DE19708008C2 - Mikrocomputer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrocomputer, der mit einer Überwachungsschaltung zur Überwachung, d. h. zur Verfolgung von Verarbeitungsabläufen in einer in dem Mikrocomputer vor­ handenen Zentraleinheit (CPU), versehen ist.

Bei der Entwicklung von Computersystemen ist Entwicklungsar­ beit im Hinblick auf eine Verifikation erforderlich, ob Ver­ fahren bzw. Programme zur Steuerung von Verarbeitungsabläufen in der Zentraleinheit (Zentralverarbeitungseinheit, CPU) richtig ausgeführt werden oder nicht. Desweiteren werden seit kurzem Ein-Chip-Mikrocomputer mit einer eingebauten Überwa­ chungsschaltung zur Überwachung von durch die Zentraleinheit bereitgestellten Befehlen oder dergleichen verwendet.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines derartigen herkömmlichen Mikrocomputers. In Fig. 6 bezeichnet Bezugszei­ chen 100 einen Ein-Chip-Mikrocomputer, Bezugszeichen 110 eine Zentraleinheit (CPU), Bezugszeichen 120 einen Speicher zur Speicherung eines Programms zur Steuerung von Verarbeitungs­ abläufen in der Zentraleinheit (CPU) 110, von Daten und der­ gleichen, Bezugszeichen 130 eine Bus-Schnittstellen­ einrichtung zur Verbindung von Bussen der Zentraleinheit (CPU) 110 mit Bussen des Speichers 120, und Bezugszeichen 140 eine Überwachungseinrichtung zur Verfolgung der Ausführung eines Befehls durch die Zentraleinheit (CPU) 110. Desweiteren bezeichnet Bezugszeichen 150 einen Tri-State-Puffer, Bezugs­ zeichen 160 ein Flag-Register zur Speicherung eines Flags (Marke) zur Bestimmung, ob die Überwachungseinrichtung Verar­ beitungsabläufe in der Zentraleinheit (CPU) 110 verfolgt oder nicht, Bezugszeichen 170 eine Speichereinrichtung zur Spei­ cherung von durch die Überwachungseinrichtung 140 erhaltenen Überwachungsinformationen und Bezugszeichen 180 einen exter­ nen Anschluß, über den ein Signal außerhalb des Mikrocompu­ ters zur Einstellung des Flags in dem Flag-Register 160 an das Flag-Register 160 angelegt wird. Außerdem bezeichnet Be­ zugszeichen 191 einen Datenbus, Bezugszeichen 192 einen Adreßbus, Bezugszeichen 193 eine Gruppe Steuersignalleitun­ gen, Bezugszeichen 194 einen CPU-Datenbus und Bezugszeichen 195 einen CPU-Adreßbus.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der herkömmlichen Mikrocom­ puters beschrieben. Die Überwachungseinrichtung 140 kann Si­ gnale auf dem CPU-Adreßbus 195 und dem CPU-Datenbus 194, die die Zentraleinheit (CPU) 110 mit der Bus- Schnittstelleneinrichtung 130 verbinden, entsprechend einem Signal auf der Gruppe 193 der Steuersignalleitungen speichern und einen Teil von Überwachungsinformationen über die Art ei­ nes durch die Zentraleinheit (CPU) 110 ausgeführten Befehls, die einen Speicherplatz in dem Speicher bestimmende Adresse, an dem der Befehl gespeichert ist und durch den Befehl verar­ beitete Daten liefen. Wenn das Flag-Register 160 mittels des externen Anschlusses 180 in einen Zustand mit hohem Pegel versetzt ist, d. h. wenn die Überwachungseinrichtung einen derartigen Teil von Überwachungsinformationen in der Spei­ chereinrichtung 170 speichern kann, werden die durch die Überwachungseinrichtung 140 bereitgestellten Überwachungsin­ formationen mittels des Tri-State-Puffers 150 in die Spei­ chereinrichtung 170 geschrieben. Wenn die Summe aller Teile von aufeinanderfolgend in der Speichereinrichtung 170 gespei­ cherten Überwachungsinformationen die Speicherkapazität der Speichereinrichtung 170 überschreitet, wird der älteste Teil der Überwachungsinformationen gelöscht, so daß ein neuer Teil von Überwachungsinformationen in der Speichereinrichtung 170 gespeichert werden kann. Wenn das Flag-Register 160 anderer­ seits in den Zustand mit niedrigem Pegel versetzt ist, kann ein Teil von Überwachungsinformationen von der Überwachungs­ einrichtung 140 nicht in der Speichereinrichtung 170 gespei­ chert werden.

Daher ist mit einem derartigen herkömmlichen Mikrocomputer mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ein Problem dahinge­ hend verbunden, daß sich zur Überprüfung des Hauptdatenstroms bei einem Ablauf eines Programms (Softwareprogramms, Soft­ ware), d. h. zur Überprüfung des Ablaufs des Programms von ei­ ner breiten Perspektive aus, die Menge zu überwachender In­ formationen erhöht und daher eine Speichereinrichtung mit ho­ her Speicherkapazität erforderlich ist.

Aus dem IBM Techn. Discl. Bull., Dezember 1991, Seiten 259 bis 261, ist eine eingebettete Ereignisverfolgung bzw. - überwachung bekannt, wobei eine selektive Überwachung durchgeführt werden kann. Bei der selektiven Überwachung wird das Ereignis durch Anwendung einer Überwachungs-Filtermaske auf das Identifizierungskennzeichen des Ereignisses gefiltert. Wird durch die Maskierung erkannt, daß das Identifizierungskennzeichen des Ereignisses zu überwachen ist, wird das Ereignis zu dem Überwachungspuffer hinzugefügt. Im anderen Fall wird das Ereignis verworfen.

Aus der DD-PS 206 596 ist eine Anordnung zur prozeßorientierten Programmablaufkontrolle im Echtzeitbetrieb bekannt. Die Anordnung besteht aus einem Mikrorechner, einem Markierungsspeicher, RAM-Speichern, einer Steuerlogik, einem DA-Wandler, Adreßzähler, Adreßmultiplexer, Resetzähler und einem Datenmultiplexer, wobei der Markierungsspeicher und die beiden RAM-Speicher das Kernstück der Anordnung bilden. Der Markierungsspeicher wird durch die Mikrorechneradressen adressiert und parallel zum Programmspeicher des Mikrorechners betrieben. In einer Vorbereitungsphase werden die Art der auszulösenden Abspeicherungsaktivität und eine dazugehörige Marke in dem Markierungsspeicher gespeichert. Während des Echtzeitbetriebs werden die Informationen von Interesse in einem der zwei RAM-Speicher und die dazugehörige Marke in dem anderen RAM-Speicher gespeichert, wenn vom Markierungsspeicher eine entsprechende Markierung erkannt wurde.

Die US 4 835 675 offenbart eine Speichereinrichtung zur Verfolgung bzw. Überwachung von Daten, die Daten von einer Busleitung zusammen mit einer Gruppe Markierungsbits oder einem vorbestimmten Code empfängt und aufzeichnet, der eine durch eine Schaltung erfaßte Adresse anzeigt. Obwohl die Anzahl an Datentypen durch die Anzahl der Bits für die Codes begrenzt ist, können die Datentypen bei diesem Datenüberwachungsverfahren voneinander durch den Code selbst dann unterschieden werden, wenn die Auftrittsperioden der Daten unterschiedlich sind, und des weiteren kann die Kapazität des Speichers vollständig ausgenutzt und eine Speicherkapazität-Vergeudung vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikrocomputer mit geringem Schaltungsumfang derart auszugestalten, daß der Hauptdatenstrom bei dem Ablauf eines Programms selbst dann überprüft werden kann, wenn die Speicherkapazität einer Speichereinrichtung zur Speicherung von Überwachungsinformationen über einen Ablauf eines Programms nicht ausreichend ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Mikrocomputer gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Mikrocomputers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Darstellung eines Teils einer in Assemblersprache geschriebenen Programm-Quelldatei,

Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm, das den Zeitverlauf von Signa­ len darstellt, die in dem in Fig. 1 gezeigten Mikrocomputer des ersten Ausführungsbeispiels auftreten, wenn eine Zen­ traleinheit einen Schreib-Befehl ausführt,

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm, das den Zeitverlauf von Signa­ len darstellt, die in dem in Fig. 1 gezeigten Mikrocomputer des ersten Ausführungsbeispiels auftreten, wenn die Zen­ traleinheit den Befehlscode einer Markierung in dem Fall de­ kodiert, daß eine Überwachungseinrichtung einen Ablauf eines Programms verfolgen kann,

Fig. 5 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Mikrocomputers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 6 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines mit einer Über­ wachungseinrichtung versehenen herkömmlichen Mikrocomputers.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Mikrocom­ puters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In Fig. 1 be­ zeichnet Bezugszeichen 200 einen Ein-Chip-Mikrocomputer, Be­ zugszeichen 210 eine Zentraleinheit (CPU), Bezugszeichen 220 einen Speicher zur Speicherung eines Programms zur Steuerung von Verarbeitungsabläufen in der Zentraleinheit (CPU) 210, von Daten und dergleichen, Bezugszeichen 230 eine Bus- Schnittstelleneinrichtung zur Verbindung von Bussen der Zen­ traleinheit (CPU) 210 mit Bussen des Speichers 220, und Be­ zugszeichen 240 eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung oder Verfolgung der Ausführung eines Befehls durch die Zen­ traleinheit (CPU) 210. Desweiteren bezeichnen die Bezugszei­ chen 250 und 251 jeweils einen Tri-State-Puffer, Bezugszei­ chen 260 ein Überwachungs-Flag-Register zur Speicherung eines Flags zur Bestimmung, ob die Überwachungseinrichtung 240 Ver­ arbeitungsabläufe in der Zentraleinheit (CPU) 210 verfolgt oder nicht, Bezugszeichen 261 ein ausführliches Überwachungs- Flag-Register zur Speicherung eines Flags zur Bestimmung, ob die Überwachungseinrichtung Verarbeitungsabläufe in der Zen­ traleinheit (CPU) 210 ausführlich verfolgt oder nicht, Be­ zugszeichen 270 eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Überwachungsinformationen über Verarbeitungsabläufe in der Zentraleinheit (CPU) 210 (d. h. über einen Ablauf eines durch die Zentraleinheit (CPU) 210 ausgeführten Programms), die durch die Überwachungseinrichtung 240 erhalten werden, Be­ zugszeichen 280 einen externen Anschluß, über den ein Signal außerhalb des Ein-Chip-Mikrocomputers 200 zur Einstellung des ersten Flags in dem Überwachungs-Flag-Register 260 an das Überwachungs-Flag-Register 260 angelegt wird, und Bezugszei­ chen 281 einen anderen externen Anschluß, über den ein Signal außerhalb des Ein-Chip-Mikrocomputers 200 zur Einstellung des zweiten Flags in dem ausführlichen Überwachungs-Flag-Register 261 an das ausführliche Überwachungs-Flag-Register 261 ange­ legt wird. Außerdem bezeichnet Bezugszeichen 291 einen Daten­ bus, Bezugszeichen 292 einen Adreßbus, Bezugszeichen 293 eine Gruppe von Steuersignalleitungen, Bezugszeichen 294 einen Zentraleinheits-Datenbus bzw. CPU-Datenbus, Bezugszeichen 295 einem Zentraleinheits-Adreßbus bzw. CPU-Adreßbus und Bezugs­ zeichen 296 eine Steuersignalleitung, über die ein Impuls­ signal für die Überwachungseinrichtung 240 bereitgestellt wird, wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 eine einen bestimmten Befehl darstellende Markierung dekodiert, um die Dekodierung der Markierung anzuzeigen.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Mikrocomputers des er­ sten Ausführungsbeispiels beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Dar­ stellung eines Teils einer in Assemblersprache geschriebenen Programm-Quelldatei, die durch die Zentraleinheit (CPU) aus­ zuführen ist. In Fig. 2 sind mit (A) Adressen und mit (B) Be­ fehle bezeichnet. Tatsächlich führt die Zentraleinheit (CPU) 210 einen Satz von Maschinencodes aus, der einem derartigen in Assemblersprache geschriebenen Quellprogramm entspricht. Beispielsweise gibt der durch die Adresse "4000H" bestimmte Befehl "STA A, ADRS1" an, daß der Wert einer Akkumulations­ einrichtung A in der Zentraleinheit (CPU) 210 an einen durch die Adresse ADRS1 bestimmten Speicherplatz geschrieben wird. Desweiteren ist der durch die Adresse "400BH" bestimmte Be­ fehl "MRK" eine Markierung, die ihren Platz in dem Programm anzeigt. Wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 den Befehlscode der Markierung dekodiert, stellt sie mittels der Steuersi­ gnalleitung 296 einen Impuls für die Überwachungseinrichtung 240 bereit, um die Dekodierung des der Markierung entspre­ chenden Befehlscodes anzuzeigen.

Wird das in dem Überwachungs-Flag-Register 260 gespeicherte Flag auf einen niedrigen Pegel gesetzt, dann schaltet der Tri-State-Puffer 250 in den ausgeschalteten Zustand. Somit wird die Überwachungseinrichtung 240 zur Speicherung von Überwachungsinformationen über einen Ablauf des durch die Zentraleinheit (CPU) 210 ausgeführten Programms in der Spei­ chereinrichtung 270 gesperrt.

Wenn das in dem Überwachungs-Flag-Register 260 gespeicherte Flag andererseits mittels des externen Anschlusses 280 auf einen hohen Pegel und das in dem ausführlichen Überwachungs- Flag-Register 261 gespeicherte Flag auf niedrigen Pegel ge­ setzt wird, überwacht die Überwachungseinrichtung 240 nicht ausführliche Daten über einen Ablauf des durch die Zen­ traleinheit (CPU) 210 ausgeführten Programms, sondern spei­ chert nur eine Markierung und die Adresse der Markierung in der Speichereinrichtung 270. Das heißt, wenn das Flag in dem ausführlichen Überwachungs-Flag-Register 261 auf einen nied­ rigen Pegel gesetzt wird, schaltet der Tri-State-Puffer 251 in den ausgeschalteten Zustand, wodurch der Überwachungsein­ richtung 240 von der Zentraleinheit (CPU) 210 kein Steuersi­ gnal zugeführt werden kann. Demnach wird die Überwachungsein­ richtung 240 zur Speicherung der ausführlichen Informationen an der Adresse, die einen Speicherplatz bestimmt, an dem ein durch die Zentraleinheit (CPU) 210 ausgeführter Befehlscode gespeichert ist, von durch die Zentraleinheit (CPU) 210 aus­ gegebenen Daten und dergleichen gesperrt, wodurch die Infor­ mationen nicht zu der Speichereinrichtung 270 übertragen wer­ den können. Wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 eine Markierung dekodiert und über die Steuersignalleitung 296 einen Impuls für die Überwachungseinrichtung 240 bereitstellt, der die De­ kodierung der Markierung anzeigt, speichert die Überwachungs­ einrichtung 240 in diesem Fall die Adresse der Markierung und führt sie der Speichereinrichtung 270 zu.

Wird das in dem Überwachungs-Flag-Register 260 gespeicherte Flag mittels des externen Anschlusses 280 auf hohen Pegel ge­ setzt und das in dem ausführlichen Überwachungs-Flag-Register 261 gespeicherte Flag mittels des externen Anschlusses 281 auf hohen Pegel gesetzt, dann verfolgt die Überwachungsein­ richtung 240 ausführliche Informationen über einen Ablauf des durch die Zentraleinheit (CPU) ausgeführten Programms und speichert eine Markierung und die Adresse der Markierung so­ wie die ausführlichen Informationen in der Speichereinrich­ tung 270. Das heißt, wenn das Flag in dem ausführlichen Über­ wachungs-Flag-Register 261 auf hohen Pegel gesetzt wird, schaltet der Tri-State-Puffer 251 in den eingeschalteten Zu­ stand, wodurch der Überwachungseinrichtung 240 mittels der Gruppe von Steuersignalleitungen 293 ein Steuersignal von der Zentraleinheit (CPU) 210 zugeführt werden kann. Daher spei­ chert die Überwachungseinrichtung 240 auf das Steuersignal hin eine Adresse, die auf dem CPU-Adreßbus 295 auftritt, und Daten, die auf dem CPU-Datenbus 294 auftreten, und überträgt ausführliche Informationen über die Art eines durch die Zen­ traleinheit (CPU) 210 ausgeführten Befehlscodes, die Adresse, die einen Speicherplatz bestimmt, an dem der Befehlscode ge­ speichert ist, die Daten, die durch den Befehl verarbeitet wurden, und dergleichen zu der Speichereinrichtung 270. Wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 den Befehlscode einer Markierung dekodiert, stellt sie desweiteren mittels der Steuersignal­ leitung 296 einen Impuls bereit, der die Zufuhr des Befehl­ scodes der Markierung anzeigt. Wenn die Überwachungseinrich­ tung 240 den Impuls empfängt, speichert sie die Adresse der Markierung auf dem CPU-Adreßbus 295 und führt der Spei­ chereinrichtung 270 die Markierung anzeigende Daten sowie die Adresse der Markierung zu. Die Speichereinrichtung 270 spei­ chert die zugeführten Informationen. Somit können die in der Speichereinrichtung 270 gespeicherten Überwachungsinformatio­ nen zur Überprüfung des Ablaufs des Programms verwendet wer­ den.

Fig. 3 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das den Zeitverlauf von Signalen darstellt, die in dem Mikrocomputer auftreten, wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 einen Schreib-Befehl, wie "STA A, ADRS1", in dem Fall ausführt, daß das Flag in dem ausführ­ lichen Überwachungs-Flag-Register 261 auf einen hohen Pegel gesetzt ist. In Fig. 3 zeigt der oberste Signalverlauf CLK ein Bezugstaktsignal, der nächste Signalverlauf ADR eine Adresse auf dem CPU-Adreßbus 295, der nächste Signalverlauf DATA1 Daten auf dem CPU-Datenbus 294, der nächste Sig­ nalverlauf CONT1 ein Impulssignal, das durch die Zentralein­ heit (CPU) 210 über eine Leitung der Gruppe von Steuersignal­ leitungen 293 zugeführt wird, wenn ein Schreib-Befehl von der Zentraleinheit (CPU) 210 ausgeführt wird, der nächste Signal­ verlauf CONT2 ein Impulssignal, das durch die Zentraleinheit (CPU) 210 über eine Leitung der Gruppe von Steuersignallei­ tungen 293 zugeführt wird, wenn die Adresse eines Speicher­ platzes durch die Zentraleinheit (CPU) 210 ausgegeben wird, an den Daten zu schreiben sind, der nächste Signalverlauf CONT3 ein Impulssignal, das durch die Zentraleinheit (CPU) 210 über eine Leitung der Gruppe von Steuersignalleitungen 293 zugeführt wird, wenn die an den vorstehend angeführten Speicherplatz zu schreibenden Daten durch die Zentraleinheit (CPU) 210 ausgegeben werden, und der nächste Signalverlauf DATA2 Überwachungsinformationen, die der Speichereinrichtung 270 durch die Überwachungseinrichtung 240 zugeführt werden.

Wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 mittels des CPU-Adreßbusses 295 eine den Speicherplatz eines Schreib-Befehls in dem Spei­ cher bestimmende Adresse 301 ausgibt, wird der an dem durch die Adresse 301 bestimmten Speicherplatz gespeicherte Schreib-Befehl 302 durch die Bus-Schnittstelleneinrichtung 230 oder den Speicher 220 über den CPU-Datenbus 294 bereitge­ stellt. Außerdem erzeugt die Zentraleinheit (CPU) 210 einen Impuls 303, der die Zufuhr des Schreib-Befehls anzeigt. Wenn die Überwachungseinrichtung 240 den über die Gruppe 293 von Steuersignalleitungen übertragenen Impuls empfängt, führt sie der Speichereinrichtung 304 eine Schreib-Befehls- Identifizierung, wie "W", zu.

Danach gibt die Zentraleinheit (CPU) 210 eine Speicheradresse 305, die den Speicherplatz anzeigt, an den Daten zu schreiben sind, mittels des CPU-Adreßbusses 295 aus. Dann erzeugt die Zentraleinheit (CPU) 210 einen Impuls 306, der anzeigt, daß die Zentraleinheit (CPU) 210 die Speicheradresse 305 ausgege­ ben hat, die den Speicherplatz anzeigt, an den Daten zu schreiben sind. Wenn die Überwachungseinrichtung 240 den Im­ puls 306 empfängt, speichert sie die mittels des CPU- Adreßbusses 295 zugeführte Speicheradresse 305 und führt sie der Speichereinrichtung 270 als Speicheradresse 307 zu, an die Daten zu schreiben sind. Dann gibt die Zentraleinheit (CPU) 210 über den CPU-Datenbus 294 Daten 308 aus, die an den Speicherplatz zu schreiben sind, und erzeugt einen Impuls 309, der anzeigt, daß die Zentraleinheit (CPU) 210 der Über­ wachungseinrichtung 240 die Daten zugeführt hat. Wenn die Überwachungseinrichtung 240 den Impuls 309 empfängt, spei­ chert sie die in den Speicher zu schreibenden Daten 308 und führt sie der Speichereinrichtung 270 als in den Speicher zu schreibende Daten 310 zu.

Wenn ein Schreib-Befehl von der Zentraleinheit (CPU) 210 aus­ geführt wird, werden somit die die Ausführung des Schreib- Befehls anzeigende Identifizierung, die Adresse, die den Speicherplatz bestimmt, an den Daten geschrieben werden, und die von der Überwachungseinrichtung 240 an den Speicherplatz zu schreibenden Daten zu der Speichereinrichtung 270 übertra­ gen und als Überwachungsdaten gespeichert. Wird ein Lese- Befehl zum Lesen von Daten aus dem Speicher 220 oder ein Sprung-Befehl zum Verursachen eines Sprungs zu einer anderen Adresse ausgeführt, dann werden die Überwachungsdaten über den Befehl von der Überwachungseinrichtung 240 auf ähnliche Weise zu der Speichereinrichtung 270 übertragen und darin ge­ speichert.

Fig. 4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das Zeitverläufe von Si­ gnalen darstellt, die in dem Mikrocomputer auftreten, wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 den Befehlscode einer Markierung in dem Fall dekodiert, daß das Flag in dem Überwachungs-Flag- Register 260 auf hohen Pegel gesetzt ist, d. h. die Überwa­ chungseinrichtung einen Ablauf des Programms verfolgt. In Fig. 4 zeigt der oberste Signalverlauf CLK ein Bezugstaktsi­ gnal, der Signalverlauf ADR eine Adresse auf dem CPU-Adreßbus 295, der Signalverlauf DATA1 Daten auf dem CPU-Datenbus 294, der nächste Signalverlauf CONT1 ein Impulssignal, das an­ zeigt, daß die Zentraleinheit (CPU) 210 die Adresse über eine Leitung der Gruppe von Steuersignalleitungen 293 ausgegeben hat, die einen Speicherplatz bestimmt, an dem der Befehlscode einer Markierung gespeichert ist, der Signalverlauf CONT2 ein Impulssignal, das durch die Zentraleinheit (CPU) 210 über die Steuersignalleitung 296 zugeführt wird, wenn die Zentralein­ heit (CPU) 210 den Befehlscode einer Markierung identifi­ ziert, und der Signalverlauf DATA2 eine Markierungsidentifi­ zierung, die anzeigt, daß die Zentraleinheit (CPU) 210 eine Markierung und die Adresse der Markierung identifiziert hat, die aufeinanderfolgend von der Überwachungseinrichtung 240 zugeführt werden, wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 den Be­ fehl einer Markierung identifiziert.

Wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 eine Markierung identifi­ ziert, gibt sie mittels des CPU-Adreßbusses 295 eine Markie­ rungsadresse 401, die einen Speicherplatz bestimmt, an dem der Befehlscode der Markierung gespeichert ist, und mittels der Gruppe 293 der Steuersignalleitungen einen Impuls 403 aus, der anzeigt, daß die Zentraleinheit (CPU) 210 die Mar­ kierungsadresse 401 ausgegeben hat. Wenn die Überwachungsein­ richtung 240 den Impuls 403 empfängt, speichert sie die Mar­ kierungsadresse auf dem CPU-Adreßbus 295. Wird der Markie­ rungsbefehl 402 von der Bus-Schnittstelleneinrichtung 230 oder dem Speicher 220 mittels des CPU-Datenbusses 294 zu der Zentraleinheit (CPU) 210 übertragen, dann dekodiert die Zen­ traleinheit (CPU) 210 den Befehlscode der Markierung und führt der Überwachungseinrichtung 240 einen Impuls 404 über die Steuersignalleitung 296 zu, der die Dekodierung der Mar­ kierung anzeigt. Wenn die Überwachungseinrichtung 240 den Im­ puls 404 empfängt, erzeugt sie eine Identifizierung, die an­ zeigt, daß der Markierungsbefehl ausgeführt wurde, wie bei­ spielsweise "M", und die Markierungsadresse 406, die die Überwachungseinrichtung 240 in der Speichereinrichtung 270 gespeichert hat.

Somit kann der Mikrocomputer gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel ein Programm mit Markierungen ausführen und nur die Identifizierung und Adressen der Markierungen in der Spei­ chereinrichtung speichern. Demnach kann der Mikrocomputer den Hauptdatenstrom eines Ablaufs eines Programms verfolgen, ohne eine Speichereinrichtung mit großer Speicherkapazität verwen­ den zu müssen.

Wie es vorstehend beschrieben ist, kann die Überwachungsein­ richtung, wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 den Befehlscode einer Markierung dekodiert, die Markierungsidentifizierung und die Adresse speichern, die einen Speicherplatz bestimmt, an dem der Befehlscode in der Speichereinrichtung 270 gespei­ chert wird. Alternativ dazu kann die Zentraleinheit (CPU) 210 den Wert ihrer Akkumulationseinrichtung mittels des CPU- Datenbusses 294 ausgeben, wenn sie den Befehlscode einer Mar­ kierung dekodiert, und die Überwachungseinrichtung 240 kann den Wert der Akkumulationseinrichtung auf dem CPU-Datenbus 294 speichern und ihn sowie die Identifizierung und die Adresse der Markierung bereitstellen. Da der Inhalt der Akku­ mulationseinrichtung, der für den Ablauf des Programms von Bedeutung ist, verifiziert werden kann, kann bei dieser Vari­ ante die Entwicklungsleistung bei Programmen verbessert wer­ den.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Mikrocom­ puters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die gleichen Komponenten wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird daher weggelassen. In Fig. 5 bezeichnet Bezugszeichen 200a einen Ein-Chip- Mikrocomputer, Bezugszeichen 297 ein Benutzer­ programmierbares Adressenregister zur Speicherung einer be­ stimmten (oder vorbestimmten) Adresse, die mit einer über den CPU-Adreßbus 295 zugeführten Adresse zu vergleichen ist, Be­ zugszeichen 298 eine Adressenvergleichereinrichtung, die die Adresse in dem Adressenregister 297 mit einer Adresse auf dem CPU-Adreßbus 295 vergleicht, Bezugszeichen 299 ein UND-Gatter und Bezugszeichen 299a eine Signalspeicher-Schaltung bzw. Latch-Schaltung. Das Adressenregister 297 kann durch ein an einen in der Zeichnung nicht gezeigten Anschluß angelegtes Signal außerhalb des Mikrocomputers eingestellt werden. Al­ ternativ dazu kann der Wert des Adressenregisters 297 durch ein von der Zentraleinheit (CPU) 210 ausgeführtes Programm definiert werden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Mikrocomputers dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Bei dem ersten Ausführungs­ beispiel erlaubt der Tri-State-Puffer 251 der Überwachungs­ einrichtung 240 nur dann ausführliche Überwachungsinformatio­ nen zu erzeugen, wenn das Flag in dem ausführlichen Überwa­ chungs-Flag-Register 261 auf einen hohen Pegel gesetzt ist. Andererseits kann die Überwachungseinrichtung 240 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel dann, wenn der Wert einer Adresse auf dem CPU-Adreßbus 295 einen vorbestimmten Wert überschrei­ tet und die Zentraleinheit (CPU) 210 eine Markierung identi­ fiziert, ausführliche Überwachungsinformationen erhalten und der Speichereinrichtung 270 zuführen.

Zu diesem Zweck wird eine Markierung zu Beginn eines Teils eines Programms eingefügt, dessen Ablauf zu überwachen ist, und es wird zuerst die Markierung in das Adressenregister 297 geschrieben. Wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 die Ausführung des Programms startet, beginnt die Adressenvergleicherein­ richtung 298 den Vergleich einer Adresse auf dem CPU-Adreßbus 295 mit der in dem Adressenregister 297 gespeicherten Adresse der Markierung.

Ist der Wert der Adresse auf dem CPU-Adreßbus 295 kleiner als der in dem Adressenregister 297 gespeicherte Wert, dann gibt die Adressenvergleichereinrichtung 298 ein Signal mit einem niedrigen Pegel aus. Dadurch wird das Ausgangssignal des UND- Gatters 299 unabhängig von dem Zustand eines Steuersignals auf der Steuersignalleitung 296 in einen Zustand mit niedri­ gem Pegel versetzt. Somit schaltet der Tri-State-Puffer 251 in den ausgeschalteten Zustand und die Überwachungseinrich­ tung 240 führt der Speichereinrichtung 270 nur Informationen über die Markierung zu.

Wenn andererseits der Wert der Adresse auf dem CPU-Adreßbus 295 den in dem Adressenregister 297 gespeicherten Wert er­ reicht, erzeugt die Adressenvergleichereinrichtung 298 ein Signal mit hohem Pegel. Wenn die Zentraleinheit (CPU) 210 die Markierung dekodiert, gibt sie ein Steuersignal mit hohem Pe­ gel über die Steuersignalleitung 296 aus, so daß das Aus­ gangssignal des UND-Gatters 299 in einen Zustand mit hohem Pegel versetzt wird. Wenn sich das Ausgangssignal des UND- Gatters 299 von dem Zustand mit niedrigem Pegel in den Zu­ stand mit hohem Pegel ändert, hält die Latch-Schaltung 299a ein dem Tri-State-Puffer 251 im Zustand mit hohem Pegel zuge­ führtes Signal. Danach kann der Überwachungseinrichtung 240 von der Zentraleinheit (CPU) 210 ein Steuersignal zugeführt werden, und die Überwachungseinrichtung 240 arbeitet derart, daß der Speichereinrichtung 270 ausführliche Überwachungsin­ formationen zugeführt werden.

Somit kann der Mikrocomputer des zweiten Ausführungsbeispiels während der Ausführung eines bedeutungslosen Teils eines Pro­ gramms nur die Identifizierung und Adressen von Markierungen in der Speichereinrichtung 270 speichern, und während der Ausführung des wichtigen Teils des Programms ausführliche Überwachungsinformationen in der Speichereinrichtung 270 speichern. Demnach kann der Mikrocomputer den Hauptdatenstrom eines Ablaufs eines Programms verfolgen und die Überwachungs­ informationen über einen wichtigen Teil des Programms über­ prüfen. Dadurch können Programme effizient entwickelt werden.

Wie vorstehend beschrieben ist, können mit der Erfindung fol­ gende Vorteile erzielt werden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Mikrocom­ puter mit einer Überwachungseinrichtung ausgebildet, um bei der Ausführung eines eine Markierung enthaltenden Programms durch die Zentraleinheit (CPU) Zentraleinheits- Ablaufinformationen bzw. CPU-Ablaufinformationen oder Überwa­ chungsinformationen über Verarbeitungsvorgänge in der Zen­ traleinheit (CPU) auf die Dekodierung der Markierung hin zu erhalten und eine Markierungsidentifizierung, die anzeigt, daß die Markierung dekodiert wurde, sowie die Informationen bereitzustellen. Daher bietet das Ausführungsbeispiel den Vorteil, den Hauptdatenstrom eines Ablaufs eines Programms einfach überprüfen zu können.

Der Mikrocomputer weist ferner eine Speichereinrichtung zur Spei­ cherung der durch die Überwachungseinrichtung zugeführten CPU-Ablaufinformationen und der Markierungsidentifizierung auf. Somit bietet das Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß der Hauptdatenstrom eines Ablaufs eines Programms ohne das Erfordernis der Verwendung einer Speichereinrichtung mit ho­ her Speicherkapazität einfach überprüft werden kann.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die CPU- Ablaufinformationen Adressen enthalten, die Speicherplätze in dem Speicher anzeigen, an denen Befehlscodes von in dem Pro­ gramm enthaltenen Befehlen gespeichert sind. Demnach bietet das Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß der Hauptdatenstrom eines Ablaufs eines Programms einfach zu überprüfen ist.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt die Zentraleinheit (CPU), wenn sie die Markierung dekodiert, auch den Wert ihrer Akkumulationseinrichtung über einen in dem Mi­ krocomputer vorhandenen Datenbus aus, und die Überwachungs­ einrichtung erhält von der Zentraleinheit (CPU) den Wert der Akkumulationseinrichtung auf dem Datenbus als einen Teil der Informationen über Verarbeitungsabläufe in der Zentraleinheit (CPU) auf das Markierungs-Dekodiersignal hin, das anzeigt, daß die Zentraleinheit (CPU) eine Markierung dekodiert hat, und stellt ihn bereit. Somit bietet das Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß die Ablaufsbedingungen von Programmen ein­ fach überprüft werden können.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel erhält die Überwachungseinrichtung, wenn eine über den Adreßbus der Zentraleinheit (CPU) zugeführte Adresse mit einer bestimmten in einem Benutzer-programmierbaren Adressenregister gespei­ cherten Adresse übereinstimmt, ausführliche Überwachungsin­ formationen über Verarbeitungsabläufe in der Zentraleinheit (CPU), in denen zumindest Adressen, die Speicherplätze in dem Speicher bestimmen, in dem Befehlscodes gespeichert sind, die jeweils Befehlen in dem Programm entsprechen, und die Art der Befehle enthalten sind, und stellt sie bereit. Daher bietet das Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß der Benutzer mit ausführlichen Informationen über einen Ablauf eines Teils ei­ nes Programms versorgt werden kann, der für den Benutzer wichtig ist, so daß Programme effizient entwickelt werden können.

In den Ausführungsbeispielen ist ein Mikrocomputer beschrie­ ben mit einer Zentraleinheit (CPU) zur aufeinanderfolgenden Ausführung von Befehlen entsprechend einem Programm und, wenn die Zentraleinheit (CPU) eine Markierung im Programm zur An­ gabe ihres Orts dekodiert, zur Bereitstellung eines Markie­ rungs-Dekodiersignals, das anzeigt, daß die Zentraleinheit (CPU) die Markierung dekodiert hat, und einer auf das Markie­ rungs-Dekodiersignal ansprechenden Überwachungseinrichtung zum Erhalten von CPU-Ablaufinformationen über Verarbeitungs­ abläufe in der Zentraleinheit (CPU) und zur Zufuhr der CPU- Ablaufinformationen und einer Markierungsidentifizierung, die die Dekodierung der Markierung anzeigt, zu einer Speicherein­ richtung.

Claims (4)

1. Mikrocomputer mit
einer Zentraleinheit (210), die Befehle entsprechend einem in einem Speicher (220) gespeicherten Programm auf­ einanderfolgend ausführt, und dann, wenn sie einen Markie­ rungsbefehl im Programm, der seine Lage im Programm iden­ tifiziert, dekodiert, ein Markierungs-Dekodiersignal (296) bereitstellt,
einer Überwachungseinrichtung (240) zum Erhalten von Zentraleinheits-Ablaufinformationen über Verarbeitungsabläufe in der Zentraleinheit und zur Bereitstellung der Zentralein­ heits-Ablaufinformationen und der durch den Markierungsbefehl erzeugten Markierungsidentifizierung in Abhängigkeit von dem Markierungs-Dekodiersignal, und
einer Speichereinrichtung (270) zur Speicherung der durch die Überwachungseinrichtung (240) bereitgestellten Zentraleinheits-Ablaufinformationen und der Markierungsiden­ tifizierung,
wobei die Überwachungseinrichtung (240) lediglich dann Informationen über den Ablauf des durch die Zentraleinheit ausgeführten Programms in der Speichereinrichtung speichert, wenn das in einem Überwachungs-Flag-Register (260) gespei­ cherte Flag einen bestimmten Pegel aufweist, und
nur dann ausführliche Informationen über den Ablauf des durch die Zentraleinheit ausgeführten Programms in der Spei­ chereinrichtung speichert, wenn das in einem ausführlichen Überwachungs-Flag-Register (261) gespeicherte Flag einen bestimmten Pegel aufweist,
und dann, wenn das in dem ausführlichen Überwachungs- Flag-Register (261) gespeicherte Flag nicht den bestimmten Pegel aufweist, lediglich die Markierungsidentifizierung in der Speichereinrichtung speichert.

2. Mikrocomputer nach Anspruch 1, wobei die Zentraleinheits-Ablaufinformationen zumindest Adressen umfaßt, die Speicherplätze bestimmen, an denen Befehlscodes gespeichert sind, die jeweils in dem Programm ausgeführten und enthaltenen Befehlen entsprechen.

3. Mikrocomputer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zentraleinheit (210) bei der Dekodierung des Markierungsbefehls auch den Wert ihrer Akkumulationsein­ richtung über einen in dem Mikrocomputer angeordneten Daten­ bus bereitstellt, und die Überwachungseinrichtung (240) den Wert der Akkumulationseinrichtung auf dem Datenbus auf das Markierungs-Dekodiersignal von der Zentraleinheit hin als Teil der Zentraleinheits-Ablaufinformationen erhält und bereitstellt.

4. Mikrocomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit
einem Benutzer-programmierbaren Register (297) zur Speicherung einer bestimmten Adresse und
einer Adressenvergleichereinrichtung (298) zum Vergleich einer Adresse auf einem Adreßbus der Zentraleinheit (210) mit der in dem Register (297) gespeicherten bestimmten Adresse und zur Bereitstellung eines Steuersignals, wenn die Adresse auf dem Adreßbus der Zentraleinheit mit der bestimmten Adresse übereinstimmt, wobei die Überwachungseinrichtung (240) von dem Zeitpunkt des Empfangs des Steuersignals an ausführliche Überwachungsinformationen über Verarbeitungs­ abläufe in der Zentraleinheit (210) erhalten und bereit­ stellen kann, in denen zumindest Adressen, die Speicherplätze anzeigen, an denen Befehlscodes gespeichert werden, die je­ weils in dem Programm ausgeführten und enthaltenen Befehlen entsprechen, und die Art der ausgeführten Befehle enthalten sind.