている。
【0007】なお、前記割込み命令コード記憶手段は、
RAMにより構成してもよく、またはROMにより構成
してもよい。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0009】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。図1に示されるように、本実施例は、レジ
スタ2および3、CPU制御レジスタ4および5、およ
びインバータ6を含む命令実行ユニット1と、割込みコ
ントローラ7と、OR回路8と、AND回路9および1
3と、RAM10と、アドレス発生回路11と、インバ
ータ12と、命令キュー14と、バス・コントロール・
ユニット15と、キャッシュメモリ16と、メモリ17
とを備えて構成されている。
【0010】図1において、バス・コントロールユニッ
ト15においては、命令実行ユニット1の要求により、
命令フェッチおよびデータのリード・ライト処理が行わ
れる。この場合に、キャッシュメモリ16上にデータが
存在しない場合には、バス・サイクルを起動させて、メ
モリ17から命令コードおよびデータが読出される。ハ
ス・コントロールユニット15により読出されたデータ
は、内部バス202を介して、命令実行ユニット1に取
込まれて、命令コードはバス205を介して命令キュー
14に取込まれてゆく。命令実行ユニット1は、バス2
04を介して、命令キュー14および非ベクタ割込み処
理時の命令コードが格納されるRAM10の出力と接続
される。命令実行ユニット1より出力される命令キュー
読出し信号102と、非ベクタ割込み処理選択信号10
1が入力されるインバータ12の出力はAND回路13
に入力され、通常の命令実行時においては非ベクタ割込
み処理選択信号101が“0”であるため、命令キュー
読出し信号102が“1”になると、命令キュー14よ
り命令コードが読出される。また、非ベクタ割込み処理
時においては、命令キュー読出し信号102と非ベクタ
割込み処理選択信号101が入力されるAND回路9に
より、非ベクタ割込み処理選択信号101が“1”であ
るために、命令キュー読出し信号102が“1”になる
と、非ベクタ割込み処理時の命令コードが格納されるR
AM10より命令コードが読出される。
【0011】また、命令実行ユニット1の内部のレジス
タは、通常、命令実行時およびベクタ割込み処理時にお
いては、インバータ6の出力は“1”となり、これによ
りレジスタ2およびCPUレジスタ4が選択され、ま
た、他方非ベクタ割込み処理時においては、非ベクタ割
込み選択信号101が“1”となり、代ってレジスタ3
およびCPU制御レジスタ5が選択される。そして、命
令実行ユニット1により、バス202を介して割込みコ
ントローラ7のモードレジスタに書込み、割込み処理モ
ードの設定が行われる。割込み処理がベクタ割込み処理
モードの時には、バス201を介して命令実行ユニット
1に割込み要求が出力され、当該割込みが受付けられた
後にベクタコードが出力される。
【0012】ベクタ割込時においては、非ベクタ割込み
処理選択信号101は“0”のままであり、ベクタ割込
みを伴なわない非ベクタ割込みの場合には、非ベクタ割
込み処理選択信号101は“1”となる。割込みコント
ローラ7においては、RAM10に対する書込み時およ
び非ベクタ割込み処理時には、割込みソースに対応する
命令コード選択信号がバス203に出力される。このバ
ス203介して入力される命令コード選択信号により、
RAM10の上位アドレスが指定され、また、アドレス
発生回路11より入力されるアドレス信号により、RA
M10の下位アドレスが指定される。バス203を介し
て各割込みソースに対する命令のアドレスが指定され、
また、アドレス発生回路11により、各割込みソースに
おける命令内のアドレスが指定される。アドレス発生回
路11は、割込みコントローラ7より出力される初期化
信号103により初期化されて命令の先頭番地が示さ
れ、書込み信号104とAND回路9より出力される読
出し信号105のOR出力として出力される命令の読出
し信号105により、1アドレスごとにカウントアップ
されて、連続的な命令コードの書込み/読出しアドレス
が生成され、RAM10に入力される。
【0013】RAM10においては、バス203を経由
して入力されるアドレス信号、およびアドレス発生回路
11より入力されるアドレス信号を介して、データバス
202を経由して入力される書込み命令コードが、書込
み信号104により書込まれる。非ベクタ割込み処理実
行時においては、AND回路9より出力される読出し信
号105により、命令キュー14の出力に対応するバス
204に命令コードが出力される。
【0014】次に、動作について説明する。通常の命令
実行時およびベクタ割込み時における動作については、
前述の従来例の場合と全く同様であるため、その説明は
省略し、新たに追加されたベクタ処理を伴なわない非ベ
クタ割込み処理の動作について説明する。
【0015】まず、割込み処理の実行時における、RA
M10に対する命令コード書込み動作について説明す
る。割込みコントローラ7によりバス203に出力され
る書込みアドレスが選択されるとともに(ステップ6
1)、アドレス発生回路11に対して初期化信号103
が出力され(ステップ62)、指定された割込みソース
に対応する命令の先頭番地がRAM10のアドレスに入
力される。次いで、命令実行ユニット1により、内部バ
ス202に割込み時に実行される命令コードが出力され
(ステップ63)、また書込み信号104が出力されて
RAM10に対する1コードの命令コードの書込みが行
われる(ステップ64)。その後、NAND回路8を介
してアドレス発生回路11に対するカウントアップ信号
106が出力され、アドレス発生回路11においては、
次の命令コードの書込みアドレスが発生される(ステッ
プ65)。
【0016】このようにして、順次命令コードのデータ
を与えられ、書込み信号104が出力されて、非ベクタ
割込み処理時の命令コードが書込まれてゆき(前記ステ
ップ63、64、65および66の繰返しによる)、命
令の最後に非ベクタ割込み処理からの復帰命令が書込ま
れる(ステップ67)。同様に、割込みコントローラ7
から出力される割込みアドレスが切替えられて、各割込
みにソースに対応する命令コードの書込みが行われる。
そして次に、割込み処理モードは、ベクタ割込みを伴な
わない非ベクタ割込み処理に切替えられる。
【0017】次に、非ベクタ割込み処理時の動作につい
て設明する。図1において、割込みコントローラ7によ
り、バス201を介して割込み要求が出力され、命令実
行ユニット1により当該割込み要求が受付けられると、
図4(b)の非ベクタ割込み処理時におけるフローチャ
ートに見られるように、割込みコントローラ7におい
て、割込み要求が非ベクタ割込み処理に対応する場合に
は、非ベクタ処理選択信号101が“1”に設定され
(ステップ41)、命令実行ユニット1内のレジスタ2
およびCPU制御レジスタ4は、レジスタ3およびCP
U制御レジスタ5に切替えられる。次いで、割込みソー
スに対応する割込みアドレスとして、命令コード選択信
号がバス203に出力される(ステップ43)ととも
に、アドレス発生回路11に対して初期化信号103が
出力され(ステップ44)、割込みに対応する割込みの
先頭番地がRAM10に出力される。
【0018】その後、RAM10からの命令処理実行ル
ーチンに移行して、命令キュー読出し信号102により
RAM10より命令コードが読出される(ステップ4
5)とともに、アドレス発生回路11がカウントアップ
されて、次の命令コードが選択される(ステップ4
6)。そして、命令実行ユニット1においては、読出さ
れた命令コードが実行されてゆき(ステップ47)、実
行命令が割込み復帰命令でない場合には、再度RAM1
0からの命令コード読出しが行われて命令の実行が継続
され(ステップ45、46および47の繰返しによ
る)、また、復帰命令である場合には、非ベクタ割込み
処理ルーチンからの復帰処理に移行する(ステップ4
8)。復帰命令による非ベクタ割込み処理からの復帰処
理においては、非ベクタ処理選択信号101は“0”に
設定され(ステップ49)、命令実行ユニット1内のレ
ジスタ3およびCPU制御レジスタ5は、レジスタ2お
よびCPU制御レジスタ4に戻されて(ステップ5
0)、命令キュー14から命令コードが読出され、再度
通常の命令実行が開始される(ステップ51)。
【0019】本実施例においては、非ベクタ割込み処理
時に用いられるレジスタが1個であるため、非ベクタ割
込み時の多重割込みは受付けられない。しかし、割込み
ソースに対して多数のレジスタを用意し、非ベクタ割込
み処理中の次の非ベクタ割込み発生時に、アドレス発生
回路11のアドレスを記憶しておき、次の非ベクタ割込
み処理の実行終了後に、アドレス発生回路に記憶されて
いるアドレスをアドレス発生回路に戻してやり、再び前
の非ベクタ割込み処理を実行することにより、非ベクタ
割込み処理の割込みを多重に受付けることが可能とな
る。
【0020】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は本実施例を示すブロック図である。図2に
示されるように、本実施例は、レジスタ2および3、C
PU制御レジスタ4および5、およびインバータ6を含
む命令実行ユニット1と、割込みコントローラ7と、ア
ドレス発生回路11と、インバータ12と、AND回路
13および19と、命令キュー14と、バス・コントロ
ール・ユニット15と、キャッシュメモリ16と、メモ
リ17とを備えて構成されている。
【0021】図1との対比により明らかなように、第1
の実施例に対して、割込み処理時の命令コード記憶用の
RAM10が、本実施例においてはマスクROM18に
より構成されている。ROMコードは、マスクROMの
場合には、ユーザROMと同じ工程によりコードを作り
込むことが可能である。従って、本実施例においては、
第1の実施例に比較して、RAMに対する書込みを命令
実行により実行する必要がなく、これにより、RAM書
込み信号およびデータ書込みのためのデータ・バス入力
書込み用の制御回路等を一切必要としない。即ち、本実
施例における動作としては、前述の第1の実施例におけ
るRAM10に対する書込み動作が排除された動作とな
る。それ以外の動作については、第1の実施例と同様で
あり、その説明は省略する。
【0022】本実施例は、第1の実施例に対比して、書
込みに要するハードウェアを必要としないために、チッ
プ面積を縮小化することができるという効果が得られる
とともに、RAMの書込みに要する処理時間が不要とな
り、初期設定時間が短縮されるという利点がある。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、追加さ
れた割込み処理時に実行される割込みソースに対応する
命令コードを複数記憶する命令コード記憶手段と、当該
割込み処理時に命令キューからの読出しを中止して、前
記命令コード記憶手段より割込みに対応する命令コード
を読出す手段と、二つのレジスタを持ち前記割込み処理
時に前記レジスタを切替える手段とを備えることによ
り、ベクタ割込み処理実行機能に加えて、ベクタ割込み
処理を伴なわない割込み処理を選択して実行することが
可能となり、これにより、ベクタ割込み処理に加えて、
複数ステップの命令実行を行うユーザ・プログラマブル
な割込み処理を選択することが容易にできるとともに、
高速に実行可能のリアルタイム制御の応答速度を向上さ
せ、割込み処理速度を改善することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【図4】割込み処理および書込み処理のフローチャート
を示す図である。
【符号の説明】
1 命令実行ユニット 2、3 レジスタ 4、5 CPU制御レジスタ 6、12 インバータ 7 割込みコントローラ 8 OR回路 9、13、19 AND回路 10 RAM 11 アドレス発生回路 14 命令キュー 15 バスコントロール・ユニット 16 キャッシュメモリ 17 メモリ 18 ROM

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 割込み機能を内蔵するシングルチップ・
    マイクロコンピュータにおいて、 割込み処理時に実行される割込みソースに対応する複数
    の命令コードを記憶する割込み命令コード記憶手段と、 正常動作時に対応する複数の命令コードを一時的に記憶
    する命令コード記憶手段と、 それぞれレジスタとCPU制御レジスタとにより形成さ
    れ、割込み処理時と正常動作時とに対応して機能する第
    1および第2の組合わせ回路を含み、所定の命令コード
    を受けて当該命令を実行する命令実行手段と、 を少なくとも備え、前記割込み処理時において、前記命
    令コード記憶手段からの命令コード読出しを中止し、前
    記割込み命令コード記憶手段より前記割込みソースに対
    応する命令コードを順次読出すとともに、前記命令実行
    手段に含まれる第2の組合わせ回路を、第1の組合わせ
    回路に切替えることを特徴とするシングルチップ・マイ
    クロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 前記割込み命令コード記憶手段が、RA
    Mにより構成されることを特徴とする請求項1記載のシ
    ングルチップ・マイクロコンピュータ。
  3. 【請求項3】 前記割込み命令コード記憶手段が、RO
    Mにより構成されることを特徴とする請求項1記載のシ
    ングルチップ・マイクロコンピュータ。
JP4233216A 1992-09-01 1992-09-01 シングルチップ・マイクロコンピュータ Pending JPH0683986A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4233216A JPH0683986A (ja) 1992-09-01 1992-09-01 シングルチップ・マイクロコンピュータ

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JP4233216A JPH0683986A (ja) 1992-09-01 1992-09-01 シングルチップ・マイクロコンピュータ

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JPH0683986A true JPH0683986A (ja) 1994-03-25

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ID=16951582

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JP (1) JPH0683986A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291436A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Victaulic Co Of Japan Ltd フランジ面間調整継手装置
US8844977B2 (en) 2010-06-09 2014-09-30 Xylem IP Holdings LLC. Suction connection for connecting a suction pipe to a dry installed centrifugal pump

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011023