JPS60114942A - 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。

〈従来技内〉 マイクロコンピュータ−システムにおいて、１つのＣＰ
Ｕによって複数のタスクを同時に処理させるためには、
コンピューターシステムのＯ８（オペレーティングΦシ
ステム〕によるマルチ・タスク制御が必要である。

マルチ書タスク制御システムにおいて、タスクノ時間制
御を行なうためには、システム・クロックを動作させる
ことが必要条件である。従来、上記ｌフトウェアによる
Ｏ８では、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、時計の管理やタスクの時間制
御を行なっていた。そのため、システムの回路上にタイ
マ素子が余分に必要であり、またソフトウェアによる時
計の管理およびタスクの制御は複雑で、マスタＣＰＵの
大きな負担となっていた。また、時計用素子もあるが、
これは時計そのものの機能しかもたず、この素子だけで
はタスクの時間制御（＠えば複数のタスクの時分割処理
等）（ま不可能であった。

〈発明の目的〉 本発明は、タイマは本デノ〜イスに内蔵されており、外
部タイマ素子の外付けか不要となるため、システムのス
ペースファクタか向上する。また。

本デバイスにより時計の処理およびタスクの時間制御を
マスタＣＰＵのソフトウェアでサポートする必要かなく
、ソフトウェアの負担を軽減できる。

〈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欣
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．プログラム・メモリ（ＲＯＭ）３、デー
タ・メモリ（ＲＡＭ）４及び他のＩ／１０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１とともにバス６を介して相互に接続される。プログ
ラム・メモリ３は、マルチ・タスク制御用素子Ｉの初期
化プロク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・タスク制御用素子１は、マスタＣＰＵ２により
実行されるこれら複数のタスクの包理をマスタＣＰＵ２
以外で行なう独立機能素子であり、タスクのスケジュー
リンク機能（優先夏順又は時分割による実行タスクの切
換え）、タスク間の同期・通信機能（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領域の重
複使用の禁止）９７時計機能（内蔵タイマによる時刻の
セント）等を有している。つまり、このマルチ・タスク
制御用索子ｌは、マルチ・タ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ず、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・タスク制御用素子１の内部構成例を示
すブロック図である。

マルチ・タスク制御用索子ｌはマスタＣＰＵ２からアク
セス可能なレジスタ群を備えてＧ）る。

コマンド・パラメータ・レジスタＣＰＩＯｉｉ、マスタ
ＣＰＵ２からコマンド実行時に入力する。＜ラメータや
、実行後に出力するノぐラメータをイ呆持する。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Ｉこめのレジスタとして機能する。

新スタ・ツク°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警音こあったタス
クのスタック・ポインタの１直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１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、割込みベクターレジスタ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ｌアポート２およびポート３のデータ人出力
のｊこめのレジスタである。ポート１とポート２ｃマデ
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
てきる８ビツト出力ポートであり、ポート３Ｃま１ヒ゛
ノドの入力ポートである。ポート３６マプロク゛ラムに
よってイベント人力（ポート３への入力（ｇ号の遷移に
より停止状態のタスクをレディー状態に移１−）にセン
トすることが１」能である。

以上のレジスタ群はマスタＣＰ　ｔＪ　２　；ＩＪ−ら
アクセスされて、本素子１とマスタＣＰＵ２との１刊１
て１１′青報を相互に交換するために用０られる。デー
タ・バス・インターフェイスＤＢＩ、／Ｘス・タイミン
グ発生・制御回路ＢＴＧＣ，割込み制御回ν谷■ＮＴＣ
は、マスクＣＰｔＪ　２とのインターフェイス］用路と
して備えられたものである。

タスク制御ブロックＴＣＢ（１〜８）（まタスクの状態
を保存するためのメモＩＪ　領域である。ここでは８つ
までのタスクを取扱うこと力ｆｐＪ有しである。

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■、タスク優先没■、先にレディーＱに接続されて
いるタスクの番号■、後にレディーＱにｆｆ１４Ｎされ
ているタスクの番号■、タスクか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ω、そしてタスク実用中継時のス
タック・ポインタ値■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・メモリ領域である。

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３２
バイトから構成される。メモリ・マツプＭ　Ｅ　Ｍ　Ｍ
　Ａ　Ｐ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ヒントは“０″で、占有中
であるときはそのビットか′１″にセントされる。

タイマＴＭは時分割処理（同一優先度のタスクを一定時
間缶に実行させる処理）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′ｌ″ＮＩの出力により計数される時２
分２秒等の時刻データを格納するメモリ領域である。

内部顔算制向回路Ｃ０ＮＴは論理演算ユニット（ＡＬＵ
）、本素子１のプロクラムを格納するＲＯＭ　、一時記
憶用のＲＡＭおよび各種制御のためのフラク用レジスタ
等を有してなる。

マスタＣＰＵ２からマルチ・タスク制御用索子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ついて行なわれる。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、タスク制
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・タスク制御用索子ｌは、実行可能状態のタスク
から優先度の一番尚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ｌ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１にセントされているスタック・ポインタの偏を自分
のスタック・ポインタにロードし、予じめ書込まれてい
たレジスタの初期価をスタックからポンプしてレジスタ
を書換える。そしてマスタＣＰＵ２の官理下において指
ボされたタスクを実行する。

実行中のタスクからコマンド人力かあるか、またはタイ
マＴＭあるいはポート３への入力による割込みかあるま
で、マルチ・タスク制御用素子Ｉは待ぢ状態となる。こ
こで例えはコマンド入力があれは、マルチ・タスク制御
用素子ｌはそのコマ？・ドを解析しコマンド処理を行な
う。そして、このコマンドがタスク切換え機能を含むも
のであれば、次に切換えるへ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ＳＰＮ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は現在実行中のタスクの
実行を停止し、次に実行すべきタスクのスタック・ポイ
ンタの価をマルチ・タスク制御用素子Ｉ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・タスク制御用索子１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）、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図はポート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、システムに電源か投入されると、本マ
ルチ・タスク制御用系子ｌはリセット動作を行ない内部
の各機能素子を初期化する（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に書込まれるのを待つ（ステップ■）。

コマンドか書込まれると、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　、ａｒ図ラフロ
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・タスク制御用系
子１かマスタＣＰＵ２に対して割込みを発生するときに
マスタＣＰＵ２へ出力するベクタ値、マルチ・タスク制
御用系子ｌか１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。

このコマンドか実行されると、入力データのエタス・レ
ジスタＣＮ５Ｔにセントする（ステップ■）。

人力データに誤りかなければ、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
値を割込みへフタレジスタ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ＭＥＭＭＡＰｋ
初ル１化する（ステップ■）。そして、１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、優先度の高い順に並
へてレディー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ＣＮ５Ｔ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■）、第６図のメインルーチンに
戻ル。

エラーコードをコマンド／ステータス・レジスコマンド
ｌ（コマンド名：ＴｓＴｋ　、％８図フローチャート）
は、初期化したマルチ・タスク制御用系子Ｉ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の処理が実行済かどう
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
先度の商いタスク）を実行状態に移すためＴＳＫＣＨＧ
フラク（内フラ算制御回路Ｃ０ＮＴの制御フラグ）をセ
ットして（ステップ■）、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
１への書込み情報は、例えは第１図のプロクラム・メモ
リ３の初期化プロクラムに予じめ格納され、タスク自答
に応じてプロクラムに史か■」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
ができる。

コマンド２（コマンド名：ＴｃＲＴ、Ｎｊ９図タイタイ
ムチャート初期設定の後、任怠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索子ｌのコマンドφパラメータ
・レジスタＣＰＩＯに書込まれる。

このコマンド２か実行されると、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０）。

エラーがなけれは、人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■）。

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つのフラグか含まれる。

ＲＵＮフラグはタスクか実行状態にあることを示す。

ＲＥＡＤＹフラグはタスクがレディー状態にあ凧てレデ
ィーＱに接続されていることをホす。

ＰＥＮＤＷＥＮＤフラグージ受信待ち状態にあることを
示す。

５ＵＳＩ）ＥＮＤフラグはタスクが停止状態にあること
を示す。

上記タスク制御ブロックＴＣＢの生成時（ステップ＠）
、同時にその甲のＲＥＡＤＹフラグをセットする。

そして、タスクの優先度か商い順にレディーＱに再接続
する（ステップ［相］）。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ントしくステッ
プ［相］）、実行状態のタスクとレディー〇の先頭に接
続されているタスクの優先度を比較させるためのＴＳＫ
ＣＨＧフラグをセントして（ステップ［相］）、第６図
はメインルーチンに戻る。

コマンド３（コマンド名：　ＴＤＥＬ　、　第１０図り
として実行する。

入力データにエラーかないかの検量（ステップ■）にお
いて、エラーかあれはコマンド／ステータス−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。

エラーがなければ、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、このデータに基ついて
メモリ・マツプＭＥＭＭＡＰ上で対応した領域を°゛０
″０″クリアステップ［相］）。ついでこのタスクかレ
ディー状態にあれは、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［株］）
、このタスク制御ブロックＴＣＢのすへてをクリアする
（ステップ［相］）。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：ＴＲ８Ｍ、ｉｌ１区１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
つ持切または停止中のタスクをレディー状態（再起動１
」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、まず人力データにエラーか
ないかの検量か行なわれ（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
ーコードを設定して（ステップ［相］）、メインルーチ
ンに戻る。

エラーかなけれは、指定されたタスクのＰＥＮＤＷＥＮ
ＤフラグＵＳＰＥＮＤフラクをリセットするとともにＲ
ＥＡＤＹ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尚い順序でレディー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ＴＳ
ＫＣＨＧフラクをセフラしくステップ［株］）メインル
ーチンに戻る。

コマンド５（コマンド名：ＴｓＰＤ、ｍｌ　２１１フロ
ーチヤート〕は、人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、人力データのエラーを
検査し、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からの入力信号（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［有
］）。外部イベントの指定かなけれはステップ■の処理
へスキップする。指定かある場合は、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ントして
（ステップ［相］）メインルーチンに戻る。使用されて
いなけれは、ボート３の入力信号の遷移による内部割込
みをイネーブルに】−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１」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（指定したタスクか
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Ｏ）。終われは、コマンド／
ステータス・レジスタＣＮ５Ｔに正常終了コードをセン
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を再度優先夏順にならひ換え（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フラグをセットして（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１８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。

人力データにエラーかあるかの検宜（ステップｏ）にお
いて、エラーかある場合はコマンド／ステータス−レジ
スタＣＮＳ　Ｔにエラーコードをセントして（ステップ
Ｏ）メインルーチンに戻る。

エラーかない場合、指定されたタスクのタスク１′理ブ
ロツクＴＣＢ内の優先度■（第３図参照）を人力データ
の変更優先度の値に書換える（ステップ０）。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１ｏ）、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［相］）。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フラグをセントして（ステップ
［相］）、メインルーチンに戻る。

コマンド７（コマンド名：ＴＳＬＩ　、第１４図フロー
チャート）は、人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占有時間を制限するためのコマン
ドである。すなわち、このコマンドは同−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
先度より高い優先度ケ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。より尚い侵先ｌｆ：を持
つレディー状態のタスクか存在すれば、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
がなくなれは有効となる。

このコマンド７が実行されると、まず、入力データのエ
ラーが検査される（ステップＯ）。エラーか検出された
場合は、コマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエ
ラーコードかセットされ−（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、入力データか時分割処理を
キャンセルする指定であるのかどうかを判定する（ステ
シブ＠）。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
５ＬＩＰＲＩをゝ゛０″０″クリアステップ［相］、（
ロ））。人力データが新たに時分割処理の設定を指定１
−る場合は、その入力データからタスクの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［相］）、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ｏ）メインル
ーチンに戻る。

コマンド８（コマンド名：Ｃ３ＥＴ、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から本糸子ｌ内のコマンド−パラメーターレジ
スタＣＰＩＯに、人力データとして時２分１秒データを
書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［相］入エ
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ントされて（ステップ［
相］）、メインルーチンに戻る。

エラーがなけれは、システム−クロック領域ＳＣＡに時
２分２秒のデータが移される（ステップＯ）。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子た
めのコマンドである。

このコマンド９が実行されると、システム・クロック領
域ＳＣＡから時１分２秒のデータが、マスタＣＰＵ２か
らアクセス可能なコマンド・パラメータ・レジスタＣＰ
ＩＯ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ットして（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１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ｉ」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（１
００Ｈ単位）を沓込みコマンドを実行する。

コマンドＩＯか実行されると、人力データのエラー検出
が行なわれる（ステソプリ）。エラーか検出されれば、
コマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにエラーコー
ドをセットして（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・メモリが空いているか
どうかのチェックを行なう（ステップ・）。空き領域が
なけれはコマンド／ステータス・レジスタＣＮ５Ｔにメ
モリ占有不ｉ」コードをセントして（ステップ［相］）
、メインルーチンに戻る。荒き領域が見つかれば、コマ
ンドを実行したタスクが要求したサイズたけメモリ・マ
ツプＭ　Ｅ　Ｍ　Ｍ　Ａ　Ｐ上の対応したビットにｌ　
″をセントする（ステップ０）。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（
第３図参照）にそれぞれの値を設定し覧（ス、テップ［
相］）、次にコマンド・パラメータ・レジスタＣＰＩＯ
に占有メモリ・先頭アドレスヲ個込む。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＋１（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ＩＪ　Ｉｎ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
ルていなけれは（ステップ［相］）、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。

既にワーク・メモリが占有されていれは、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ＭＥＭＭＡ
Ｐ上の対応したビットを”　ｏ　”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０及び占有メモリ・サイズ■の領
域をクリアする（ステップ＠）。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［相］）、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・タスク制御用素子１に対してコマンド１０（メモ
リ占有コマンド、ＭＡ、ＬＣ）ｆ実行する。また、タス
クか使用していたメモリが不要になり解放したい場合に
は、コマンドＩＩ（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１は、これらコマ
ンド１０．ＩＩによって、予しめ登録された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…ｉ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する
。

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・タスク制御用素子ｌへのワーク
・メモリ領域の設疋は、マルチ・タスク制御用素子ｌの
初期設定時（コマンド０の実行時）に行なわれる。

コマンド１２（コマンド名：　ＰＯ３Ｔ　、第１９図フ
ローチャート）は、本マルチ・タスク制御用素子１内に
設けられたメイルボックスＭＢＸと呼ばれるメモリ領域
に、データを送るためのコマンドである。メイルボック
スＭＢＸ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１３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ＣＰＩＯ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へ送るデータを掛込み、コマ
ンドを実行する。

コマンド１２か実行されると、人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ット
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ば、送信データを指定された番
号のメイル・ボックスＭＢＸに１込む（ステップ［相］
）。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・ボックス
ＭＢＸに送られてくるのを待っているタスクがあるかど
うかを調査する（ステップ（ハ））。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
Ｏ中のＰＥＮＤＷフラグおよびメイル・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Ｐ
ＥＮＤＷ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［相］）。

そして送信待ちのタスクがある場合、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］）、さらにＴＳＫＣＨＧ　
フラグをセットして（ステップ０）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・ホックス
ＭＢＸを介してデータを受け取るコマンドである。コマ
ンド・パラメーターレジスタＣＰＩＯにデータを受け取
るメイル・ボックスＭＢＸの番号を書込みコマンドを実
行する。コマンド１３が実行されると、ます入力データ
のエラー検査が行なわれ（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ば、指定したメイル・ボックス
ＭＢＸにデータが既に書込まれているかどうかチェック
する（ステップ［相］）。もし書込まれていなければ、
ＰＵＮフラグをリセット、ＰＥＮＤＷフラグをセントし
くステップ［相］）、またＴＳＫＣＨＧ　フラグをセッ
トする（ステップＯ）。

そして次に、コマンド／ステータス・レジスタ・ＣＮ５
Ｔにデータ来者コードをセットしくステップ・）、メイ
ンルーチンに戻る。既にデータか書込まれていれは、コ
マンド・パラメータ・レジスタＣＰＩＯに指定したメイ
ル・ボックスＭ　Ｂ　Ｘに畳込まれているデータを転送
しくステップ秒）、コマンド／ステータス・レジスタＣ
Ｎ５Ｔに正常終了コードをセットして（ステップ（ハ）
）、メインルーチンに戻る。

コマンド＋４（コマンド名：　ＰＭＯＤ　、第２１図フ
ローチャート）は、ポートｌとポート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にポートｌとポート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ｌ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（ステップＯ
）、メインルーチンに戻る。

タスクから発行された上記任意のコマンド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０）。エラーコードがセントされていればステ
ップ［株］ヘスキノプし、もしエラーコードがセントさ
れていなければ、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・）。ＴＳＫＣＨ
Ｇ　フラグが０″であればステップ［株］ヘスキップし
、”Ｉ”であればタスク切換えルーチンを実行する（ス
テップ［相］２．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＠または
ステップ・からスキップして、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［相］）。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
ラグがセット（゛′ビ′）されれば、タスク切換えルー
チンを実行する。第２２区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１（初期
設定終了および実行開始）の実行時かどぅがのチェック
を行なう（ステップ［相］）。

コマンドｌの実行時であればステップリヘスキノプし、
以降の処理により、先にコマンド０（初期設定）で短縁
したタスクの中がら、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べくマスタ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
ク制御プロｙりＴＣＥをレディー。がら切離しくステッ
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ＳＰＨに書込む（ステップＯ）。

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フラグをセットして（ステップ＠）、マ
スタＣＰＵ２に対して割込み信号ＩＮ了を発生する（ス
テップＯ）。

マスクＣＰ’Ｕ　２は、この割込み信号丁ｙ了に基つ（
マスタＣＰＵ２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φ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、マスクＣＰＵ２の１′
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、タスクが実行状態かどう
か検査される（ステップ［株］）。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）のタスク自身がコマンド５を実行
すると、コマンド処理ルーチンでＲＵ　Ｎフラグがセッ
トされ、サスペンド状態（ＳＵ・５ＰＥＮＤフラグセツ
ト）となっている。

この場合、ステップ［相］ヘスキノプし、旧スタック・
ポインタ・レジスタＳＰＢのデータを、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■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ｌからマスタＣＰＵ
２に割込み信号を発生する。

タスクが実行状態（ＲＵＮ状態）であれば、時分割処理
のタイム・アップ時間かどうか検査される（ステップ［
相］）。時分割処理指定のタスクがタイムアツプした時
にはステップ［相］ヘスキップする。

このスキップルーチンは後に説明１−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・アップ時でなければ、各タスクのタスク制御ブ
ロックＴＣＢ内を調査してレディー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］
）。なければ、すなわち、現在実行状態のタスク以外に
実行待ち（レゾ、「−）状態のタスクがなければ、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
るタスクがあれば、次に、実行状態のタスクの優先度の
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［相］）。実行状態のタスクの優先
度の方が劃けれは、同じく第６図のメインルーチンに戻
る。ステップ［相］、■でメインルーチンに戻れは、割
込み信号ＩＮＴ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になる。

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
か高ければ、実行中のタスクのタスク制御ブロックＴＣ
ＢをレディーＱに接続するとともに、ＲＵＮフラグをリ
セットする（ステップ［相］）。

そして、旧スタック・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［株］）、以降のス
テップ＠〜○　の処理を通して割込みを発生させる。な
お、ステップ蜘〜○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か
高くなったタスクである。割込み信号ＩＮ丁を発生した
後は第６図のメインルーチンに戻り、次のコマンド受は
入れ準備を行なう（第６図ステップ０）。

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図はポート３への人力による割込み処理で、コマ
ンド５（タスクの停止、ｉ＋２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に人力されている記号の遷移によってこのルー
チンか起動される。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ＩＣＥを優先度胆でレディーＱに接続しくステップ
○）、そのタスク制御ブロックＴＣＢ内の５ＵＳＰＥＮ
Ｄフラクをリセット、ＲＥＡＤＹフラグをセットする（
ステップ○）。すなわち、これによって停止状態のタス
クが再起動可能状態となるわけて、これか終れば割込み
処理ルーチンからリターンする。

第２４図はタイマによる割込み処理で、第２図のタイマ
ＴＭか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・クロック領域ＳＣＡに登録されている時計の値
（時２分１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図フロー
チャート）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
スクか存在すれば、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かなくなれば有効と
なる。上記ステップ■　の比較は、レジスタＳＬＩ　Ｐ
ＲＩ　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
スクが実行状態にない場合は面ちに割込み処理ルーチン
からリターンする。

レジスタＳＬ　Ｉ　ＰＲＩ　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クであれは、レ
ジスタＳ　Ｌ　Ｉ　ＣＮＴで登録されている時間が経過
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する
。Ｔなわち、マルチ・タスク制御用素子ｌ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
タＣＰ　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ＴＣＢをレディーＱの末尾に接続す
るとともに、ＲＵＮフラフラリセット、ＲＥＡＤＹフラ
グをセントしくステップＯ）、第２２図のタスク切換え
ルーチンをコールする（ステップ○）。

第２２図フローチャートにおいて、時分割処理指定のタ
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］へスキップする。そしてステップ［相］
−＠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■領域に旧
スタンク・ポインタ・しレジスタＳＰＨのデータを保存
する（ステップ［相］ンとともに、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ＴＣ
Ｂ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内のタスク・スタック・ポイン
タ０頭域のデータを新スタック・ポインタ・レジスタＳ
ＰＨに書込む（ステップ■）。そして最後にタスク・ス
テータス■にＲＵＮフラグをセットする（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・タスク制御用索子
】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（Ｄ生成）、コマンド３（タ
スクの消去）によりタスクを生成、消去し、タスクの入
れ換えを行なえはよい。そして、マルチ・タスク制御用
素子１により各タスクは優先皮類にマスタＣＰＵ２の占
面権を割当てられる。また、コマンド７（タスクの時分
割処理の設定）により、同一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可能である。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（タスクの優先度変更）によりマスタＣＰＵ
２のブロク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う。タスク実行中でコマンド７
（タスクの時分割処理の設定）を実行すれば、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１２（メツセージの送信）、コマンド１８（メ
ツセージの愛他）により、マルチ・タスク制御用素子ｌ
のメイル・ボックスＭＢＸを利用してタスク間のデータ
（メツセージ）の受授が行なえる。

コマンド１２を実行した際、実行したタスクよりも尚い
優先度を持つタスクか既にコマンド１３を実杓して持切
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。低い優先度をた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
になるだけで、本コマンド１２を実行したタスクかその
まま実行を継続する。コマンドＩ２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が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がコマンド１３を実
行すれは、コマンド１３を実行したタスクの順番に持切
状態となる。コマンド１２が実行されれば、持切状態で
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、ツクスＭＢＸにデータ（メツセージ
）が届いている場合には、そのタスクがコマンドΦパラ
メータ・レジスタＣＰＩＯより、直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
のデータ通信だけでなく、タスク間の同期および相互排
除を行なうことが゛口］能である。なお、タスク間の同
期および相互排除にお１、）で、メイル・ホックスＭＢ
Ｘ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りれ
ばならない場合かある。例えは、一方のタスクの処理か
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１２．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ができる。

■　タスク２、コマンド１３を実行。タスク２はメソセ
ージ未着のため前期状態となる。

■　タスク１の処理■をタスク２の処理■よりも先に実
行する。

■　タスクｌ、コマンド１２を実行。タスク２の処理■
の実行を許可する。

■　タスクの処理１１を実行。

次に相互排除であるが、複数のタスクか１つの共通の資
源、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ｌ、コマンド１２を実行。

■　タスク、コマンドＩ３を実行。既にコマンド１２が
実行されているため前期状態にはならず、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
によりタスクは前期状態となる。

■　タスク１、プリンタ使用。

■　タスクＩ、コマンドＩ２を実行。排他部分のロック
解除、同時にタスク２の排他部分をロック。

■　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
うこともてきる。

なお、本実施例におけるマルチ・タスク制御用索子ｌは
ハードウェアを１個のＬＳ　ＩＪ二に集積化したもので
あるが、個室回路要素を組合せ、装置とするようにして
何ら差支えない。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によるテノ＼イスは、時計の設定お
よび読出しかロエ能であるだけでなく、本デバイス１つ
てマルチ・タスク制御システムの時間制御か行なえるも
のであって、システムのスペース・ファクタか向上し、
またマスクＣＰｔＪのソフトウェアの負担を軽減できる
。

【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慣成例を
示Ｔ図、第２図は本冗明の一実力巾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頭載を説明する図、第４図は第２
図のメモリ・マツプＭ　Ｅ　Ｍ　Ｍ　Ａ　Ｐ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人
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２３図はイベント人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。 ■・・・マルチ・タスク制御用素子、２−マスタＣＰＵ
、３・・・プログラム・メモリ、６　・データ・・・・
内部演算制御回路、ＴＭ・・・タイマ、ＳＣＡ　システ
ム・クロック領域、ＭＩＶ　・マスク割込み制御レジス
タ、ＣＰＩＯ・コマンド９パラメーターレジスタ、ＣＮ
５Ｔ・コマンド／ステータス・レジスタ、ＳＰＮ・・新
スタック・ポインタ・レジス−タ、ＳＰＢ・・・旧スタ
ックーポインタ轡レジスタ。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）’；ｔ”、
　ｔｏ　ｒｘｈ チ、Ｉ２Ｃカ 手１４図 ｙ−、ｔｅし１ 第１５ヴ１ 手、／７ば１ ９り１ 第２２団 第２４陳Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、マスタＣＰＵにより実行される複数のタスクの首゛
   理を上記マスタＣＰＵ以外で行なうデバイスであり、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
   によりタスクの時間制御を行ない上記マスタＣＰＵに対
   して実行中のタスク切換用割込みを発生させる手段と、
   上記マスタＣＰＵからの時刻の設定および読出しを１」
   能とし、上記タイマー出力により計数される時計手段と
   を備えてなることを特徴とする７ルチ・タスク制御用デ
   バイス。