JPS60114941A - マルチ・タスク制御用デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、マイクロコンピュータのシステム管理プログ
ラムに有効なマルチ・タスク制御用機能を内蔵したコン
ピュータ周辺デバイスに関するものである。

〈従来技術〉 マイクロコンピュータ・システムにおいて、ｌっのＣＰ
Ｕによって複数のタスクを同時に行なわせるためには、
コンピュータ・システムのＯ８（オペレーティング・シ
ステム）によるマルチ・タスク制御が必要となる。

マルチ・タスク制御の内、タスクの時間制御を行なう場
合がある。そのため、システム・クロックが必要である
が、従来上記ソフトウェアによるＯ８では、システム・
クロックを動作させるため、タイマ用外部素子を外付け
し、外部タイマからの割込みをもとにして、時間の処理
やタスクの時分割処理の制御を行なっていた。そのため
、マスタＣＰＵの動作は、タイマのカウントの処理やタ
スク切換えの処理を実行している間、各タスクの処理が
中断されており、タスクの処理速度が低下し、またタス
ク切換えのためのオーバーヘッドが太き（なるという欠
点があった。

〈発明の目的〉 不発明は、タイマが本周辺デバイスに内蔵ぎわ、タイマ
の処理はこの内部で行なわれマスタＣＰＵに本ってタイ
マをサポートする必要かない。また、例えは本デバイス
に対して、コマンド等により時分割処理を指定すれは、
指定時間ごとに不デバイスより割込みが発生し、タスク
の切換えが可能になる。マスタＣＰＵは、タスクの切換
え時間のみ制約されるたけて、大部分の処理時間中、タ
スクの実行が可能であり、ユーザー・プログラムの処理
速度を向上できる。

〈実施例〉 以下図面に従って本発明の一実施例を説明する。

第１図はマイクロコンピュータ・システムとしての構成
例を示す図である。素子（又は装置）１は、本発明に係
るマルチ・タスク制御を実現するための独立したマルチ
・タスク・サポート・プロセッサとして構成されたもの
であり、他の周辺デバイスと同様、入出力素子の形態で
供給される。

以下本デバイスをマルチ・タスク制御用素子と呼ぶ。マ
スタＣＰＵ２　、プロクラム・メモリ（ＲＯＭ）３、デ
ータ・メモリ（ＲＡＭ　）４及び他のＩｌｏ等の周辺入
出力素子５は、周知のマイクロコンピュータ・システム
としても具備されるものであり、マルチ・タスク制御用
素子ｌとともにバス６７ｉ−介して相互に接続される。

プロクラム・メモリ３は、マルチ・タスク制御用系子１
の初期化プログラムと複数のタスクをそれぞれ独立して
プロクラムしている。

マルチ・タスク制御用系子１は、マスタＣＰＵ２により
実行されるこれら複数のタスクの１理をマスタＣＰＵ２
以外で行なう独立機能菓子であり、タスクのスケジュー
リング機能（優先度胆又は時分割による実行タスクの切
換え）、タスク間の同期・通（Ｈ機能（各タスク間でデ
ータの送受信を行ない、タスクの実行中継、実行再開を
決定）、メモリ管理機能（各タスクの使用メモリ鎮域の
重複使用の禁止）、時計機能（内蔵タイマによる時刻の
セット）等を有している。つまり、このマルチ・タスク
制両用素子１は、マルチリスクの制御機能をコンピュー
タ・システムのＯ８自身のもつ機能とせ】、その機能を
有する周辺デバイスとした点に特色がある。

第２図はマルチ・タスク制御用系子１の内部構成例を示
すフロック図である。

マルチ・タスク制御用系子ｌはマスタＣＰＵ２からマク
セスｉ」能なレジスタ君羊を備えている。

コマンド・パラメーターレジスタＣＰＩＯは、マスタＣ
ＰＵ２からコマンド美行時に入力するパラメータや、実
行後に出力するパラメータを保持すル。コマンド／ステ
ータス・レジスタＣＮ５Ｔは書込み時にはコマンド書込
み用として、読出し時には実行したコマンドの実行情報
を格納するためのレジスタとして機能する。新スタック
・ポインタ・レジスタＳＰＮは、タスク切換え情報とし
てこれから新らたに実行状態となるタスクのスタック・
ポインタの値を出力するためのレジスタである。また、
旧スタック・ポインタ・レジスタＳＰＢは、タスク切換
え情報として今まで実行状態にあったタスクのスタック
・ポインタの値を入力するためのレジスタである。

マスク割込み制御レジスタＭＩＣは本素子ｌにおける、
マスタＣＰＵ２に対する割込み発生を制御するためのレ
ジスタで、割込みベクタ・レジスタＭＩＶは割込みベク
タ値を書込む。データ・レジスタＰＩＤ、Ｐ２Ｄ、Ｐ３
Ｄはポート１．ポート２およびポート３のデータ人出力
のためのレジスタである。ポート１とポート２はデータ
入出力方向をプログラムによってビット単位で設定でき
る８ビツト入出力ポートであり、ポート３はｌビットの
人力ポートである。ポート３はプログラムによってイベ
ント入力（ポート３への人力信号の遷移により停止状態
のタスクをレディー状態に移す）にセントすることか可
能である。

以上のレジスタ群はマスタＣＰＵ２からアクセスされて
、本素子ｌとマスタＣＰＵ２との間で情報を相互に交換
するために用いられる。データ・バス・インターフェイ
スＤＢＩ、バス・タイミング発生・制御回路ＢＴＧＣ、
割込み制御回路ＩＮＴＣは、マスタＣＰＵ２とのインタ
ーフェイス回路として備えられたものである。

タスク制御プロｙりＴＣＢ（１〜８）はタスクの状態を
保存するためのメモリ領域である。ここでは８つまでの
タスクを取扱うことか可能である。

各ブロックは第３図に示されるように、タスク・ステー
タス■、タスク優先度■、先にレディーＱに接続されて
いるタスクの番号■、俊にレディーＱに接続されている
タスクの番号■、タスクが占有しているワーク・メモリ
の先頭アドレス■、そのサイズの、使用しているメイル
・ボックス番号■、そしてタスク実行中継時のスタック
・ポインタ値０を格納する領域を有している。

メイル・ボックスＭＢＸはタスク間でデータの授受を行
なえるよう設けられたバッファ・メモＩＪ−領域である
。

メモリ・マツプＭＥＭＭＡＰ　はワーク・メモリを管理
するためのメモリ領域であり、例えば第４図のように２
バイトから構成される。メモリ・マツプＭＥＭＭＯＰに
より６４にバイト単位のワーク・メモリを管理すること
が可能である。ワーク・メモリを使用していないときそ
の領域に対応するビット、は”　ｏ　”で、占有中であ
るときはそのビットか”′１″′にセットされる。

タイマＴＭは時分割処理（同一優先度のタスクを一定時
間毎に実行させる処理）等のために、素子１内に割込み
信号を発生させるもので、システムクロック領域ＳＣＡ
は同時にタイマＴＭの出力により計数される時１分１秒
等の時刻データを格納するメモリ領域である。

内部演算制御回路Ｃ０ＮＴは論理演算ユニツト（ＡＬＵ
）、本素子ｌのプログラムを格納するＲＯＭ、一時記憶
用のＲＡＭおよび各種制御のためのフラグ用レジスタ等
を有してなる。

マスタＣＰＵ２からマルチ・タスク制御用系子１へのア
クセスは、実行中のタスクから発行されるコマンドによ
って行なわれ、マルチ・タスク制御用素子１からマスタ
ＣＰＵ２へのアクセスは、マルチ・タスク制御用素子１
の割込み信号発生に基づいて行なわれる。第５図はコマ
ンドの種類と入力パラメータおよび出力パラメータを示
す図である。

）、基本的動作としては次のとおりである。なお、ペ コノスフ制御ブロックＴＣＢには各タスクの状態か既に
保存されているものとする。

マルチ・タスク制御用系子１は、実行可能状態のタスク
から優先度の一番高いタスクを選ひ出し、登録されたそ
のタスクのスタック・ポインタの値を新スタック・ポイ
ンタ・レジスタＳＰＮに準備する。スタック・ポインタ
の値を準備した後、マルチ・タスク制御用素子１はマス
タＣＰＵ２に対し割込みを発生する。マスタＣＰＵ２は
割込み処理ルーチンを実行し、マルチ・タスク制御用素
子ｌにセットされているスタック・ポインタの１直を自
分のスタック・ポインタにロードし、予じめ著述まれて
いたレジスタの初期値をスタックからポツプしてレジス
タを書換える。そしてマスクＣＰＵ２の１理下において
指定されたタスクを実行する。

実行中のタスクからコマンド入力かあるか、またはタイ
マＴＭあるいはボート３への入力による割込みかあるま
で、マルチ・タスク制御用索子１は待ち状態となる。こ
こで例えばコマンド入力があれば、マルチ・タスク制御
用素子１はそのコマンドを解析しコマンド処理を行なう
。そして、こΦコマンドがタスク切換え機能を含むもの
であれば、次に切換えるべきタスクのスタック・ポイン
タの値を新スタック・ポインタ・レジスタＳＰＨにセッ
トし、マスタＣＰＵ２に対し割込みを発生する。この割
込みによってマスタＣＰＵ２はＩＥ実行中のタスクの実
行を停止し、次に実行ずへきタスクのスタック・ポイン
タの値をマルチ・タスク制御用素子１から読出す。

以下フローチャートを参照してさらに詳しく説明する。

第６図はマルチ・タスク制御用素子■のタイマルーチン
の動作を説明するフローチャー１・、第７図〜第２１図
は各コマンド０−１４による処理ルーチンの動作を説明
するフローチャート、第２２図はタスク切換えルーチン
の動作を説明するフローチャート、第２３図はボート３
へのイベント入力による割込み処理ルーチンの動作を説
明するフローチャート、第２４図はタイマＴＭによる割
込み処理ルーチンの動作を説明するフローチャートであ
る。

第６図において、システムに電源が投入されると、本マ
ルチ・タスク制御用素子１はリセット動作を行ない内部
の各（妓能系子を初期化する（ステップ■）。そして、
マスタＣＰＵ２からコマンドかコマンド／ステータス・
レジスタＣＮ５Ｔに１込まれるのを待つ（ステップ■）
。コマンドが書込まれると、各コマンド・コードに対応
したコマンド処理を行なう（ステップ■）。

コマンド０（コマンド名：　ＩＮＩＴ、第７図フローチ
ャート）は、マルチ・タスク制御用素子ｌの初期化を行
なうためのコマンドであり、マルチ・タスク制御用素子
ｌかマスタＣＰＵ２に対して割込みを発生するときにマ
スタＣＰＵ２へ出力するベクタ仙、マルチ・タスク制御
用素子ｌが物理するワーク・メモリ領域の先頭アドレス
とその大きさ、及びタスクの優先度を各タスクに対して
登録するためのコマンドである。

このコマンドが実行されると、人力データのエラーを調
査しくステップ■）、もし入力データに誤りかあれは、
エラーコードをコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５
Ｔにセットする（ステップ■）。

入力データに誤りかなけれは、コマンド・パラメータ・
レジスタＣＰＩＯに送られたデータから、割込みベクタ
値を割込みベクタレジスタＭＩＶに書込み（ステップ■
）、またワーク・メモリ領域の先頭アドレスとその大き
さのデータをもとにしてメモリ・マツプＭＥＭＭＡＰを
初期化する（ステップ■）。そして、書込まれたタスク
の優先度をもとにして各タスク制御ブロックＴＣＢを作
成する（ステップ■）。そして、優先度の商い順に並へ
てレテイーＱを構成する（ステップ■）。このとき、タ
スク制御ブロックＴＣＢ内の■、■によって順序っけを
行なう。生成後は正常終了コードをコマンド／ステータ
ス・レジスタＣ，Ｎ　Ｓ　Ｔにセントしくステップ［相
］）、内部演算制御回路Ｃ０ＮＴのＴＳＫＣＨＧフラグ
をリセットして（ステップ■λ第６図のメインルーチン
に戻る。

エラーコードをコマンド／ステークズ・レジスタＣＮ５
Ｔにセットした場合も同様にＴ　Ｓ　Ｋ　ＣＨＧフラグ
をリセットしてメインルーチンに戻る。

コマンド１（コマンド名：　ＴＳＴＲ、第８図フローチ
ャート）は、初期化したマルチ・タスク制御用素子１を
実行状態に移すためのコマンドである。

このコマンド１では、コマンドＯの処理が実行済かとう
かのチェックを行ない（ステップ＠）、実行済の場合の
み、レディーＱの先頭に接続されているタスク（一番優
先度の高いタスク）を実行状態に移丁ためＴＳＫＣＨＧ
フラグ（内部演算制御回路Ｃ０ＮＴの制御フラグ）をセ
ットして（ステップｏ）、第６図のメインルーチンに戻
る。実行済でない場合は、コマンド／ステータス・レジ
スタＣＮ５Ｔにエラーコードをセントしくステップ０）
、メインルーチンに戻る。

以上のコマンド０．１およびマルチ・タスク制御用素子
ｌへの書込み情報は、例えば第１図のプログラム・メモ
リ３の夕」期化プログラムに予じめ格納され、タスク自
答に応じてプログラム変更か可能であり、マルチ・タス
ク制御用素子１はこれにより種々に初期化設定すること
かできる。

コマンド２（コマンド１ＴｃＲＴ、第９図タイムチャー
ト）は初期設定の後、任意にタスクを生成するためのコ
マンドであり、人力データとして生成するタスクの番号
およびその優先度か本素子ｌのコマンド俸パラメータ・
レジスタＣＰＩＯに書込まれる。

このコマンド２が実行されると、人力データにエラーが
ないかの検査を行ない（ステップ［相］）、エラーかあ
ればコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエラー
コードを書込む（ステップ［相］）。

エラーがなければ、入力データで指定されたタスクのタ
スク制御ブロックＴＣＢを生成する（ステップ０）。

タスク制御ブロックＴＣＢ中のタスク・ステータス■（
第３図参照）には次の４つのフラグが含まれる。

ＲＵＮフラクはタスクが実行状態にあることを示す。

ＰＥＮＤＷフラクはメツセージ受信待ち状態にあること
を示す。

５ＵＳＰＥＮＤ　フラグはタスクが停止状態にあること
を示す。

」二記タスク制御ブロックＴＣＢの生成時（ステップ０
）、同時にその中のＲＥＡＤＹフラグをセットする。

そして、タスクの優先度が商い順にレディーＱに再接続
する（ステップｏ）。次にコマンド／ステータス・レジ
スタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセットしくステップ［
相］）、実行状態のタスクとレディーＱの先頭に接続さ
れているタスクの優先度を比較させるためのＴＳＫＣＨ
Ｇフラグをセントして（ステップ［相］）、第６凶のメ
インルーチンに戻る。

コマンド３（コマンド名：ＴＤＥＬ、第１０Ｖタイムチ
ヤート）は不要のタスクを消去するためのコマンドで、
消去するタスクの番号を入力データとして実行する。

人力データにエラーがないかの検査（ステップ０＞にお
いて、エラーかあれはコマンド／ステータスφレジスタ
ＣＮ５Ｔにエラーコードかセットされ（ステップ［相］
）、第６図のメインルーチンに戻る。

エラーかなけれは、消去するタスクか占有していたワー
ク・メモリを解放するため、このタスクのタスク制御ブ
ロックＴＣＢ中にある占有メモリ先頭アドレス■および
占有メモリ・サイズのを読出し、このデータに基づいて
メモリ・マツプＭＥＭＭＡＰ上で対応した領域を”　ｏ
　”クリアする（ステップ［相］）。ついでこのタスク
がレディー状態にあれば、消去するタスクのタスク制御
ブロックＴＣＢをレディーＱから切離しくステップ［相
］）、このタスク制御ブロックＴＣＢのすべてをクリア
する（ステップ［相］）。終われは、コマンド／ステー
タス・レジスタＣＮ５Ｔに正電終了コードをセットして
（ステップ［相］）、メインルーチンに戻る。

コマンド４（コマンド名：ＴＲ５Ｍ、第１１図１フロー
チヤート）は、入力データで指定されたタスク番号を持
つ持切または停止中のタスクをレディー状Ｉｌ！４（′
Ｐ＋起動可能状態）にするためのコマンドである。タス
ク番号を人力データとして実行する。

コマンド４か実行されると、まず入力データにエラーが
ないかの検査が行なわれ（ステップ＠）、エラーがあれ
ばコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエラーコ
ードを設定して（ステップ［相］）、メインルーチンに
戻る。

エラーがなけれは、指定されたタスクのＰＥＮＤＷフラ
グまたは５ＵＳＰＥＮＤフラグをリセットするとともに
ＲＥＡＤＹフラグをセットし、かつこのタスク制御ブロ
ックＴＣＢをタスクの優先度の高い順序でレディーＱに
接続する（ステップ［相］）。そして、正常終了コード
をコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにセットし
くステップ［相］）、実行状態のタスクとレディーＱの
先頭に接続されているタスクの優先度を比較するためＴ
ＳＫＣＨＧフラコマンド５（コマンド名：ＴＳＰＤ、第
１２図フローチャート）は、入力データで指定されたタ
スク番号を持つ実行状態あるいはレディー状態にあるタ
スクを停止状態にするためのコマンドである。

このコマンド５が実行されると、入力データのエラーを
検査し、エラーがあればコマンド／ステータス・レジス
タＣＮ５Ｔにエラーコードを設定してメインルーチンに
戻る（ステップ［相］、［相］）。

エラーかなけれは、まず、人力データによって、停止状
態になるタスクをポート３からの人力信号（外部イベン
トによりレディー状態にする（再起動）という指定がさ
れているかどうかのチェックを行なう（ステップ■）。

外部イベントの指定がなければステップ＠の処理ヘスキ
ップする。指定がある場合は、他のタスクが既に外部イ
ベントを使用しているかどうかの検査を行ない（ステッ
プ［相］）、使用されていれば、コマンド／ステータス
・レジスタＣＮ５Ｔにエラーコードをセントして（ステ
ップ［相］）メインルーチンに戻る。使用され工いなけ
れば、ポート３の入力信号の遷移による内部割込みをイ
ネーブルにする（ステップ［相］）。

すなわち、本コマンド５の人力データ設定により外部イ
ベント起動の指定か可能である。

そして、スキップした場合を含めて次に、そのタスク制
御ブロックＴＣＢ中のＲＵＮフラグ（指定したタスクが
実行状態にある場合）またはＲＥＡＤＹフラグ（レディ
ー状態にある場合）をリセットし、５ＵＳＰＥＮＤフラ
グをセットする（ステップ■）。終われば、コマンド／
ステータス・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセッ
トする（ステップ［相］）。そして指定されたタスクが
レディー状態にある場合を考慮して、このタスクをレデ
ィーＱから切離し、レディーＱに接続されているタスク
制御ブロックＴＣＢを再度優先度胆にならび換え（ステ
ップ［相］）、実行状態のタスクとレディーＱの先頭に
接続されているタスクの優先度を比較するためのＴＳＫ
ＣＨＧ　フラグをセントして（ステップ［相］）、メイ
ンルーチンに戻る。

コマンド６（コマンド名：ＴＰＲＩ　、第１ａ図タイム
チャート）は、入力データで指定された番号のタスクの
優先度を変更するコマンドである。

入力データにエラーがあるかの検査（ステップ■）にお
いて、エラーかある場合はコマンド／ステータスφレジ
スタＣＮ５Ｔにエラーコードをセットして（ステップ＠
）メインルーチンに戻る。

エラーがない場合、指定されたタスクのタスク管理ブロ
ックＴＣＢ内の優先度■（第３図参照）を入力データの
変更優先度の値に沓侠える（ステップＯ）。次に、レデ
ィーＱに接続されているタスク管理ブロックＴＣＢを優
先度胆にならひ換え（ステツー１’＠）、コマンド／ス
テータ・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセントす
る（ステップ＠）。そして、実行状態のタスクとレディ
ーＱの先頭に接続されているタスクの優先度を比較する
ためにＴＳＫＣＨＧ　フラグをセクトして（ステップ＠
→、メインルーチンに戻る。

コマンド７（コマンド名：ＴｓＬＩ　、４１４１４図フ
ローチャート）は、入力データで指定された優先度を持
つタスク群のマスタＣＰＵ占有時間を制Ｎするためのコ
マンドである。すなわち、このコマンドは同一優先度の
タスクの時分割処理を指定″する。時分割処理は、指定
した優先度より商い優先度を持つレディー状態のタスク
か存在しない場合に限り有効である。より高い優先度を
持つレディー状態のタスクが存在すれは、そのタスクが
実行され時分割処理は無効となるが、高い優先度のタス
クがな（なれば有効となる。

このコマンド７が実行されると、ます、人力データのエ
ラーが検査される（ステップ＠）。エラーが検出された
場合は、コマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエ
ラーコードがセットされ（ステップ＠）、メインルーチ
ンに戻る。

エラーか検出されなければ、人力データが時分割処理を
キャンセルする指定であるのかどうかを判定する（ステ
ップ＠）。キャンセルの場合は、内部演算制御回路Ｃ０
ＮＴ内にある時分割制御用レジスタ５ＬＩＣＮＴおよび
ＳＬ　Ｉ　ＰＲＩ　を“°０”クリアする（ステップ［
相］、■）。入力データが新たに時分割処理の設定を指
定する場合は、その人力デーネ、か、うタスクのＣＰＵ
占有時間を制御用レジスタＳ　Ｌ　Ｉ　ＣＮＴ　に設定
しくステップ■）、時分割処理を行なうタスクの優先度
をもう一つの制御用レジスタ５ＬＩＰＲＩ　に設定する
（ステップ・）。

そして最後にコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔ
に正常終了コードをセントして（ステップ■）メインル
ーチンに戻る。

コマンド８（コマンド名二ｃｓＥＴ、第１５図フローチ
ャート）は、マルチ・タスク制御用素子１内に設けられ
た時計に時刻を設定するためのコマンドである。マスタ
ＣＰＵ２から本素子１内のコマンド・パラメータ・レジ
スタＣＰＩＯに、入力データとして時２分２秒データを
薔込みコマンドを実行する。

入力データのエラーが検査されて（ステップ・）、エラ
ーが検出された場合はコマンド／ステータス・レジスタ
ＣＮ５Ｔにエラーコードがセットされて（ステップ０）
、メインルーチンに戻る。

エラーかなけれは、システム・クロック領域ＳＣＡに時
゛１分２秒のデータが移される（ステップ■夫。そして
コマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コ
ードをセットして（ステップ［相］）メインルーチンに
戻る。この時計は後述するタイマ割込みルーチンにより
刻々計時される。

コマンド９（コマンド名：　ＣＧＥＮＴ　、第１６図フ
ローチャート）は、上記の時計から現在の時刻を読出す
ためのコマンドである。

このコマンド９か実行されると、システム・クロック領
域ＳＣＡから時２分２秒のデータか、マ、１ｚｃＰＵ２
からアクセスｉ工能なコマンド・パラメータ・レジスタ
ＣＰＩＯに移される。移した後はコマンド／ステータス
・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセントして（ス
テップ［相］）メインルーチンに戻る。

コマンド１０（コマンド名：ＭＡＬＣ，第１７図フロー
チャート）は、マルチ・タスク制御用素子１が管理して
いるワーク・メモリ領域の中から、コマンドを実行した
タスクに対して要求されたサイズのワーク・メモリの使
用を許可するコマンドである。コマンド・パラメータ・
レジスタＣＰＩＯに要求するワーク・メモリ数（’１０
０Ｈ単位）を蕾込みコマンドを実行する。

コマンド１０か実行されると、人力データのエラー検出
が行なわれる（ステップ◎）。エラーが検出されれは、
コマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエラーコー
ドをセントして（ステップ［相］）メインルーチンに戻
る。

エラーか検出されなけれは、メモリ・マツプＭＥＭＭＡ
Ｐ　を調査し、要求されたワーク・メモリか空いている
かどうかのチェックを行なう（ステップＯ）。空き領域
かなければコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔに
メモリ占有不可コードをセントして（ステップ［相］）
、メインルーチンに戻る。窒き領域が見つかれは、コマ
ンドを実行したタスクか要求したサイズだけメモリ・マ
ツプＭＥＭＭＡＰ上の対応したビットに゛ビ′をセット
する（ステ７プ［相］）。そして、コマンドを実行した
タスクのタスク制御ブロックＴＣＢ内の出荷メモリ先頭
アドレス０名よひ占有メモリ・サイズ■の領域（第３図
参照）にそれぞれの値を設定しくステ）プ・）、次にコ
マンド・パラメータ・レジオＣＰＩＯに占有メモリ・先
頭アドレスを書込む。書込まれは、コマンド／ステータ
ス・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセットしくス
テップ［相］）メインルーチンに戻る。

コマンド１１（コマンド名：ＭＲＥＬ、、第１８図フロ
ーチャート）は、占有していたワーク・メモリ領域を開
放するためのコマンドである。

コマンド１１を実行したタスクかワーク・メモリを占有
していなけれは（ステップ・）、コマンド／ステータス
・レジスタＣＮ５Ｔにエラーコードをセントして（ステ
ップ［ハ］）メインルーチンに戻る。

既にワーク・メモリか占有されていれば、コマンドを実
行したタスクのタスク制御ブロックＴＣＢ内に登録され
ている占有メモリ先頭アドレス■および占有メモリ・サ
イズ■の領域の値を参照し、メモリ・マツプＭ　Ｅ　Ｍ
　Ｍ　Ａ　Ｐ　上の対応したビットを０“にリセットす
る（ステップ０）。そして、タスク制御ブロックＴＣＢ
内の占有メモリ先頭アドレス■落ひ占有メモリ・サイズ
■の領域をクリアする（ステップｏ）。最後にコマンド
／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセ
ットして（ステップ＠）、メインルーチンに戻る。

上述のようにタスクからメモリを要求する場合には、マ
ルチ・タスク制御用索子１に対してコマンド１０（メモ
リ占有コマンド、　Ｍ、Ａ　ＬＣ）を実行する。また、
タスクが使用していたメモリか不要になり解放したい場
合には、コマンド１１（メモリ解放コマンド、ＭＲＥＬ
）を実行する。

このようにマルチ・タスク制御用素子ｌは、これらコマ
ンド１０．１１によって、予じめ登録された６４にバイ
トまでのワーク用メモリ領域を１００Ｈバイト単位で使
用中か否かを判断し、タスクから要求されたサイズの空
き領域を探し出して、タスクに割付ける機能を有Ｔる。

この機能は、限られたメモリ空間を複数のタスクで有効
に利用するのに効果を発揮し、またお互いのタスク間で
同一メモリ領域を重複して使用することを防止するのに
役立つ。なお、マルチ・タスク制御用索子１へのワーク
・メモリ領域の設定は、マルチ・タスク制御用素子Ｉの
初期設定時（コマンドＯの実行時）に行なわれる。

コマンド１２（コマンド名・ＰＯ５Ｔ、第１９図フロー
チャート）は、本マルチ・タスク制御用糸子１内に設け
られたメイルホックスＭＢＸと呼はれるメモリ領域に、
データを送るためのコマンドである。メイルボックスＭ
ＢＸはこのコマンド１２を実行したタスクと別タスク（
次に説明するコマンド■３実行）とのメソセージ中継点
となる。

５個のメイルボックスＭＢＸＩ〜ＭＢＸ５中の１個を指
定できる。コマンド・パラメータ・レジスタＣＰ　ＩＯ
に使用するメイル・ボックスＭＢＸの番号、および指定
したメイル・ボックスＭＢＸへ送るデータを書込み、コ
マンドを実行する。

コマンド１２が実行されると、入力データのエラーを検
査しくステップ０）、エラーか検出されれはコマンド／
ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエラーコードをセント
して（ステップ＠）メインルーチンに戻る。

エラーが検出されなけれは、送信データを指定された番
号のメイル・ボックスＭ　Ｂ　Ｘに扮込む（ステップ（
ハ））。そして次に、既にコマンド１３か実行され、コ
マンド１２の実行によってデータか指定のメイル・ホッ
クスＭＢＸに送られてくるのを待っているタスクかある
かどぅがを調査する（ステップ［有］）。これはすべて
のタスクのタスク制御ブロックＴＣＢ内のタスク・ステ
ータ■中のＰＥＮＤＷフラクおよびメイルボックス番号
■とを参照して行なわれる。もし送信待ちのタスクがな
い場合はステップ［相］へスキップする。送信待ちのタ
スクかある場合（本実施例では１個のみを許している）
は、送信待ちのタスクのタスク制御ブロックＴＣＢ内の
ＰＥＮＤＷフラグをリセット、またＲＥＡＤＹフラグを
セントし、レディーＱを優先度胆に接続しなおす（ステ
ップ＠）。

そして送信待ちのタスクかある場合、ない場合共に、コ
マンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コー
ドをセット（ステップ［相］ン、さらにＴＳＫＣＨＧ　
フラグをセントして（ステップ＠）メインルーチンに戻
る。

コマンド１３（コマンド名：ＰＥＮＤ、第２０図フロー
チャート）は別タスクより、指定したメイル・ボックス
ＭＢＸを介してデータを受け取るコマンドである。コマ
ンド−パラメータ・レジスタＣＰＩＯにデータを受け取
るメイル・ボックスＭＢＸの番号を簀込みコマンドを実
行する。コマンド１３が実行されると、ます入力データ
のエラー検査か行なわれ（ステップ［相］）、エラーが
あれはコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエラ
ーコードをセットして（ステップ［相］）、メインルー
チンに戻る。

エラーが検出されなけれは、指定したメイル・ホックス
ＭＢＸにデータが既に書込まれているかどうかチェツク
する（ステップ［相］）。もし書込まれていなければ、
ＲＵＮフラグをリセット、　ＰＥＮＤＷフラクをセント
しくステップｏ）、またＴＳＫＣＨＧフラグをセットす
る（ステップ・）。そして次に、コマンド／ステータス
・レジスタＣＮ５Ｔにデータ未着コードをセントしくス
テップ・）、メインルーチンに戻る。既にデータか書込
まれていれば、コマンド・パラメータ・レジスタＣＰＩ
Ｏに指定したメイル・ホックスＭＢＸに書込まれでいる
データを転送しくステップ・）、コマンド／ステータス
・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセットして（ス
テップ［相］）、メインルーチンに戻る。

コマンド１４（コマンド名・ＰＭＯＤ、ｌｓ２＋図フロ
ーチャート）は、ポート１とボート２のデータ入出力方
向を設定するコマンドである。コマンド・パラメータ・
レジスタＣＰＩＯにボートＩとボート２との入出力方向
を指定するためのコードを設定してコマンドを実行する
。

コマンド・パラメータ・レジスタＣＰＩＯに設定された
コードに基づきポート１とポート２の入出力方向を指定
しくステップ［相］）、コマンド／ステータス・レジス
タＣＮ５Ｔに正常終了コードをセットして（ステノプリ
）、メインルーチンに戻る。

タスクから発行された上記任怠のコマンド０〜１４の処
理ルーチンを実行し、第６図のメインル−チンに戻ると
、まずコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエラ
ーコードがセットされているかどうかの判定を行なう（
ステップ［相］）。エラーコードかセントされていれは
ステップ［株］ヘスキソプし、もしエラーコードかセク
トされてぃなけれは、次にＴＳＫＣＨＧ　フラグがセン
トされているかどうか判定する（ステップ・）。ＴＳＫ
ＣＨＧ　フラグが”　ｏ　”であれはステップ［相］ヘ
スキツブし、ビであればタスク切換えルーチンを実行す
る（ステップ［相］、タスク切換えルーチンは第２２図
のフローチャートに詳しく述へられる）。ステップ軸ま
たはステップ・がらスキップして、あるいはタスク切換
えルーチン（ステップ［相］）が実行されてメインルー
チンに戻ると、次のコマンド受は入れ準備を行ない（ス
テップ［相］）、ＴＳＫＣＨＧ　フラグをリセットする
（ステップ［株］）。そして、ステップ■に戻り、次の
コマンド受は入れ待ち状態となる。

上記したようにコマンド処理ルーチンでＴｓＫＣＨＧフ
ラグかセット（パビ′）されれは、タスク切換えルーチ
ンを実行する。第２２図のフローチャートにおいて、タ
スク切換えルーチンに入ると、まずコマンドｌ（初期設
定終了および実行開始）の実行時かどうかのチェックを
行なう（ステップ［相］）。

コマンドｌの実行時であれはステップゆヘスキノプし、
以降の処理により、先にコマンド０（初期設定）で登録
したタスクの中から、レディー状態にありかつ優先度の
最も高いタスクを実行させるへくマスタＣＰＵ２に割込
み信号を発生する。

ます、レディーＱの先頭に接続されているタスクのタス
ク制御ブロックＴＣＢをレディーＱから切離しくステッ
プ＠）、このタスク制御ブロックＴＣＢ内のタスク・ス
タック・ポインタ■（第３図参照）の値を新スタック・
ポインタ・レジスタＳＰＮに薔込む（ステップ（））。

そして、タスク制御ブロックＴＣＢ内のタスク・ステー
タス■にＲＵＮフラフラセットして（ステップ（２）、
マスタＣＰＵ２に対して割込み信号Ｔｙ了を発生する（
ステップＯ）。

マスタＣＰＵ２は、この１］込み信号ＩＮＴに基つくマ
スタＣＰ　Ｕ　２側のタスク切換え割込みルーチンによ
り新しいタスクのスタック・ポインタの値を読込み、割
込みルーチンのリターンと同時に、マスタＣＰＵ２の管
理下においてそのタスクを実行する。

コマンド１の実行待以外では、タスクか実行状態かどう
か検音される（ステップ［相］）。実行状態でないのは
コマンド５（タスクの停止）の実行時に限られる。実行
状態（ＲＵ　Ｎ状態）のタスク自身かコマンド５を実行
すると、コマンド処理ルーチンてＲＵ　Ｎフラグかセッ
トされ、サスペンド状態（５ＵＳＰＥＮＤフラクセノト
）となっている。この場合、ステップ［相］ヘスキップ
し、旧スタック・ポインタ・レジスタＳＰＢのテークを
、今まで実行状態にあったタスクのタスク制御ブロック
ＴＣＢ内のタスク・スタック・ポインタＯ領域に書込み
、保存する。この後、ステップＯ−■の処理を通して別
のタスクを実行するため、マルチ・タスク制御用素子１
からマスタＣＰＵ２に割込み信号を発生する。

タスクか実行状態（ＲＵＮ状態）であれは、時分割処理
のタイム・アップ時間かどうか渡査される（ステップ［
相］）。時分割処理指定のタスクかタイム・アップした
時にはステップ軸へスキップする。このスキップルーチ
ンは後に説明する第２３図フローチャートのタイマ割込
み処理中でしか通らない。

タイム・アップ時でなけれは、各タスクのタスク制御ブ
ロックＴＣＢ内をｌＮｆしてレディーＱに接続されてい
るタスクがあるかどうかの検査を行なう（ステップ［相
］）。なけれは、すなわち、現在実行状態のタスク以外
に実行待ち（レディー）状態のタスクがなけれは、第６
図のメインルーチンに戻る。レディーＱに接続されてい
るタス°りがあれは、次に、実行状態のタスクの優先度
とレディーＱの先頭に接続されているタスクの優先度と
を比較する（ステップ＠）。実行状態のタスクの優先度
の方が尚ければ、同じく第６図のメインルーチン（ζ戻
る。ステップ［相］、■でメインルーチンに戻れは、割
込み信号ＩＮ了が発生されず、現在実行中のタスクかそ
のまま実行を続行することとなる。

レディーＱの先頭に接続されているタスクの優先度の方
が高けれは、実行中のタスクのタスク制御フロックＴＣ
ＢをレディーＱに接続するとともｉｊ、ＲＵＮフラグを
リセットＴる（ステップ［相］）。

そして、旧スタックーポインタ・レジスタＳＰＢのデー
タをタスク・制御ブロックＴＣＢのタスク・スタック・
ポインタ■領域に保存しくステップ［相］）、以降のス
テップ＠〜Ｏの処理を通して割込みを発生させる。なお
、ステップ＠〜○において、新しく実行状態となる別の
タスクは、前述したようにレディーＱの先頭に接続され
ているタスクで、コマンド実行等により最も優先度が高
くなったタスクである。割込み信号了Ｘ了を発生した後
は第６図のメインルーチンに決り、次のコマンド受は入
れ準備を行なう（第６図ステップｏ′）。

第２３図、第２４図は第６図のメインルーチンに対する
割込み処理ルーチンのフローチャートである。

第２３図はボート３への入力による割込み処理で、コマ
ンド５（タスクの停止、第１２図フローチャート）によ
って停止状態にあるタスクを外部イベント起動するもの
である。

ポート３に入力されている信号の遷移によってこのルー
チンが起動される。このルーチンでは、コマンド５で外
部イベント起動を設定しているタスクのタスク制御ブロ
ックＪＣＢを優先度胆でレディーＱに接続しくステップ
Ｏ）、そのタスク制御ブロックＴＣＢ内の５ＵＳＰＥＮ
Ｄフラグをリセット、ＲＥＡＤＹフラグをセクトする（
ステップＯ）。丁なイっち、これによって停止状態のタ
スクか再起動可能状態となるわけで、これが終れば割込
み処理ルーチンがらりターンする。

第２４図はタイマによる割込み処理で、第２図のタイマ
ＴＭがらの信号を内部割込み信号として、これが一定時
間単位で発生するとタイマ割込み処理ルーチンに入る。

タイマＴＭから内部割込み信号が発生すると、ます、シ
ステム・クロック頭載ＳＣＡに登録されている時計の値
（時８分２秒のデータ）を進める（ステップ○）。次に
コマンド７（タスクの時分割処理の設定、第７珠フロー
チヤート）で設定されたレジスタ５ＬＩＰＲＩ　に登録
されている優先度と、現在実行状態のタスクの優先度と
を比較する（ステップ○）。時分割処理は指定した優先
度より高いレディー状態のタスクが存在しない場合に限
り有効である。より商い優先度を持つレディー状態のタ
スクが存在すれは、そのタスクか実行され時分割処理は
無効となるが、高い優先度のタスクがな（なれば有効と
なる。上記ステップ○　の比較は、レジスタ５ＬＩＰＲ
■　に登録されている優先度のタスクが実行中であるか
どうか検査することと同等であり、時分割処理指定タス
クか実行状態にない場合は歯ちに割込み処理ルーチンか
らリターンする。

レジスタ５ＬＩＰＲＩ　に登録されている優先度と現在
実行状態のタスクの優先度と一致、つまり、現在実行状
態のタスクが時分割処理指定のタスつてあれは、レジス
タ５ＬＩＣＮＴで登録されている時間か経過したかどう
かの判定を行なう（ステップ○）。経過していなけれは
、この割込み処理ルーチンからリターン１−る。すなイ
っち、マルチ・タスク制御用素子Ｉはメインルーチンに
戻り次のコマンド受は入れ待ち状態となり、マスクＣＩ
）　Ｕ２は時分割処理指定の現在実行状態にあるタスク
を続けて実行する。

登録された時間が経過したときは、実行状態のタスクの
タスク制御ブロックＴＣＢｋレティーＱの末尾に接続す
るとともに、ＲＵＮフラグをリセット、ＲＥＡＤＹフラ
グをセントしくステップｅ）。

第２２図のタスク切換えルーチンをコールする（ステッ
プＯ）。

第２２図フローチャートにおいて、時分割処理指Ｔのタ
スクがタイム・アップした場合は、ステップ［相］から
ステップ［相］へスキツプする。そしてステップ［相］
〜Ｏの処理を行なう。これらによって、今まで実行状態
にあったタスクのタスク・スタック・ポインタ■頭載に
旧スタック・ポインタ・しタスク５ＰＢ−のデータを保
存する（ステップ・）とともに、時分割処理に指定され
た同じ優先度を持つタスクのタスク制御ブロックＴＣＢ
をレディーＱから切離しくステップＯ）、このタスク側
脚ブロックＴＣＢ内のタスク・スタック・ポインタ■領
域のデータを新スタック・ポインタ・レジスタＳＰＮに
書込む（ステップ（））。そして最後にタスク・ステー
タス■にＲＵＮフラグをセントする（ステップ○）。こ
うしたタスク切換えルーチンを行なったのち割込みから
リターンする。

マスタＣＰＵ２では上述したマルチ・タスク制御用素子
１の動作により、時分割処理に指定した別のタスクを実
行することとなる。

上述のように本実施例のマルチ・タスク制御用素子１は
同時に最大８個までのタスクをサポートすることができ
る。８個を越えるタスクをサポートさせるには、必要に
応じてコマンド２（タスクの生成）、コマノド３（タス
クの消去）によりタスクを生成、消去し、タスクの入れ
換えを行なえばよい。そして、マルチ・タスク制御用素
子ｌにより各タスクは優先夏順にマスタＣＰＵ２の占有
権を割当てられる。また、コマンド７（タスクの時分割
処理の設定）により、同−優先度の複数のタスクを時分
割方式でスケジューリンクすることも１」能である。な
お、各タスクの優先度はタスク生成時に設定されるか、
コマンド６（タスクの優先夏変更）によりマスタＣＰＵ
２のプログラム実行中にも変更可能である。

時分割処理の開始時、タスクの実行順序はコマンド０（
初期設定）またはコマンド２（タスクの生成）により生
成したタスクの順序に従フ。タスク実行中でコマンド７
（タスクの時分割処理の設定）を実行すれは、実行した
タスクの優先度と時分割指定優先度とが等しい場合には
、実行した時点から時分割処理が有効となる。

コマンド川２（メツセージの送信）、コマンド１８（メ
ソセージの受信）により、マルチ・タスク制御用素子１
のメイル・ホックスＭ　Ｂ　Ｘ　ヲ利用してタスク間の
データ（メツセージ）の受授か行なえる。

コマンド１２を実行した際、実行したタスクよりも調い
優先度を持つタスクが既にコマンド１３を実行して待期
状態にあれば、タスク切換えにより持切していたタスク
が実行を開始する。低い優先艮をもつタスクがコマンド
１３により持切中であれは、そのタスクはレディー状態
になるたけて、本コマンド１２を実行したタスクがその
まま実行を継続する。コマンド１２を実行した際、コマ
ンド１３が実行されていなければ、データ（メソセージ
）はメイル・ボックスＭＢＸに保存され、同様にそのま
まタスクの実行が継続される。

コマンド１２か実行されていない時に、同一メイル・ボ
ックスＭＢＸに対して複数のタスクかコマンド１３を実
行すれは、コマンド１３を実行したタスクの順番に待期
状態となる。コマンド１２が実行されれは、待期状態に
あったタスクの先頭のものより順番にレディー状態また
は実行状態となる。コマンド１３を実行した際、既に指
定したメイル・ボックスＭＢＸにデータ（メツセージ）
か届・いている場合には、そのタスクがコマンド・パラ
メータ・レジスタＣＰＩＯより、―ちに届いているデー
タ（メソセージ）を読出すことかできる。

また、コマンド１３の持切機能を利用すれは、タスク間
のデータ通信たけでなく、タスク間の同期および相互排
除を行なうことか可能である。ｆｊお、タスク間の同期
および相互排除において、メイル・ボックスＭＢＸに書
込まれるデータはタミーデータで、実際のタスク処理に
は使用されないものとする。

２個のタスクが処理の都合上、実行順序を制御しなけれ
はならない場合かある。例えは、一方のタスクの処理が
終了するまで他方のタスクの処理を行なわす待たせる場
合、コマンド＋２．コマンド１３を次のように利用して
お互いの同期をとることかできる。

■　タスク２、コマンド１３を実行。タスク２はメツセ
ージ未着のため待期状態となる。

■　タスク１の処理Ｉをタスク２の処理Ｈよりも先に実
行する。

■　タスク１１コマンド１２を実行。タスク２の処理■
の実行を許可する。

■　タスク２の処理月を実行。

次に相互排除であるか、複数のタスクが１つの共刑の貢
源１例えはＩｌｏ、メモリ等を利用する上で同時利用を
禁止する必要がある場合がある。例として、プリンタの
同時使用を禁止する場合、次のようにして互いに排除す
ることができる。

■　タスク１、コマンド１２を実行。

■　タスク１、コマンド１３を実行。既にコマンド１２
が実行されているため待期状態にはならず、排他部分を
ロック。

■　タスク２、コマンド１３を実行。このコマンド１３
によりタスクは待期状態となる。

■　タスク１、プリンタ使用。

■　タスクｌ、コマンド■２を実行。排他部分のロック
解除、同時にタスク２の排他部分をロソ■　タスク２、
プリンタ使用。

■　タスク２．コマンド１２を実行、排他部分のロック
解除。

上述のようにしてタスク間の同期および相互排除を行な
うこともできる。

なお、本実施例におけるマルチ・タスク制御用素子ｌは
ハードウェアを１個のＬＳＩ上に集積化したものである
か、適宜回路要素を組合せ、装置とするようにして何ら
差支えない。

〈発明の効果〉 以」二のように本発明によるデバイスをマルチ・タスク
制御システムに組込むことにより、別途タイマ用の外部
素子は不要となり、またマスタＣＰＵのソフトによるタ
イマのサポートは不要となる。

そして、タスクを登録し、時分割処理のコマンドを本デ
バイスに簀込むたけて、同一優先度のタスクの時分割処
理か実行され、指定時間毎に本デバイスから発生する割
込みによりタスクの切換えを行なうことかできる。ここ
で、マスクＣＩ’Ｕはタイマのサポートや時分割処理の
制御を行なう必要かな（、大部分の実行時間中タスク処
理か可能であり、ユーザー・プロクラムの処理速度を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデバイスを使用したシステム構成例を
示す図、第２図は本発明の一実施例におけるデバイスの
内部構成例を示すブロック図、第３図は第２図のタスク
制御ブロックＴＣＢ領域を説明する図、第４図は第２図
のメモリ・マツプＭＥＭＭＡＰ領域を説明する図、第５
図は本デバイスで使用されるコマンドと入力パラメータ
および出力パラメータを説明する図、第６図は本デバイ
スのメインルーチンの動作を説明するフローチャート、
第７図〜第２１図は各コマンドによる処理ルーチンの動
作を説明するフローチャート、第２２図はタスク切換ル
ーチンの動作を説明するフローチャート、第２１はイベ
ント人力による割込み処理ル、１−チンの動作を説明す
るフローチャート、第２４図はタイマ割込み処理ルーチ
ンの動作を説明するフローチャートである。 トマルチ・タスク制御用索子、２　マスタｃｐｕ、ａ・
・・プロクラム−メモリ、６−ヂータ・メモリ、ＩＮ′
ｒＣ・・割込み制御回路、Ｉさ“１゛　割込み信号、Ｔ
ＣＢ・・タスク制御ブロック、Ｃ０ＮＴ・内部演算制岬
回路、１゛Ｍ・・タイマ、八ｆｌＶ・マスク割込み制御
レジスタ、ＣＰＩＯ・・コマンド・パラメータ・レジス
タ、ＣＮ５Ｔ・コマンド／ステータス・レジスタ、ＳＰ
Ｎ・・・新スタック・ポインタ・レジスタ、ＳＰＢ・・
・旧スタック・ポインタ・レジスタ。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）矩６図 第　７因 ＠１０図 第１２図 第１４図 筑１６図 坑１５図 治１７図 １８図 第２２ｍ 手、２４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １８　マスタＣＰＵにより実行される複数のタスクの管
   理を上記マスタＣＰＵ以外で行なうデノくイスであり、
   時間計時を行なうための内部タイマ手段と、該タイマ出
   力により複数のタスクの時分割処理のため、タスクを選
   択しかつ上記マスタＣＰＵに対して実行中のタスク切換
   え相開込みを発生させる手段とを備えてなることを特徴
   とするマルチ・タスク制御用デバイス。