处理器系统技术方案

在一个处理器系统中对各种任务设有不同的存储装置（８），所述存储装置在所有情况下具有一个对指令计数进行存储的存储器组（９）、一个用于暂存数据的寄存器（１０）和状态寄存器（１１）。当出现将导致由瞬时任务向一新的任务转换的中断事件（ＥＶ）时，将通过控制器（２１）实现由分配给在先的任务的存储装置（８）向分配给新任务的存储装置（８）的转换。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按照权利要求1前序部分所述的一种处理器系统，所述处理器系统可以对中断进行处理。诸如调制解调器或所谓的电路插件板等电信终端必须能够对特定的软件-或硬件事件进行反应。如果出于控制的目的在这种电信终端中采用一个处理器系统，则在处理器系统中为对上述的事件进行反应通常必须具有中断处理功能。为对中断进行处理，将对在处理器系统中引起中断的具体事件进行监视。一旦检测出出现中断事件，则将产生一个相应的中断-要求信号并且将该信号传递给处理器系统的处理单元，处理单元接着求出相应的中断例行程序的起始地址，所述中断例行程序在处理器系统中执行中断。如果同时出现多个中断事件，则根据预定的模式仅选出一特定的中断事件用于执行相应的中断。中断前在处理器系统中任务的程序计数(PC)值被存储在存储器组中，接着实施中断例行程序。在结束中断例行程序后可以通过对存储的程序计数的调取重新对原来的任务继续运行。通常在实施中断例行程序之前不仅必须对程序计数的瞬时值进行存储，而且还必须将在出现中断事件之前的其它有关处理器系统的状况以及在处理器系统上的任务运行的信息储存起来。该状态信息尤其涉及寄存器存储内容或零-及进位-标志等。所以为加速在已知存储器系统中的中断处理必须采用所谓的影子寄存器，所述影子寄存器是仅在中断时为了存储上述状态信息才出现的并且在平时不采用的附加存储器(例如参见“ARM系统结构”，施特弗·费尔泊、阿迪生-韦斯利著，1996)。在上述信息进行存储时，采用此方式可以避免寄存器存储指令过于耗费时间。但只有当处理器中仅有一个任务运行(“任务”)时，上述方案才是有效的措施。在所谓的对多个任务同时或几乎同时进行的“多任务”处理器系统中，并不能直接应用该方案，这是因为在此对各个任务运行必须考虑不同的程序计数。另外上述方案由于必须采用附加的影子寄存器也较为昂贵。所以本专利技术的目的在于提出一种具有中断处理功能的处理器系统，其中可以用较小的代价实现由一相应的中断导致的任务运行的转换。根据本专利技术通过具有权利要求1的特征的处理器系统实现了本目的。从属权利要求给出了本专利技术的有益的和优选的实施方式。根据本专利技术设有对不同的任务运行(“任务”)的不同的存储装置，其中存储装置尤其具有一某个任务运行的程序计数的存储器、用于中间存储实施某个任务运行时的数据的寄存器和用于存储诸如进位-或零-标志等状态的状态寄存器。当出现特定的中断事件时应从一个任务运行转换到另一任务运行时，为此必须只转换到分配给新的任务运行的存储装置上。采用此方式通过设有对不同的任务运行的硬件分区可以实现硬件支持的处理器系统的多任务-工作，而不必在向一新的任务运行转换时进行多道存储过程。优选在优先等级控制下进行不同中断的处理，其中对相应的中断事件以及在处理系统中运行的任务运行分配有各自的优先等级。优选确定出一个将导致任务运行转换的特定的优先等级。只有具有该特定的优先等级的事件可以导致任务运行转换。所有其它的事件仅导致产成相应的中断例行程序的起始地址。本专利技术例如适用于诸如调制解调器或电路插件板等电信终端，尤其适用于任何数字用户线(×DSL)-终端。下面将对照附图并结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。图中示出附图说明图1为根据本专利技术的一优选实施例的处理系统的简化的方框图；图2示出在图1中所示的程序控制单元的可能的实现方案；图3示出在图2示出的事件评估单元的可能的实现方案，和图4示出在图3中示出的监视单元的可能的实现方案。在图1中示出的处理器系统包括一个处理单元1，所述处理单元另外包括一个程序控制12器以及一个指令译码器5、一个所谓的转移控制单元(BCU)6和至少一个算术逻辑单元(ALU)7。另外对于每个在处理系统中实施的任务运行(Task)设有一个单独的或任务运行-专用的硬件环境8，所述硬件环境在所有情况下都具有一个存储器组9、一个具有一个或多个寄存器10的寄存器组和一个或多个状态寄存器11。在存储器组9中在任何情况下都存储有相应的任务运行的程序计数的瞬时值。寄存器10用于在处理相应的任务运行时对数据进行暂存。与此相反设有用于存储诸如零-或进位-标志的状态信息或状态标志的状态寄存器11，因而状态寄存器的内容分别表明相应的任务运行的瞬时状态。程序控制12对多个中断-事件EV进行监视。当出现特定的中断事件时，将开始一相应的中断例行程序或进行任务变换。因此程序控制器12将在所有情况下确定实时的任务以及在该任务中的有待执行的指令和随之该任务运行计数值并输出相应的信息。利用该由程序控制12输出的程序计数PC值可以对程序存储器2进行存取并读出一相应的指令INST。由指令译码器5对该指令INST进行译码并输送给BCU 6和ALU 7以便执行，其中前述两个单元了解有待处理的任务编号。BCU 6与指令译码器5一起保证始终可以对正确的硬件环境8，即为有待处理的任务实际提供的硬件环境进行存取。其中BCU 6用于在为各个程序计数PC设有的存储器组9之间进行硬件转换，同时BCU 6利用硬件的转换以及由指令译码器5在软件上利用内部指令对寄存器10和状态寄存器11进行存取。ALU 7最后在采用相应的硬件环境8下执行指令INST，其中为此必须对数据存储器3进行选址，在该数据存储器上存储有地址信号ADR并且利用一控制信号R/W确定是否应从数据存储器3中读出数据DATA或写入数据存储器3。同样由于执行指令时需要对一个或多个输入/输出端口4进行选址，在所述端口上加入一选址信号ADR，从而可将数据DATA由输出端口4读出以及通过输入端口4写入。图2示出程序控制器12的可能的实现方案。评估单元13对各个中断-事件EV的出现进行监视并根据此产生一带有用于相应的中断例行程序的起始地址VEC的中断-要求信号IRQ或用于启始任务转换的具有有待转换到某个任务的信息TASK的转换信号SWITCH。控制单元21接收到评估单元13输出的信息并据此如上所述促使应用正确的硬件环境8。为此控制单元21一方面将一个有关瞬时有待执行的任务的信息CTASK输出给指令译码器5和BCU 6以及另一方面输出与该任务CTASK相符的用于对程序存储器2选址的程序计数PC。在优先等级控制下进行中断处理。为此对每个任务和每个中断事件EV分配有各自的优先等级。控制单元21将瞬时任务运行的优先等级PRIO通告给评估单元13。原则上讲只有当相应的中断事件具有高于任务的优先等级时，任务才被中断所中断。因此如果也可以由具有较低的优先等级的中断事件中断相应的任务时，则一个任务的优先等级必须通过该任务运行本身或另一个任务降低。一个具有最高优先等级的任务只能由同样具有最高优先等级的中断事件加以中断。此点例如涉及的是“复位”中断。在各种优先等级内确定一特定的仅导致任务变换的优先等级，即仅具有这种优先等级的中断事件才可以导致各个任务间的变换，从而只有在出现中断事件时才会产成图2所示的信息SWITCH和TASK并输送给控制单元21。所有其它的中断事件仅导致由控制单元13输出一个带有包括有有待执行的中断例行程序的转移-或起始地址的向量VEC的中断要求IRQ。因此输送给控制单元21的是信号SEITCH和TASK或信号IRQ和VEC。在第一种情况下将调取一相应的中断例行程序，而在第二种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多任务－处理器系统，具有一个程序控制器（１２），所述程序控制器具有一个用于监视中断事件（ＥＶ）出现的评估单元（１３）和一个当评估单元（１３）判定出现中断事件（ＥＶ）时用于对实施中断例行程序进行控制的控制单元（２１），其中对在多任务－处理器系统中的不同的任务设有不同的存储电路（８），并且控制单元（２１）的设计应在出现特定的中断事件（ＥＶ）时启动从分配给迄今的任务的存储电路（８）向分配给新的任务的存储电路（８）的转换，其中所述中断事件将导致从目前的任务向一新的任务的转换并且具有一特别预定的优先等级，其中存储电路（８）在所有情况下为配属的任务运行的程序计数具有一个存储器（９）、至少一个用于对在实施所配属的任务过程中产生的数据进行暂存的数据寄存器（１０），和至少一个用于存储所配属的任务的状态信息的状态寄存器（１１），其中为具体的中断事件分配有各自的优先等级并且具有至少一个为向新的任务转换的特定的优先等级，并且其中当评估单元（１３）判定出现一具有特定优先等级的中断事件（ＥＶ）时，将一用于由瞬时的任务向相应的新的任务转换的相应的要求（ＳＷＩＴＣＨ）传递给控制单元（２１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：彼得霍贝尔，克里斯蒂安延克纳，聂晓宁，
申请(专利权)人：印芬龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]