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発明の名称 マイクロコンピュータシステムシミュレーション装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−121404
公開日 平成7年(1995)5月12日
出願番号 特願平5−262812
出願日 平成5年(1993)10月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】中島 司朗
発明者 岩村 喜之
要約 目的


構成
割込み禁止および許可に関連する命令実行に連動して、命令実行部27が割込み禁止状態監視部21を制御し、割込み禁止状態監視部21は割込み禁止時間計測部22を制御する。また、割込み発生アドレス管理部23が管理している情報を使用して割込み発生判定部24が、割込み発生を判定する。さらに、割込み発生アドレス変更部28が、マイクロコンピュータの命令を実行する一連の動作と連動して、割込みを発生させるアドレスを変更する。
特許請求の範囲
【請求項1】 マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなるマイクロコンピュータシステムをターゲットとして、ターゲット上で走るプログラムによる動作をシミュレートするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置であって、プログラム中の命令を解析する命令解析手段と、命令解析手段の解析結果を基に命令をシミュレートする命令実行手段と、命令がシミュレートされる毎に、割り込み許可状態又は禁止状態を示すフラグを参照して割込み禁止状態にあるか許可状態にあるかを監視する割込み禁止状態監視手段と、割込み禁止状態監視手段の監視結果を受けて、許可状態から禁止状態に変化したことを検出したとき時間計測を開始し、禁止状態から許可状態に変化したことを検出したとき時間計測を終了する割込み禁止時間計測手段とを備えたことを特徴とするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置。
【請求項2】 マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなるマイクロコンピュータシステムをターゲットとして、ターゲット上で走るプログラムによる動作をシミュレートするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置であって、プログラム中の命令を解析する命令解析手段と、命令解析手段の解析結果を基に命令をシミュレートし、割込み禁止を指示する命令および許可を指示する命令をシミュレートした場合その旨を出力する命令実行手段と命令実行手段の出力を受けて、割込み禁止状態にあるか許可状態にあるかを監視する割込み禁止状態監視手段と、割込み禁止状態監視手段の監視結果を受けて、許可状態から禁止状態に変化したことを検出したとき時間計測を開始し、禁止状態から許可状態に変化したことを検出したとき時間計測を終了する割込み禁止時間計測手段とを備えたことを特徴とするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置。
【請求項3】 マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなるマイクロコンピュータシステムをターゲットとして、ターゲット上で走るプログラムによる動作をシミュレートするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置であって、割り込みを発生させるべきタイミングに対応するプログラム中のアドレスを記憶する割込み発生アドレス管理手段と、割込み発生アドレス管理手段が記憶するアドレスと、次にシミュレートすべき命令のアドレスを比較し、一致するか否かを判定する判定する割込み発生判定手段と、割込み発生判定手段が一致すると判定したとき、次にシミュレートすべき命令のアドレスを割込み処理が開始するアドレスに変更する割込み分岐手段と、次にシミュレートすべき命令を解析する命令解析手段と、命令解析手段の解析結果を基に命令をシミュレートする命令実行手段と、を備えたことを特徴とするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置。
【請求項4】 前記マイクロコンピュータシステムシミュレーション装置はさらに、割込み発生判定手段が一致すると判定したとき、割込み発生アドレス管理手段が記憶する一致したアドレスを他のアドレスに変更する割込み発生アドレス変更手段を備えたことを特徴とする請求項3記載のマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなるマイクロコンピュータシステムをターゲットとして、ターゲット上で走るプログラムによる動作をシミュレートするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、マイクロコンピュータは、家電製品、自動車、制御機器等あらゆる装置に組み込まれ広く利用されている。このような組み込み用途のマイクロコンピュータには、組み込み先の装置の用途や特性や、マイクロコンピュータの周辺回路に応じたアプリケーションプログラムが内蔵ROMに書き込まれている。
【0003】ところで、アプリケーションプログラムについては、組み込み先の装置の実機ないし試作機が未だ完成していなくても、デバッグ作業や動作確認が十分に行える環境が必要になる。このような環境を提供するのが、マイクロコンピュータシステムシミュレーション装置である。マイクロコンピュータシステムシミュレーション装置は、組み込むべき装置におけるマイクロコンピュータについて、その周辺回路の機能やマイクロコンピュータに対する入出力をシミュレーションを行う。これによりアプリケーションプログラムは、あたかも組み込み先の装置上で走っているのと等価な環境が与えられる。
【0004】図3は、従来のマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置のブロック図を示す。同図において、31は、割込みを発生させる周期を管理し、周辺回路等から入力されるべき割り込みを割り込み情報と共に周期的に発生させる割込み周期発生管理部である。
【0005】32は、前記割込み周期発生管理部からの割込み発生情報に基づいて割込み発生を判定する割込み発生判定部である。33は、割込み発生判定部32により割り込み発生があったと判定された場合、シミュレーションすべき命令のアドレスを当該割込み処理が開始するアドレスに制御を移す割込み分岐部である。
【0006】34は、割込み発生判定部32によって割り込み発生がないと判定された場合には次のアドレスの命令について、又は割込み分岐部33によって制御を移された場合はそのアドレスの命令について、命令解析を行う命令解析部である。35は、前記命令解析部の解析結果を基に、命令を実行する命令実行部である。
【0007】以上のように構成されたマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置について、以下その動作を説明する。この従来のマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置は、実際には不定期に発生する割り込み処理を、周期的に割込みを発生させることによりシミュレートするようになっている。割込み周期発生管理部31は、割込み発生させるべき周期を記憶しており、命令解析部34および命令実行部35による一連の命令実行毎に命令実行に要した時間を計算し、記憶している周期の時間が経過したときに、割込み発生情報を割込み発生判定部32に与える。割込み発生判定部32は、この割込み発生情報を使用して割込みを発生すべきか否かを判定する。割り込みを発生すべきであると判定した場合、割込み分岐部33を起動して次にシミュレートすべき命令のアドレスを当該割込み処理が開始するアドレスに制御を移す。命令解析部34は、割込み発生判定部32によって割り込み発生がないと判定された場合には次のアドレスの命令について、又は割込み分岐部33によって制御を移された場合はそのアドレスの命令について、シミュレーションすべきアドレスの命令を解析し、その結果を元にして命令を判別し、命令実行部35に命令を実行させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従来技術によれば、割り込みに関するシミュレーションが不完全であるという問題点を有していた。具体的には、第1にマイクロコンピュータシステムにおいて重要な指標である割り込み禁止時間の測定が容易にできないという問題があった。
【0009】第2に、割り込み処理は発生する時点が不特定であるにもかかわらず、割り込み発生が周期という時間で指定されているので、実際に発生する割り込み処理のすべてのケースをシミュレーションできないという問題点があった。言い換えるとプログラム中の任意の位置で割込みを発生させることができないという問題点があった。
【0010】本発明は上記問題点に鑑み、割込み禁止時間を容易に測定でき、実際に発生しうる割込み処理のあらゆるケースをシミュレートすることができるマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するために本発明のマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなるマイクロコンピュータシステムをターゲットとして、ターゲット上で走るプログラムによる動作をシミュレートするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置であって、プログラム中の命令を解析する命令解析手段と、命令解析手段の解析結果を基に命令をシミュレートする命令実行手段と、命令がシミュレートされる毎に、割り込み許可状態又は禁止状態を示すフラグを参照して割込み禁止状態にあるか許可状態にあるかを監視する割込み禁止状態監視手段と、割込み禁止状態監視手段の監視結果を受けて、許可状態から禁止状態に変化したことを検出したとき時間計測を開始し、禁止状態から許可状態に変化したことを検出したとき時間計測を終了する割込み禁止時間計測手段とを備えている。
【0012】また、マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなるマイクロコンピュータシステムをターゲットとして、ターゲット上で走るプログラムによる動作をシミュレートするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置であって、プログラム中の命令を解析する命令解析手段と、命令解析手段の解析結果を基に命令をシミュレートし、割込み禁止を指示する命令および許可を指示する命令をシミュレートした場合その旨を出力する命令実行手段と命令実行手段の出力を受けて、割込み禁止状態にあるか許可状態にあるかを監視する割込み禁止状態監視手段と、割込み禁止状態監視手段の監視結果を受けて、許可状態から禁止状態に変化したことを検出したとき時間計測を開始し、禁止状態から許可状態に変化したことを検出したとき時間計測を終了する割込み禁止時間計測手段とを備えている。
【0013】また、マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなるマイクロコンピュータシステムをターゲットとして、ターゲット上で走るプログラムによる動作をシミュレートするマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置であって、割り込みを発生させるべきタイミングに対応するプログラム中のアドレスを記憶する割込み発生アドレス管理手段と、割込み発生アドレス管理手段が記憶するアドレスと、次にシミュレートすべき命令のアドレスを比較し、一致するか否かを判定する判定する割込み発生判定手段と、割込み発生判定手段が一致すると判定したとき、次にシミュレートすべき命令のアドレスを割込み処理が開始するアドレスに変更する割込み分岐手段と、次にシミュレートすべき命令を解析する命令解析手段と、命令解析手段の解析結果を基に命令をシミュレートする命令実行手段と、を備えている。
【0014】前記マイクロコンピュータシステムシミュレーション装置はさらに、割込み発生判定手段が一致すると判定したとき、割込み発生アドレス管理手段が記憶する一致したアドレスを他のアドレスに変更する割込み発生アドレス変更手段を備えていてもよい。
【0015】
【作用】本発明は上記した構成によって、命令解析手段、命令実行手段により命令のシミュレーションが実行される毎に、割り込み禁止状態にあるか割り込み許可状態にあるかを割込み禁止状態監視手段が監視し、監視結果を受けて割込み禁止時間計測手段が割込み禁止区間の時間を計測する。
【0016】また、割込み発生アドレス管理手段が管理しているアドレスを使用して割込み発生判定手段が、割込み発生すべきか否か判定する。これにより、プログラム中の任意の位置で割込みを発生させることができる。さらに、割込み発生アドレス変更手段が割込みを発生させるアドレスを変更することによって、割込み発生位置を自動的に変更する。
【0017】
【実施例】以下本発明の一実施例のマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施例におけるマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置のブロック図を示す。同図において、11は、命令実行部14により1つの命令がシミュレートされる毎に、プログラムステータスワード中の割込み許可フラグを参照して割込禁止状態及び許可状態を監視する割込み禁止状態監視部である。
【0018】12は、割込み禁止状態監視部11から制御され、割込み禁止状態になった時点から禁止状態が解除された時点までの割込み禁止区間の時間を計測する割込み禁止時間計測部である。13は、割込み禁止状態監視部11の監視が終了した時点で、シミュレーションすべき命令の解析を行う命令解析部である。
【0019】14は、命令解析部の解析結果を基に、機械語レベルの命令シミュレーションを実行する命令実行部である。以上のように構成された本発明の実施例におけるマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置について、その動作を説明する。
(1)割込み禁止状態監視部11は、1つの機械語命令をシミュレートする一連の処理の最初で、割込み禁止状態と割込み許可状態との間で状態が変更されたかどうかを監視し、その結果に応じて禁止時間計測部12又は命令解析部13を制御する。具体的には、禁止状態監視部11は、監視の結果、(1.1)状態が変更されていない場合には直ちに命令解析部13を起動する。(1.2)割込み許可状態から割込み禁止状態に変更している場合には、割込み禁止時間計測部12に対して割込み禁止時間の計測を開始するよう制御した後、命令解析部13を起動する。(1.3)割込み禁止状態から割込み許可状態に変更している場合には、割込み禁止時間計測部12に対して割込み禁止時間の計測を終了するよう制御した後、命令解析部13を起動する。
【0020】(2)命令解析部13は、シミュレートすべき命令を解析する。この解析結果を受けて、命令実行部14は命令をシミュレートする。アプリケーション中のシミュレートすべき命令が残っていれば、禁止状態監視部11を起動し、すべての命令のシミュレーションが完了すれば、終了する。
以上のように本実施例によれば、命令をシミュレートする毎に割込み禁止および許可状態を監視する割込み禁止状態監視部を設けることにより、割り込みの禁止/許可を表す特定のデータ(ここでは、プログラムステータスワードなどの割込み許可フラグ)のみを監視することによって、容易に割込み禁止時間を測定することができる。
【0021】以下、本発明の第2の実施例について図面を参照しながら説明する。図2は、本発明の第2の実施例におけるマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置のブロック図を示す。同図において、21は、割込み禁止を指示する命令および割り込み許可を指示する命令のシミュレーション結果を受けて、割込み禁止および許可状態を監視する割込み禁止状態監視部である。
【0022】22は、前記割込み禁止状態監視部から制御され割込み禁止区間の時間を計測する割込み禁止時間計測部である。23は、割り込みを発生させるべきタイミングに対応するプログラム中のアドレスを管理する割込み発生アドレス管理部である。言い換えると、実際のアプリケーションにおいてはプログラム中の不特定の位置で割り込みが発生するので、シミュレーションに際して、任意の位置で割込み処理のシミュレーションを開始し得るように、プログラム中のどのアドレスのタイミングで割り込みを発生させるかを管理し、そのアドレス(以後、割込みを発生すべきアドレス)を出力する。
【0023】24は、前記割込み発生アドレス管理部が出力するアドレスと、次にシミュレーションすべき命令のアドレスとを比較し、一致していれば割込みを発生をすべきで有ると判定し、一致していなければ命令実行部27を起動する割込み発生判定部である。25は、割込み発生判定部24により割り込みを発生すると判定された場合、次にシミュレーションすべき命令のアドレスを、当該割込み処理が開始するアドレスに制御を移す割込み分岐部である。
【0024】26は、シミュレーションすべき命令の命令解析を行う命令解析部である。命令実行部27は、シミュレーションすべき個別の機械語命令に対応する命令1実行部271〜命令n実行部27nを備えて構成され、前記命令解析部の解析結果に基づいて対応する命令i実行部(i=1〜n)において当該命令を実行する。命令実行部27において、割り込み禁止および割り込み許可に関連する命令の実行結果は、禁止状態監視部21に出力される。本実施例では、命令2実行部272、命令n実行部27nは、それぞれ割り込み許可フラグをリセットする割り込み禁止命令、割り込み許可フラグをセットする割り込み許可命令を実行し、その結果を禁止状態監視部21に出力する。
【0025】28は、発生判定部24により割り込みを発生すべきであると判定されたとき発生アドレス管理部23が管理する割り込みを発生すべきアドレスを他のアドレスに変更する。割込みを発生させるアドレスを変更する割込み発生アドレス変更部である。以上のように構成されたマイクロコンピュータシステムシミュレーション装置について、以下その動作を説明する。
【0026】(1)割込み発生判定部24は、割込み発生アドレス管理部23から入力される割込みを発生すべきアドレスと、次にシミュレーションすべき命令のアドレスとを使用して、シミュレーション中の今の時点で、割込みを発生させるかどうかを判定する。
(2)割込み発生判定部24が割り込みを発生すると判定した場合には、割込み分岐部25を起動する。割り込み分岐部25は、次にシミュレートする命令のアドレスを当該割り込み処理の開始アドレスに変更し、命令解析部26を起動する。
【0027】(3)割込み発生判定部24が割り込みを発生させないと判定した場合には、命令解析部26を起動する。
(4)命令解析部26は、命令を解析する。この命令解析結果に応じて、命令実行部27内の部分構成要素(271、272、273、...27n)が命令をシミュレートし、その後割り込み発生アドレス変更部28を起動する。このとき、割込み禁止および許可に関連する命令実行(本実施例では、命令2実行部あるいは命令n実行部による命令実行)を行った場合には、その実行結果を割込み禁止状態監視部21に出力する。
【0028】(5)割込み禁止状態監視部21は、命令2実行部272および命令n実行部27nの実行結果を受けて、割り込み禁止/許可状態が変更された場合には、変更された状態に応じて割込み禁止時間計測部22を制御する。具体的には割込み禁止状態監視部21は、監視の結果、(5.1)割込み許可状態から割込み禁止状態になった場合には、割込み禁止時間計測部22を制御して、割込み禁止時間の計測を開始させる。(5.2)割込み禁止状態から割込み許可状態になった場合には、割込み禁止時間計測部22を制御して、割込み禁止時間の計測を終了させる。(6)割込み発生アドレス変更部28は、割込み発生判定部24により割込みを発生させると判定された場合、割込み発生アドレス管理部23に記憶されている割込み発生アドレスを、指定されていたアドレスの次の命令のアドレスに変更する。また、割り込み発生アドレス変更部28は、アプリケーション中のすべての命令のシミュレートが完了すれば、シミュレーションを終了させ、完了していなければ、(1)で説明した割り込み発生判定部を起動する。
【0029】以上のように本実施例によれば、割込み禁止および許可に関連する命令実行を行った場合でのみ、割込み禁止状態の監視を行うので、より高速にシミュレーションを行うことができる。また、プログラム中で割込みを発生させるアドレスを指定でき、さらに、そのアドレスを連続的に変更することができる。なお、本実施例では、割り込み発生アドレス管理部23がプログラム中の1つのアドレスについて記憶し、割り込み判定部24が次にシミュレートすべき命令のアドレスと一致するか否かにより割り込み発生を判定したが、これに限らず、割り込み発生アドレス管理部23が割り込みが発生し得る範囲の先頭アドレスと末尾のアドレスを記憶するようにしてもよい。その場合、割り込み発生判定部24は、次にシミュレートすべき命令のアドレスがその範囲内にあるか否かを判定する構成にすればよい。また、割り込み発生アドレス管理部23は割り込み発生アドレスとして、複数個のアドレスを記憶してもよい。この場合、割り込み発生判定部24は、次にシミュレートすべき命令のアドレスが複数個のアドレスの何れかと一致するか否かを判定する構成にすればよい。
【0030】さらに、割り込み発生判例部24は、割込み発生アドレス管理部のアドレス情報のみでなく、他の情報(割込み禁止および許可状態、割込み発生周期など)とあわせて、割込み発生を判定する構成にしてもよい。また、割込み発生アドレス変更部28は、本実施例では次の命令のアドレスに変更することにより、プログラムのすべての位置で割込み発生をシミュレートすることができるように構成されているが、これに限らず、例えば、割り込みが発生するプログラム中の範囲が予めわかっている場合には、その範囲内のアドレスに順に変更するように構成してもよい。あるいはアドレスをランダムに変更するように構成してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上のように説明してきたように本発明のマイクロコンピュータシミュレーション装置によれば、第1に、割り込み禁止状態監視部の監視結果に応じて割り込み禁止時間計測部が割り込み禁止時間を計測するので、マイクロコンピュータシステムにおいて重要な指標である割り込み禁止時間の測定が容易にできるという効果がある。
【0032】第2に、割り込み発生アドレス管理部に任意に記憶されたアドレスの命令をシミュレーションするときに、割り込み発生判定部は割り込みを発生させるので、プログラム中の任意の位置で割込みを発生させることができ、実際に発生する割り込み処理のすべてのケースをシミュレーションできるという効果がある。




 

 


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