[发明专利]采用存储体转换方式的数据处理装置及其方法

说明书

本发明是关于子程序执行装置及方法，特别是关于在具有由两个以上存储体组成的程序存储器的系统中执行子例行程序以及中断处理程序的数据处理装置及其方法。

要使数据处理系统执行一定的数据处理操作就必须有程序。为此，通常最简单的数据处理系统中也都包含有：存放各种数据和由外设装置提供的用户程序等的主存储器;存放该处理系统固有程序等的程序存储器;和根据这些程序进行数据处理的中央处理装置（CPU）。

但是，随着数据处理系统的多功能化，其处理程序的规模也日益巨大，这就使存放处理程序的存储区增加。在这种情况下，由于CPU的存储器容量取决于CPU可利用的地址位（毕特）数，就不可能将规模很大的处理程序全部存放到该存储区内。为解决这一问题设置了多个存储体，以实现通过转换存储体来扩大CPU存储器范围的存储体转换方法。此时各个存储体中存放不同的处理程序。通常根据在存储体之外设置的主存储器的共用区域内存放的存储体转换专用控制程序来进行存储体转换。

可是从存储器容量方面来考虑，程序区域是有限制的，不可能在主存储器中设置这样的共用区，在较小容量的系统中，就有必要由存储体之内的处理程序执行对存储体转换的控制。在日本专利公开昭62-120543中展示了这样的存储体的转换，下面将对照图1对该专利公开所展示的现有存储体转换方法作简要说明。

参看图1，存储体A和存储体B具有地址0000H～FFFFH，其中由0000H到1FFFH的存储器范围分配给程序使用。而且该数据处理系统还被作为是在指令执行过程中即取走下一指令的预取指方式工作系统。

首先，CPU访问存储体A，顺次逐步读出其中存放的程序的各条指令。在进行到地址为X时，读出存放在其中的存储体转换指令后，被访问的存储器即由存储体A向存储体B转换。这种存储体的转换依靠地址中的附加位（毕特）来实现。也就是说，此附加位和指定地址的地址计数器（程序计数器）的计数值组合起来构成存储体地址。例如，以“0”作为针对存储体A的附加位值。而以“1”作为针对存储体B的附加位值。在地址为00000～0FFFF时访问存储体A，而在地址为10000～1FFFF时访问存储体B。

采用这一存储体转换方式时，由存储体转换指令对附加位（这在存储器的适当位置上，实际被存放在扩展地址寄存器中）进行更新，来作存储体转换，但程序计数器维持不变。因而程序计数器输出的存储器访问地址即成为地址X，X+1，X+2……。由此，在存储体B中即继续执行其中的地址X+2以后所存储的程序指令。同时，由于这里是假定为采用预取指方式的系统，所以由访问存储体A的地址X所读出的存储体转换指令，在对下一地址X+1进行访问的时钟周期内被执行，就这样来完成存储体转换过程。这时，由于在地址X+1所读出的指令属于存储体A是无用的，所以就在存储体A的地址X+1中存放指令“NOP”（空操作）。结果，在地址X+2被访问的定时周期无指令执行，而仅只由存储体B的地址X+2（图1中的斜线部分）读出指令。在地址X+3被访问时，即执行存储体B的地址X+2的指令。

因此，如将这种存储体转换方式应用到执行子例行程序中，就产生了下面的问题。过去为了避免程序的冗长并考虑到程序区间利用效率的问题，将反复使用的程序作为子例行程序存放在另外的存储区内，并采用了在需要时调用这种子例行程序的程序操作方法。现在所要采用的上述存储体转换方法，则是由一个存储体的主程序调用另一个存储体的子例行程序。在这种情况下，当主程序需要多次调用子例行程序时，就必须对主程序内的存储体转换地址和子程序的首地址进行地址组合，在作程序开发时需要很多时间，从而使程序开发效率降低。

此外，当欲调用的子例行程序数（种类）很多时，有需要进行地址组合这样的限制，就不可能再进行所期望的程序开发。而且当设有3个以上的存储体时，也会产生和上述应用存储体转换方式时的同样的困难，几乎不可能进行子例行程序的嵌套等操作。

要克服这样的困难，应将必要的子例行程序全都存储到各存储体中，但这样一来各存储体所需的存储容量就很大，要将所期望的程序全部存入有限的程序存储区内是不可能的。

而且在与子例行程序相似的处理程序中还有中断处理子程序。这种中断处理子程序，虽然就作为一个存放在主程序之外的另一存储区内的独立程序这一点来说，与子例行程序相似，但就其与主程序的处理内容完全无关这一点来看，则完全不同。在下面的说明中，将子例行程序和中断处理子程序总称之为与其它程序意义有别的子程序。