【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・プロセッサに関し、特に、インストラクションベースのタイム・スライスタスク切替機能を有するコンテキストと、コントローラと、パワーセービングモードに自動的に入る機能を有する機能を有するコンテキスト・コントローラを採用した・プロセッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】内蔵コントローラで使用されているプロセッサだけでなく、汎用コンピュータのプロセッサは代表的には多数のタスクを同時に処理するようにプログラムされている。 これらのタスクのサブセットは特定の外部発生イベントに応答して適時の措置で実行する必要があり、他方、これらのタスクの残りは厳しい、リアル・
タイムという制約無く実行することが出来る。

【０００３】単一データ・パスを使用して双方のセットのタスクを処理するために、それらのプロセッサは外部発生イベントに迅速に応答するために有効な機構を必要とする一方で、外部発生イベントが処理されていないときは何時でも非リアル・タイム処理が生起するのを許容する。

【０００４】イベント応答に対する有力な機構は最初１
９５０年代半ばに使用されたプログラム割込みである。
過去４０年間、大多数のプロセッサ・アーキテクチャが、外部発生イベントが生起したとき“バックグラウンド”タスクの実行を中断し、且つ“フォアグラウンド”
タスクの実行を指示するプログラム割込みファンクションを包含していた。 各プログラム割込みは代表的には“割込み”と呼ばれ、適切なイベントが表明されると、
（適切にはプロセッサの命令フローに同期して）プロセッサの実行状態への可逆変化を引き起こす。

【０００５】１９５０年代末期に開発された優先割込みはプログラム割込みファンクションを広く向上している。 優先割込みを支援するプロセッサでは、個別の優先度が、静的にかそれとも動的に多数の（割込み要求）イベント信号に割り当てられる。 これらの各信号にはプロセッサの実行状態中での可逆変化に対する唯一的に識別できる成果の状態が関係付けられる。 優先割込みが生起する毎に、割込み状態変遷が開始されるときに表明された最高優先度の割込み要求に関係付けられた成果の状態が選択される。

【０００６】プロセッサのプログラム実行状態中に可逆変化を実行するときの基本活動は、被割込みプログラムの実行アドレス（及び条件符号のような、必然的内在命令間ステータス）をセーブし、割込みを引き起こしているイベントと関連するプログラム・アドレスで割込み処理を開始するためのものである。 このプログラム・アドレスは一般的に、割込みベクトルとして知られている所定の記憶位置から得られる。 割込み処理ルーチンの末尾で、セーブされた実行アドレス（及び、もし有れば状態値）が復旧され、被割込みプログラムの実行が割込み箇所で再開するのを許容する。 殆どの割込み処理ルーチンでは、追加プロセッサ状態をセーブし、割込みに応答するために必要な操作を実行するためにその追加プロセッサ状態をその後に復旧することが必要である。 この追加の状態は主としてプログラム・カウンタ以外のプロセッサ・レジスタである。

【０００７】これらのレジスタからメモリの多数或いは専用のブロックへの又はその逆のセーブ及び復旧は相当な長時間を費やすことがある。 従って、１９６０年代半ばに集積回路によりハードウエア・レジスタの価格及び寸法が低下し始めたとき、幾つかのプロセッサに多数のレジスタが設置された。 割込み支援ハードウエアかそれとも割込み処理ソフトウエアによって異なるセットのレジスタを選択することにより、レジスタから主メモリへの或いはその逆のセーブ及び復旧のオーバヘッドが消去され、実質的により速い割込み応答が許容される。

【０００８】このマルチ・レジスタ・セットの概念が、
１９７０年に売り出された最新型のＩＢＭのＳｙｓｔｅ
ｍ／７で実現された。 このＳｙｓｔｅｍ／７は、各割込みレベルに専用の、ハードウエアで設定されるレジスター・セットを持ち、割込みレベルがより高い優先度のレベルの割込みによってプリエンプトされたとき、実行アドレス（プログラム・カウンタ値）をセーブするためのレジスタを各セットに包含することによって、割込みコンテキスト切替わり時間を更に低減した。 その結果は割込みコンテキスト切替わり時間が８００ｎｓで、割込み復帰時間が４００ｎｓであり、両方とも１９６９年の技術を使用して構築された１６ビット・ミニコンピュータに対して誠にひときわ勝れたスピードであった。 そのＳ
ｙｓｔｅｍ／７はまた、各割込みソースによって使用される優先度レベルをソフトウエアによって設定し、システム動作中に変更出来る動的割込み課題の先駈けを為した。

【０００９】このレジスター・セットにプログラム・カウンタを加えた技術の究極的な普遍化は、イベントが常に割込みベクトル・アドレスを使用して開始することを必要とするのではなく、イベントがそれらの最後の実行アドレスで処理ルーチンを開始することを許容するものであった。 入出力装置、データ通信及び通信網プロトコル及び状態機械間の通信に関して定義されている他の処理を制御するために、これは、状態機械を命令アドレス指定のための及び（必然的内在）状態レジスタとしての双方にそのレベルのプログラム・カウンタを使用して実行することが出来るので、主要な利益であった。 これにより、分割状態レジスタの必要性が無くなっただけでなく、状態レジスタの値に基づいて適切な処理ルーチンを選択するディスパッチ・ルーチンのオーバヘッドが消去された。 実際に、“タスク”アーキテクチャに対するレジスター・セットにプロブラム・カウンタを加えたハードウエア支援は、オペレーティング・システム・ソフトウエアによって一般にサポートされた直接概念または“実行論理経路”概念を供する。

【００１０】この技術を使用して入出力制御状態機械を実行する意図で開発された最初のマシンは、１９７２年にXerox Palo Alto Research CenterのCharles Thacker
によって設計された“Ａｌｔｏ”実験用パーソナル・コンピュータであった。 １９７０年代初頭以来、これら割込み及びコンテキスト切替え機構の多くのバリエーションがシングル・チップ・マイクロコンピュータ及びマイクロプロセッサ用に開発されている。 しかし、これらのバリエーションは何れも、外部発生イベントに応答する急速なコンテキスト切替わりに対して基本的に新規な機構を採り入れていなかった。

【００１１】高性能システムでは、１以上のプロセッサを入出力制御及び外部イベント処理の双方又は一方に専用的に設けることがしばしば可能である。 しかし、もしそのようなシステムの中央演算処理装置で使用された技術と類似の技術も用いて実行された場合には、これらＩ
／Ｏプロセッサの利用が非常に低くなる傾向が有る。 これは、或る特定の回路技術においては、プロセッサ・データ・パスを実行するために使用される論理素子が主メモリを実行するために使用される記憶素子よりも顕著に速く動作し、且つ論理素子及びメモリ素子の双方とも取付けられた周辺装置の何れよりも大きなデータ帯域をサポートすることができる。

【００１２】１９６０年代中、多数の入出力制御装置を必要とする高性能システムの設計者が多数のコントローラ・ファンクションの間で、仮令これらのコントローラ・ファンクションが論理的にちぐはぐであるとしても、
単一データ・パスを共用するための技術を開発した。 その技術は、単独の物理データ・パス及び多数の論理プロセッサの命令ストリームを、ラウンド・ロビンをベースとして処理するために命令デコーダを使用した。 各論理プロセッサに専用に供される資源はその実行状態（プログラム・カウンタ値及びレジスタ値）をホールドするための記憶装置であった。 その制御回路は各論理プロセッサに対する所定数の命令（一般的には１個）の逐次的な、巡回的ベースででの実行を許容した。 この制御回路は、データ・パスにアクセス可能である記憶実行状態のうちの１つを異なる論理プロセッサに対する命令サイクル間で変更した。 この技術は最初、１９６０年代初期に
Seymour Clayによって、Control Data Corporation（Ｃ
ＤＣ）社のモデル６６００に単独の共用データを使用して１０個の周辺プロセッサ又は“ＰＰＵ”と呼ばれる入出力制御装置を実行するために使用された。

【００１３】この論理プロセッサ状態の切替わりが厳密な時間をベースで生起し、且つ外部イベントに応答しては生起しないことに留意すべきである。 実際、そのCont
rolData社の６６００ＰＰＵの幾つかの後継プロセッサでは、それらの論理プロセッサに優先割込みスキームが実行された。 より最近では、このデータ・パス共用技術が中央演算処理装置に適用されており、“共有資源多重処理”と呼ばれている。 このケースでは、様々なＣＰＵ
タスク又はＣＰＵプログラムから多数の独立命令ストリームがパイプライン依存を低減するためにインタリーブされ、それによってスーパスケーラ・データ・パスの資源利用を改善する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って、この技術で必要とされていることは、フォアグラウンド・タスク及びバックグラウンド・タスクの管理に更に一般的な柔軟性及び調和を有するコンテキストを構成し且つ割り当てる方法である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】従来技術の前記欠点を解決するために、本発明は、・プロセッサ内でマルチタスクを管理する、コンテキスト・コントローラを提供すること、およびそのようなコンテキスト・コントローラの動作方法に関する。

【００１６】本発明の一実施例によれば、コンテキスト・コントローラは、請求項１に記載した特徴を有する。

【００１７】そのため本発明は、プロセッサが実行できるすべてのタスクが、非稼働状態にあるときには、パワーセービングモードに自動的に入る、広い概念を含む。
次に、ハードウェアベースのパワーセービングモード機能を有する・プロセッサの出現により、ソフトウェアの必要性なくして、パワーセービングの問題を解決する時期を検出するために、自動的にパワーセービングモードに入ることにより、エネルギーを大幅に節約し、ソフトウェアの制御を単純化できる。

【００１８】本発明の一実施例によれば、ソフトウェア切替操作は、請求項２に記載した特徴を有する。 本発明の一実施例においては、ソフトウェアの切り替えは、各コンテキストに関連した、タスクプログラム可能なレジスター内に含めることができる。 本発明において、「コンテキスト」とは、プロセッサをある状態に回復する際に用いられる、すべてのプロセッサ状態情報（あるいはそのいずれかのサブセット、例えばレジスター値）として定義される。 このコンテキスト・コントローラは、スイッチの状態（０または１）を検出して、関連タスクがフォアグラウンド・タスクか、またはバックグラウンド・タスクかのいずれかであるかを決定する。 フォアグラウンド・タスクとバックグラウンド・タスクの指定は、
ハードウェアで行うこともできるが、この場合、柔軟性が犠牲となる。

【００１９】本発明の一実施例によれば、フォアグラウンドとバックグラウンド・タスク・コントローラは、請求項３に記載した特徴を有する。 この実施例においては、非稼働状態のタスクは、実行すべきどの・プロセッサの時間には割り当てられない。 別の構成例として、非稼働状態のタスクは、効率を犠牲にすれば、ある最小の実行時間に割り当てることができる。

【００２０】本発明の一実施例によれば、バックグラウンド・タスクコントローラは、請求項４に記載した特徴を有する。 本明細書においては、このことは、「インストラクション・スライス」と称する。 コンテキストの実行は、時間の経過（タイム・スライス）に基づいて行うことも可能である。 周期的な実行の他のベースも本発明の範囲内に含まれる。

【００２１】本発明の一実施例によれば、各コンテキストの状態は、請求項５に記載した特徴を有する。 ある種のプロセッサアーキテクチャーは、複数の物理的レジスターセットをサポートし、タスクが切り替えられる際に、それらへの論理レジスターの再マッピングをサポートしている。 別の構成例として、メインメモリの一部は、別の記憶ブロック内のレジスターコンテンツを記憶するために用いられる。

【００２２】本発明の一実施例によれば、フォアグラウンド・タスクコントローラとバックグラウンド・タスクコントローラは、請求項６に記載した特徴を有する。 本明細書において、イベントとは、コンテキスト・コントローラが、あるフォアグラウンド・タスクから別のフォアグラウンド・タスクに切り替えることにより、応答することになる刺激として定義される。 かくして、タスクは、フォアグラウンド・タスクと、バックグラウンド・
タスクに分けられ、異なる基準を用いてプロセッサ資源に割り当てられる。 フォアグラウンド・タスクは、タイム・スライスベース、時にはインストラクションカウントの観点から処理することもできる。

【００２３】本発明の一実施例によれば、フォアグラウンド・タスクコントローラは、請求項７に記載した特徴を有する。 特定のフォアグラウンド・タスクのエントリ・ポイントを変化させることにより、コンテキスト駆動用の初期実行アドレスが状態インディケータとしても機能するような、状態機械が確立され、このフォアグラウンド・タスクは、その実行をもたらしたイベントの関数として実行する。 同一の状態機械プロセスが、バックグラウンド・タスクの駆動に対して起こる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１に、本発明のプロセッサの一実施例の動作を個々のコンテキストの観点から示す状態遷移図を示す。 本発明は、コンテキスト・コントローラをプロセッサ内のマルチタスキングを管理するため使用方法を供し、且つ、タスクを実質的に様々な規準を使用するフォアグラウンド・タスク及びバックグラウンド・
タスクに分割する広い概念を採り入れている。 イベント（フォアグラウンド・コンテキスト切替わり動作を引き起こすことが出来る刺激）は、様々なタスクに割り当てられた相対優先度と連合して使用され、どれらのフォアグラウンド・タスクが実行されるかを判定する。 逆に、
バックグラウンド・タスクは巡回的に実行され、処理資源のタイム・スライス、命令スライス、或いは何らかの他の巡回割り付けに基づくことが出来る。

【００２５】本発明の例示実施例によれば、コンテキスト・コントローラはフォアグラウンド・タスク及びバックグラウンド・タスクの双方に対するマルチタスキング・アクティビティを管理する。 コンテキストがフォアグラウンドに在り、一組のコンテキストを管理出来るフォアグラウンド・タスク・コントローラの管理の下で動作しているとき、コンテキストの起動が単独で優先度に基づくイベントの生起に応答して生起する。 相対優先度がフォアグラウンド・タスク間に確立され、多数のフォアグラウンド・タスクが同時に活性状態であるときの競合の解決を補助する。 更に、コンテキストの実行は、単により高い優先度のフォアグラウンド・コンテクストが活性状態になるときにプリエンプトすることが出来る。

【００２６】コンテキストがバックグラウンドに在り、
やはり一組のコンテキストを管理出来るバックグラウンド・タスク・コントローラの管理の下で動作しているとき、コンテキストの実行をイベントの適時の処理を許容する何らかのフォアグラウンド・コンテクストによってプリエンプトすることが出来る。 バックグラウンド・タスク・コントローラはフォアグラウンド・タスク・コントローラの下で動作するフォアグラウンド・タスクに対応するコンテキストの起動と協働し、且つ、その起動によって決まる。 しかし、この例示実施例では、全ての活性状態バックグラウンド・コンテキストがプロセッサの資源を巡回的ベースで共用する。 コンテキスト・コントローラは、ソフトウエアで規定された数の命令（命令スライス）が利用可能な処理資源を活性状態バックグラウンド・コンテキスト間に均一に分配するために実行された後に、動作状態の各バックグラウンド・コンテキストをプリエンプトすることが出来る。 或いは、バックグラウンド・コンテキストの起動が時間（タイム・スライス）に基づいて為されるようにすることも可能である。
勿論、巡回起動の為の他のベースも広い範囲の本発明内のものである。

【００２７】絶対時間よりもむしろソフトウエアによって特定される数又はカウントの命令に基づくバックグラウンド時間量が例示実施例のはっきりした特徴である。
この特徴は処理資源の活性状態バックグラウンド・コンテキスト間の割り付けの公平性を改善する。 もし絶対時間が使用される場合は、従来のプロセッサ上でリアル・
タイム動作システムの下で動作する同一優先度のタスク間で生起する如く、所定のバックグラウンド・コンテキストがそのタイム・スライス中に実行出来る命令数を、
そのバックグラウンド・コンテキストのタイム・スライス中に1以上のフォアグラウンド・コンテクストを起動するイベントの生起によって場合によりにゼロに縮小することが可能である。 例えば命令カウント即ち命令スライスを使用することにより、本実施例は活性状態の各バックグラウンド・コンテキストがバックグラウンド処理繰返しサイクルの前に同じ量のワークを達成するのを許容する。 所定数の活性状態バックグラウンド・コンテキストに対し、バックグラウンド・サイクルの絶対持続時間がフォアグラウンド・コンテクストによる優先実行により変動する副作用が有る。

【００２８】多くの従来技術システムでは、このことは周期的タスクの時間的特性を妨害する問題を構成する可能性が有った。 しかし、例示実施例では、固定の時間境界を有する何らかのアクティビティを適切な優先度のフォアグラウンド・コンテクストに割り当てることが出来る。 例示実施例はリアル・タイム応答の制約に応ずる信頼性の改善及び１組の活性状態バックグラウンド・タスク間のプロセッサ割り付けの公平性の改善の双方を行う。

【００２９】プロセッサが動作している間は、各コンテクストは、２列２行（２×２）の行列を成す４セットに論理的にグループ分けされる、６状態のうちの１つにある。 最上部のロー即ち“フォアグラウンド”ロー１０
は、フォアグラウンド・コンテクストによって使用される、Ｒｆ状態１８、Ｐｆ状態２０及びＷｆ状態２２の３
状態を包含する（Ｒｆ、Ｐｆ、Ｗｆの各々が包含する“ｆ”はフォアグラウンドを表す）。 最下部のロー即ち“バックグラウンド”ロー１２は、バックグラウンド・
コンテキストによって使用される、Ｒｂ状態２４、Ｐｂ
状態２６及びＷｂ状態２８の３状態を包含する（Ｒｂ、
Ｐｂ、Ｗｂの各々が包含する“ｂ”はバックグラウンドを表す）。 “活性状態”カラム１４は活性状態コンテクストによって使用される４つの状態１８，２０，２４，
２６を包含し、他方、“非活性状態”カラム１６は非稼動コンテクストによって使用される２つの状態２２及び２６を包含する。

【００３０】“フォアグラウンド”ロー１０の状態を、
更にＲｆ１８（フォアグラウンド動作状態）、Ｐｆ２０
（プリエンプテッド・フォアグラウンド状態）及びＷｆ
２２（フォアグラウンド待機状態）のように定義することが出来る。 “バックグラウンド”ロー１２の状態を、
更にＲｂ２４（バックグラウンド動作状態）、Ｑｂ６
（バックグラウンド待ち行列待機状態）及びＷｂ２８
（バックグラウンド待機状態）のように定義することが出来る。 各命令サイクル中、１個のコンテキストのみが“動作状態”であることが出来るか、或いはまたプロセッサがアイドル状態であることが出来る。 もし占有されると、実行状態コンテクストはフォアグラウンド動作状態Ｒｆの単独のコンテキストでる。 或いはもしその状態Ｒｆ１８が占有されていなければ、実行状態コンテクストはバックグラウンド動作状態Ｒｂ２４（もしそれが占有されていれば）の単独のコンテキストである。 コンテキストの実行状態は一般的に分割レジスタ・セットに記憶される。 コンテキストは別のレジスタ内に記憶させることもできる。 ある種のプロセッサ・アーキテクチャは、複数の物理的レジスタセット，タスクが切り換えられる際に論理レジスタを再度マッピングすることをサポートしている。 別法として、メインメモリの一部は、別のレジスタの組内のレジスタの内容を記憶するよう割り当てられる。

【００３１】殆どのコンテキスト遷移は、ロー間遷移が専らコンテキストがソフトウエア・スイッチ動作によって識別することが出来るフォアグラウンド稼動タスク及びバックグラウンド稼動タスク間で切替わるときに必要とされるので、“フォアグラウンド”ロー１０か“バックグラウンド”ロー１２の何れかで起きることが許容される。 しかし、これはコンテキストの起動、優先実行及び待機よりも低い頻度で生起することが出来る。 ソフトウエア・スイッチ動作は各コンテキストに関連するタスク・プログラマブル・レジスタによって制御することが出来る。 コンテキスト・コントローラはそのスイッチ状態（０又は１）を検出し、関連するタスクがフォアグラウンド・タスクであるかバックグラウンド・タスクであるかを判定する。 フォアグラウンド・タスク及びバックグラウンド・タスクの指定はまた、勿論柔軟性を犠牲にしてハードウエア内で為されるようにすることが出来る。 本発明の一実施例においては、ソフトウェア切り換え状態は、フォアグラウンド・タスクとバックグラウンド・タスクを区別する。 この一実施例においては、ソフトウェア切り換えは、各コンテキストに関連したタスク−プログラム可能なレジスタ内に含まれる。 本明細書においては、「コンテキスト」とはある状態にプロセッサを戻す際に使用されるプロセッサの状態情報（あるいはレジスタ値のようなそのサブセット）と定義できる。 このコンテキスト・コントローラは、スイッチの状態（ゼロまたは１）を検出して関連タスクがフォアグラウンド・タスクかあるいはバックグラウンド・タスクかを決定する。 当然のことながら、フォアグラウンド・タスクとバックグラウンド・タスクの指定はハードウェアでも実施できるが、この場合柔軟性が犠牲となる。 しかし、このことはコンテキストの駆動，プリエンプト，待機よりも頻繁には起こらない。 フォアグラウンドからバックグラウンドへの遷移は専ら実行状態フォアグラウンド・コンテクストＲｆ１８がＣＬＲＦＧ（“フォアグラウンド・クリア”）ファンクション３４を実行するときに生起することが出来、その結果フォアグラウンド動作状態Ｒ
ｆ１８からフォアグラウンド待機状態Ｑｂ２６への遷移が起きる。 バックグラウンド・コンテキスト間には相対的な優先度区分が無いので、ＣＬＲＦＧファンクション３４を実行するコンテキストへ与えられるバックグラウンド待ち行列中の位置は任意である。

【００３２】ＣＬＲＦＧファンクション３４を実行するコンテキストはフォアグラウンド動作から離脱しており、プロセッサの制御を、ＷＡＩＴファンクション３２
又は４２を実行するコンテキストがそうするように、最小限の１命令サイクルの間退去する利点が有る。 もしより低い優先度のフォアグラウンド・コンテクストがプリエンプテッド状態Ｐｆ２０に在れば、そのより低い優先度のフォアグラウンド・コンテクストが、ＨＩＨＥＳＴ
ＰＲＩＯＲＩＴＹ遷移３６を介して次に動作する。 もしプリエンプテッド状態Ｐｆ２０が占有されていなければ、バックグラウンド状態Ｒｂ２４もまた占有されていなければ、既にバックグラウンド状態Ｒｂ２４に在るプリエンプテッド・コンテキストが次に動作する。 この場合、フォアグラウンド待機状態Ｑｂ２６中のバックグラウンド待ち行列の先頭のコンテキストが次にＴＩＭＥ
ＳＬＩＣＥ開始遷移４４を介して動作する。 例示実施例では、これは、フォアグラウンド動作状態Ｒｆ１８及びバックグラウンド動作状態Ｒｂの双方が占有されていないので、プロセッサがアイドル状態の単一の命令サイクル後に生起する。

【００３３】バックグラウンド及びフォアグラウンド間の遷移は通常バックグラウンド動作状態Ｒｂ２４のコンテキストがＳＥＴＦＧ（“フォアグラウンド設定”）ファンクション３０を実行するときに生起し、その結果バックグラウンド動作状態Ｒｂ２４からフォアグラウンド動作状態Ｒｆ１８への遷移が起きる。 特定のコンテキストのフォアグラウンド起動もまたソフトウエアで設定出来る記憶位置へ差し向けることにより生起することが出来る。 特定のフォアグラウンド・タスクの入力点が変動するのを許容することにより状態機械を確立することが出来、フォアグラウンド・タスクがその実行を引き起こしたイベントのファンクションとして実行することを許容する。 勿論、同一の状態機械プロセスがまた、バックグラウンド・タスクの起動に関して起きることが出来る。

【００３４】コンテキスト動作の誤った混乱を防止するために、コンテキスト・コントローラで利用可能なファンクションが、実行状態コンテクストがそのコンテキストの初期設定（ＩＮＩＴ）をまた強いること無く、何らかの他のコンテキストのフォアグラウンド設定或いはバックグラウンド設定を変更出来るようにする機構を包含しないことが有益である。 ＩＮＩＴファンクションはその目標として何らかの他のコンテキストを有する実行状態コンテクストによって実行することが出来る。 ＩＮＩ
Ｔファンクションは実行状態コンテクストに対して実行することが出来るが、しかしもし特定実施例が追加の初期設定副作用をＩＮＩＴファンクションに取付けなかった場合はそうする理由は存在しない。 ＩＮＩＴファンクションの実行は、以下で詳述するように、所定の初期設定ベクトル・アドレスに設定されたプログラム・カウンタを有するフォアグラウンド・プリエンプテッド状態Ｐ
ｆ２０内の目標コンテキストから離脱する。

【００３５】通常、ＩＮＩＴファンクションの目標はフォアグラウンド待機状態Ｗｆ２２に駐留し、遷移４０を介してフォアグラウンド・プリエンプテッド状態Ｐｆ２
０に入る。 或いはまた、それはバックグラウンド待機状態Ｗｂ２８に駐留し、フォアグラウンド・プリエンプテッド状態Ｐｆ２０に入って遷移５０を介してバックグラウンドからフォアグラウンドへ切替わる。 実際、もし目標コンテキストがバックグラウンド動作状態Ｒｂ２４か或いはフォアグラウンド待機状態Ｑｂ２６の何れかに駐留する場合には、遷移５０もまた可能であり、且つ、同等であるが、しかし図１にはこれら２つのケースは示されていない。

【００３６】プロセッサ・リセットの終了時には、フォアグラウンド動作状態Ｒｆ８に在る最低優先度のコンテキストを除く全てのコンテキストがフォアグラウンド待機状態Ｗｆ２２に在る。 フォアグラウンド動作状態Ｒｆ
１８で実行するソフトウエアは、ＷＡＩＴファンクション３２を実行することによってフォアグラウンド待機状態Ｗｆ２２への遷移を開始することが出来る。 フォアグラウンド待機状態Ｗｆ２２のコンテキストは、そのコンテキストのイベント・マスクによって動作状態にされるそのコンテキストの起動イベントのうちの何れかの表明を伴って、或いは実行状態コンテクストが遷移４０を介してそのコンテキストのフォアグラウンド・プリエンプテッド状態Ｐｆ２０にＩＮＩＴファンクションを実行するときに、フォアグラウンド・プリエンプテッド状態Ｐ
ｆ２０に遷移する。

【００３７】例示実施例では、プリエンプション・コンテキスト切替わりが、フォアグラウンド・プリエンプテッド状態Ｐｆ２０内に最高優先度のコンテキストが有ればそれを伴って命令サイクルの終了時に生起することが出来、ＨＩＨＥＳＴ ＰＲＩＯＲＩＴＹ遷移３６を介してフォアグラウンド動作状態Ｒｆ１８に入り、フォアグラウンド動作状態Ｒｆ１８内に以前のコンテキストが有れば、それはＨＩＧＨＥＲ ＰＲＩＯＲＩＴＹ ＡＣＴ
ＩＶＥ遷移３８を介してフォアグラウンド・プリエンプテッド状態Ｐｆ２０に入る。

【００３８】コンテキストのバックグラウンド動作状態Ｒｂ２４で実行するソフトウエアは、ＷＡＩＴファンクション４２を実行することによってバックグラウンド待機状態Ｗｂ２８への遷移を開始することが出来る。 バックグラウンド待機状態Ｗｂ２８内のコンテキストはコンテキストのイベント・マスクによって動作状態にされるコンテキストの起動イベントのうちの何れかの表明を伴ってフォアグラウンド待機状態Ｑｂ２６へ遷移する。 フォアグラウンド待機状態Ｑｂ２６からバックグラウンド動作状態Ｒｂ２４への遷移は専ら動作状態のフォアグラウンド・コンテクストが無いとき（フォアグラウンド動作状態Ｒｆ１８にコンテキストが無いとき）に生起することが出来る。 このケースでは、もし実行状態コンテクストが有れば、それはバックグラウンド動作状態Ｒｂ２
４内に在り、或いはまたフォアグラウンドか又はバックグラウンドの何れかで直ぐ動作出来るコンテキストが存在しないのでプロセッサはアイドル状態に在る。

【００３９】バックグラウンド動作状態Ｒｂ２４内でコンテキストが動作している毎命令サイクルの終了時に、
タイム・スライス・カウントが減少し、好適にはカウントが０に達するときの命令サイクルでタイム・スライス・コンテキスト切替わりが生起する。 この時、バックグラウンド待ち行列の先頭のコンテキストが遷移４４を介してバックグラウンド動作状態Ｒｂ２４に入り、前にバックグラウンド動作状態Ｒｂ２４に在ったコンテキストは遷移４６を介してフォアグラウンド待機状態Ｑｂ２６
に入る。

【００４０】一般的に、バックグラウンド待機コンテキストは、前の実行状態バックグラウンド・コンテクストがフォアグラウンド待機状態Ｑｂ２６に入るときに最高コンテキスト番号から最低コンテキスト番号へ生起する“ラップ・アラウンド”を有するファースト・イン、ファースト・アウト（ＦＩＦＯ）構成に編成される。 なお、フォアグラウンド優先実行は遷移３６を介する状態遷移を包含し、しかるにフォアグラウンドによるバックグラウンド優先実行は状態遷移を包含しない。 このケースでは、前の実行状態バックグラウンド・コンテクストは、フォアグラウンド動作状態Ｒｆ１８が占有されておらずバックグラウンド・コンテキストが動作することが出来るようになる迄バックグラウンド動作状態Ｒｂ２４
に留まる。

【００４１】図２は、５個のフォアグラウンド・コンテクストと３個のバックグラウンド・コンテキストを有して動作するプロセッサ上の実行可能処理フロー、プリエンプション及びコンテキスト間通信を例示する図である。 本発明の一実施例においては、フォアグラウンド・
タスクとバックグラウンド・タスクコントローラは、プロセッサ資源を稼働状態のコンテキストのみに割り当てる。 この実施例においては、非稼働状態のタスクには実行されるプロセッサの時間は割り当てられない。 別法として、非稼働状態のタスクは最少の実行時間を割り当てることも可能である。 コンテキストはイベント信号の表明によって起動することが出来る。

【００４２】各コンテキストには外部発生イベント信号及び内部発生イベント信号を関連することができる（あるいは関連しなくてもよい）。 外部発生イベント信号と内部発生イベント信号との間の基本的な相違は、外部発生イベントがそれらの起源をプロセッサの外部に有し、
何時でも生起することが出来、それらの信号がコンテキスト・コントローラ内でコンテキスト起動判断のために使用される前にプロセッサのクロックに同期化される利点が有ることである。 それとは異なり、内部発生イベントはそれらの起源をプロセッサの内部に有し、それらの信号がプロセッサのクロックに同期して生成されるように想定され、且つ、直接使用することができることである。

【００４３】それらコンテキストの各起動イベントは、
ソフトウエア制御の下でコンテキスト特定マスク・レジスタにビットを設定又はクリアすることにより、イネーブル及びディスエーブルすることが出来る。 外部インタフェースのような外部発生ソース、或いはインターバル・タイマーや共用プロセッサ又はデータ転送論理のような内部発生ソースからのハードウエア信号の表明による、起動イベントの表明の外に、幾らかの又は全てのイベントが、目標コンテキストと関連する一組のイベント内の目標コンテキスト番号及びイベント番号を特定する信号通信命令を使用するソフトウエアによって表明されるようにすることが出来る。 どのコンテキストもそれ自身に或いは他のコンテキストに対するイベントと信号通信することが出来るので、そのことは例示実施例が、優先割込みコントローラとして、及び、タイム・スライス・コントローラとして働くだけでなくコンテキスト内交信及びコンテキスト間交信の双方に対する有効な機構としても働くことを許容する。 本発明の一実施例においては、バックグラウンド・タスクコントローラは、各バックグラウンド・タスクにより実行される命令数に基づいてバックグラウンド・タスクに対応するコンテキストを稼働状態にする。 このことは本明細書においては、「インストラクション・スライス」と称する。 別法としてコンテキストの駆動は、時間（タイム・スライス）に基づいて行うこともできる。 周期的な駆動の他のベースを用いることも本発明の範囲内に含まれる。

【００４４】図２では、垂直軸はコンテキストを表し、
水平軸は例示のコンテキスト・コントローラ上にサポートされる８個の各コンテキストに対するコンテキスト・
アクティビティを表す。 水平軸は命令実行サイクルの単位の時間である。 フォアグラウンド・コンテクストに対する太い黒線及びバックグラウンド・コンテキストに対する太い網掛け線は実行状態コンテクストを示す。 垂直の矢印線はコンテキスト切替わりを示し、コンテキスト切替わりが生起した理由を識別するためのラベルが付されている。 その太い線と交差している細い垂直線は命令サイクルを表す。 バックグラウンド・コンテキストに対する各命令サイクル期間上の数値は、その命令が実行されているときのタイム・スライス命令カウンタの値である。 フォアグラウンド・コンテクストに対する細い黒の一点鎖線及びバックグラウンド・コンテキストに対する細い網掛け一点鎖線は活性状態のプリエンプテッド・コンテキストを示す。 細い一点鎖線は活性状態の、待ち行列待機バックグラウンド・コンテキストを示す。 本実施例はコンテキスト０（最高優先度）からコンテキスト７
（最低優先度）が指示された８個のコンテキストを有し、この例を通じて８個のタイム・スライス命令カウント即ち命令スライスで動作している。

【００４５】この例が開始するとき、コンテキスト０，
２，４，５は全て非稼動フォアグラウンド・コンテクスト（状態Ｗｆ）である。 コンテキスト３，６，７は全てバックグラウンド・コンテキストであって、コンテキスト３が不活性状態Ｗｂ、コンテキスト７が待ち行列待ち状態Ｑｂ、コンテキスト６が動作状態Ｒｂである。

【００４６】コンテキスト１は非稼動状態であり、フォアグラウンド／バックグラウンド設定が不明即ち不定の状態である。 図示の最初の命令サイクル４６は、そのタイム・スライス・カウント値が２に減少するとき、バックグラウンド・コンテキスト６によって実行される。 次の命令サイクル４７で、バックグラウンド・コンテキスト６がバックグラウンド・コンテキスト３へＳＩＧＮＡ
Ｌファンクションを実行する。 その結果、バックグラウンド・コンテキスト３が次の命令サイクルでアクティブ転入状態Ｑｂになる。 ＳＩＧＮＡＬファンクションを送出した後、バックグラウンド・コンテキスト６は、そのタイム・スライス・カウントが０に減少するとき、別の命令サイクル４８を実行する。 これにより、バックグラウンド・コンテキスト７に在る、活性コンテキスト・フォアグラウンド待機状態Ｑｂの次に高いコンテキスト番号へのコンテキスト切替わりが引き起こされる。 コンテキスト６はＱｂ状態に入り、コンテキスト７は７のタイム・スライス・カウント値を有する命令サイクル５０でＲｂ状態に入る。 コンテキスト７が３個の命令を実行した後、外部発生イベントがフォアグラウンド・コンテクスト４を起動する。 従って、次の命令サイクル５２の末尾で、バックグラウンド・コンテキスト７はフォアグラウンド・コンテクスト４によってプリエンプトされ、このプリエンプション中そのタイム・スライス・カウント値は４に留まる。

【００４７】フォアグラウンド・コンテクスト４はその最初の命令を実行し、外部発生イベントがフォアグラウンド・コンテクスト２を起動する。 従って、次の命令サイクル５４の末尾で、フォアグラウンド・コンテクスト４はフォアグラウンド・コンテクスト２によりプリエンプション点５３でプリエンプトされてプリエンプテッド状態Ｐｆに入り、その一方でフォアグラウンド・コンテクスト２が動作状態Ｒｆに入る。 フォアグラウンド・コンテクスト２は、２個の命令を実行しその起動イベントを処理した後、第３の命令サイクル５６中ＷＡＩＴファンクションを実行する。 このＷＡＩＴファンクションはフォアグラウンド・コンテクスト２に対するアクティビティ・フリップ・フロップをクリアし、且つ、１以上の命令サイクル後フォアグラウンド・コンテクスト２は非稼動状態になり、待機状態Ｗｆに戻る。 これにより、プリエンプトされたフォアグラウンド・コンテクスト４が動作状態Ｒｆに戻り、別の命令サイクル５８を実行することが許容される。 フォアグラウンド・コンテクスト４
はプリエンプション点５３以前にそれ自身のＷＡＩＴファンクションを既に実行しているので、そのファンクションは、待機状態Ｗｆへ戻り、プリエンプトされたバックグラウンド・コンテキスト７が命令サイクル６０で動作状態を再開するのを許容する前にフォアグラウンド・
コンテクスト４によって実行される最後の命令である。
バックグラウンド・コンテキスト７は、４以上の命令を実行した後、そのタイム・スライス６２を完遂し、その結果、コンテキスト７からコンテキスト０へのコンテキスト数のラップ・アラウンドのためにバックグラウンド・コンテキスト３である次の先頭のＱｂコンテキストへのコンテキスト切替わりが起きる。

【００４８】命令サイクル６４中、バックグラウンド・
コンテキスト３はそのタイム・スライス７の最初の命令を実行し、外部発生イベント６６がフォアグラウンド・
コンテクスト０を起動する。 従って、この命令サイクル６４の末尾で、バックグラウンド・コンテキスト３はフォアグラウンド・コンテクスト０によってプリエンプトされ、このプリエンプション中そのタイム・スライス・
カウント値は７に留まる。 フォアグラウンド・コンテクスト０は、３個の命令を実行しその起動イベントを処理した後、第４の命令サイクル６９中ＷＡＩＴファンクションを実行する。 このＷＡＩＴファンクションはフォアグラウンド・コンテクスト０に対するアクティビティ・
フリップ・フロップをクリアし、且つ、１以上の命令サイクル後フォアグラウンド・コンテクスト０は非稼動状態になり、待機状態Ｗｆに戻る。 これにより、通常はプリエンプトされたバックグラウンド・コンテキスト３が動作状態を再開することが許容されるが、しかしこの例ではフォアグラウンド・コンテクスト０が動作している間、外部発生イベント６８がフォアグラウンド・コンテクスト５を起動する。 なお、この起動はフォアグラウンド・コンテクスト５の状態を待機状態Ｗｆからプリエンプテッド状態Ｐｆへ切替わり、フォアグラウンド・コンテクストが起動以降に何らかの命令を実行すること無くプリエンプテッド状態に入ることが可能になる方法を示すことに留意しなければならない。

【００４９】もしバックグラウンド・コンテキスト３がフォアグラウンドで動作していた場合、バックグラウンド・コンテキスト３は優先度がフォアグラウンド・コンテクスト５より高いから、待機状態Ｗｆへ戻されたフォアグラウンド・コンテクスト０が不適切であるとき、フォアグラウンド・コンテクスト５がプリエンプテッド状態Ｐｆであった。 しかし、コンテキスト３はバックグラウンドで動作しており、従ってフォアグラウンド・コンテクスト０で実行されたＷＡＩＴファンクション６９
は、動作状態Ｒｆに入って命令７０の実行を開始するフォアグラウンド・コンテクスト５へのコンテキスト切替わりをもたらす一方、バックグラウンド・コンテキスト３は状態Ｒｂでプリエンプトされた状態に留まる。

【００５０】フォアグラウンド・コンテクスト５は２個の命令を実行してその起動イベントを処理した後、第３
の命令サイクル７１中にＷＡＩＴファンクションを実行する。 このＷＡＩＴファンクションはフォアグラウンド・コンテクスト５に対するアクティビティ・フリップ・
フロップをクリアし、且つ、１以上の命令サイクルの後、コンテキスト５は非稼動状態になり、待機状態Ｗｆ
へ戻る。 このとき他に活性状態であるフォアグラウンド・コンテクストは存在しないので、プリエンプトされたバックグラウンド・コンテキスト３は状態Ｒｂで動作状態を再開し、そのタイム・スライス７２の第２の命令を実行する。 次の命令サイクルで、バックグラウンド・コンテキスト３はＷＡＩＴファンクション７３を実行する。 ＷＡＩＴファンクション７３はバックグラウンド・
コンテキスト３に対するアクティビティ・フリップ・フロップをクリアし、且つ、１以上の命令サイクルの後、
バックグラウンド・コンテキスト３は非稼動状態になり、待機状態Ｗｂへ戻る。 これにより、待ち行列待機バックグラウンド・コンテキスト６が命令サイクル７４で動作状態Ｒｂへ戻ることが許容される。 なお、たとえこのコンテキスト切替わりはタイム・スライス・カウントが０へ減少することによって開始されなかったとしても、バックグラウンド・コンテキスト６は、バックグラウンド・コンテキスト３がＷＡＩＴファンクション７３
を実行したときに留まりている一部分のタイム・スライスを受け継ぐよりもむしろ、７の完全なタイム・スライス・カウント値を有する命令サイクル７４で動作状態Ｒ
ｂに入る。

【００５１】バックグラウンド・コンテキスト６は、その第２の命令としてフォアグラウンド・コンテクスト１
にＩＮＩＴファンクション７６を実行してそのフォアグラウンド・コンテクスト１を、コンテキスト１によって実行されたコード中のソフトウエア・エラーから回復するのに多分必要である既知状態にする。 このＩＮＩＴファンクション７６は、コンテキスト１を、実行セットを持つフォアグランド・コンテキスト・プリエンプテッド状態として活性状態にし、そのコンテキスト１で制御記憶域内のベクトル・アドレスの初期設定を開始する。 このとき活性フォアグラウンド・コンテクストが存在しているので、バックグラウンド・コンテキスト６は１以上の命令が実行された後コンテキスト１へのコンテキスト切替わりによってプリエンプション点７７でプリエンプトされる。 コンテキスト１は、その第２の命令として、
コンテキスト１がフォアグラウンド待機状態Ｑｂに入るようにするＣＬＲＦＧ（フォアグラウンド・クリア・ビット）ファンクション７８を実行する。 このとき、コンテキスト１はバックグラウンド待ち行列上に在り、且つ、既に状態Ｒｂにコンテキストが有るので、コンテキスト1は、ＣＬＲＦＧファンクション７８の実行に続く命令サイクルの後、無効化ポイント８０でプロセッサの制御を無効にし、それにより、コンテキスト６が状態Ｒ
ｂでそのタイム・スライス８２の残りの実行を再開することを許容する。

【００５２】この詳細な説明の項の残りにおいて、数字は、それらが１６進数である場合、前に“０ｘ”が付いていない限り、１０進数である。

【００５３】図３は、本発明の一実施例を実行するソフトウエアへアクセスすることが出来るコンテキスト毎の制御レジスタ及びステータス・レジスタの例を示す図である。 この例示実施例では、９単位数のコンテキスト当たり制御ビット８４がソフトウエアによって決定される値を有し、９単位数のコンテキスト当たりステータス・
ビット８６がコンテキスト・コントローラ・ハードウエアによって決定される値を有するが、それらの値はソフトウエアにより他の方法で読み出し又はテストすることが可能である。 コンテキスト・コントローラは各コンテキストの状態ビットの一部を維持する。 これらの状態ビットは、コンテキスト・コントローラ内のコンテキスト特定状態ビットが起動ロジックによる使用のため、及びコンテキスト切替わり判断論理回路への入力としても継続的に必要とされるので、コンテキスト切替わり中にセーブ及び復旧される実行状態の部分ではない。

【００５４】コンテキスト毎の制御ビッチ８４はフォアグラウンド（ＦＧ）ビット８８及びイベント・マスク・
レジスタ９０を包含する。 ＦＧビット８８はコンテキストがフォアグラウンドに在るときは１である。 ＦＧビット８８は、このコンテキストを特定の目標として有するＩＮＩＴファンクションのハードウエア・リセットの実行よって設定され、或いはこのコンテキストが動作している間にＳＥＴＦＧファンクションの実行によって設定されるように示されている。 ＦＧビット８８は、このコンテキストが動作している間にＣＬＲＦＧファンクションによってクリアされるように示されている。 イベント・マスク・レジスタ９０はこのコンテキストに関連する各起動イベントに対応するビットを有する。

【００５５】この例示実施例では、各コンテキストが８
個の起動イベントを割り当てられ、従ってイベント・マスク・レジスタ９０は８ビットを包含する。 或る特定の起動イベントは、専ら、イベント番号と等しい対応するビット位置番号がコンテキスト・イベント・マスク・レジスタ９０に１の値を有するときにコンテキストを起動する。 しかし、以下で詳述するように、起動イベントの表明は、特定ビットに対してＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥ
（ＡＣＫ）ファンクションが実行されるまでセット状態に留まるイベント・フリップ・フロップに記録される。
イベント・フリップ・フロップの設定はイベント・マスク・レジスタ９０の内容によって影響されない。

【００５６】コンテキスト当たりのステータス・ビット８６はＡＣＴビット９２及びイベント状態レジスタ９４
を包含する。 ＡＣＴビット９２はコンテキストが活性状態であるとき、１である。 ＡＣＴビット９２は、非マスク状態起動イベントの表明、表明された無応答起動イベントに対するイベント・マスク・ビットの設定又はこのコンテキストを特定の目標として有するＩＮＩＴファンクションの実行の何れかによって設定される。 ＡＣＴビット９２は、ＡＣＴビットがハードウエア・リセットによって設定されるコンテキスト７を除き、ハードウエア・リセットによってクリアされ、且つコンテキストが動作している間にＷＡＩＴファンクションの実行によってクリアされる。 イベント状態レジスタ９４はそのコンテキストと関連する各起動イベントに対応するビットを有する。 これらのビットはまた、この詳細な説明の項の諸所でイベント・フリップ・フロップと称される。

【００５７】上述の如く、この例示実施例では、各コンテキストが８個の起動イベントを割り当てられ、イベント状態レジスタ９４が少なくとも８ビットを包含することを記述する。 読み出された被表明イベントに対応するビットは１であり、肯定応答イベントを包含する読み出された非表明イベントに対応するビットは０である。 個々のイベント状態レジスタ・ビット（イベント・フリップ・フロップ）は外部発生イベント信号或いは内部発生イベント信号の表明（代表的には０から１への遷移）の検出時にコンテキスト・コントローラ・ハードウエアによって設定される。 個々のイベント状態ビットはまた、
このコンテキストで対象イベントを宛先として特定するＳＩＧＮＡＬファンクションの実行時に設定することが出来る。 個々のイベント状態レジスタ・ビットはハードウエア・リセットにより、またこのコンテキストが動作している間に対象イベントを特定の目標として有するＡ
ＣＫファンクションによってクリアされる幾つかのケースでは、特定のＡＣＫファンクションを、他の命令を実行し或いは特定のデータ・パス（代表的には入出力ポート）レジスタにアクセスする副作用として生成することが出来る。

【００５８】ＩＥＥＥ８０２．１１媒体アクセス制御（ＭＡＣ）コントローラに関するコンテキストの定義及び用法を示す実行例が以下に提示される。 ＭＡＣコントローラのファンクションは、０から７を指示され、０が最高優先度である８個のコンテキストに分割されている。 コンテキスト０からコンテキスト５は好ましくはフォアグラウンドであり、コンテキスト６及びコンテキスト７は好ましくはバックグラウンドである。 各コンテキストは８個の起動イベントを有し、各起動イベントが一般的には以下のデフォルトを利用する。

【００５９】Ａ． イベントは、そのイベントがそのような目的に指定されない限り、ＳＩＧＮＡＬファンクションを使用して表明することは出来ない。 Ｂ． イベントはＡＣＫファンクションを使用してクリアされる。 Ｃ． タイマー終了カウント・イベントは、対応するタイマーが０に減少するときに生起する。 Ｄ． タイマー終了カウント・イベントは、ＡＣＫファンクションではなく、対応するタイマーの制御レジスタへ論理１のＣｌｅａｒＴＣ（ビット２）を書き込むことによってクリアされる。 Ｆ． 外部イベント信号の“表明”は０から１への遷移として定義される。 Ｇ． 外部イベント信号の“否定”は１から０への遷移を意味する。 そして、 Ｈ． 制御ビット名は、そのビットが１であるときに有意であるように選ばれる。

【００６０】典型的なコンテキスト及びそれらの対応する起動イベントを以下に記載する。

【００６１】コンテキスト０−デバッグ・サポート（及び高い優先順位のリアル・タイム・イベント） 起動イベント： ０）ハードウエア区切り点（ＢＫＰＴｉｎ）； １）ソフトウエア区切り点（信号０，１）； ２）ＧＰ直列シフト完遂又はＵＡＲＴトランスミッタ完了（ＧＰＤＮ／ＵＸＤＮ）； ３）インターバル・タイマーＡ終了カウント（ＩＮＴＡ
ＴＣ）； ４） ＵＡＲＴレシーバ完了（ＵＲＸＤＮ）； ５）インターバル・タイマーＢカウント（ＩＮＴＢＴ
Ｃ）； ６） ホスト（コンピュータ・システム）アテンション（ＨＡＴＮ）；及び ７） 共用プロセッサ・アテンション（ＣＰＡＴＮ）．

【００６２】コンテキスト１ − ロアーＭＡＣ（ＬＭＡ
Ｃ）例外処理： 起動イベント： ０） モデム・データ・インタフェース・アテンション（ＭＤＩＡＴＮ）； １） 物理層データ利用不可（！ＰＤＡ）； ２） ＩＦＳ（フレーム間スペース）タイマー終了カウント（ＩＦＳＴＣ）； ３） ＭＭＡＣからＬＭＡＣへのコンテキスト間通信（信号 1, ３）； ４） 物理層トランスミッタ・ノット・レディ（！ＴＸ
Ｒ）； ５） ビーコン／ドウェル・タイマー・コンパレータ同一（ＢＣＮＴＣ）； ６）モデム・データ・インタフェース・プログラマブル・ビット境界（ＭＤＩＢＩ
Ｔ）； ７） モデム管理インタフェース転送完遂（ＭＭＩＤ
Ｎ）．

【００６３】コンテキスト２ − ロアーＭＡＣ（ＬＭＡ
Ｃ）データ転送；起動イベント： ０） モデム・データ・インタフェース・アテンション（ＭＤＩＡＴＮ）； １） インターバル・タイマーＢ終了カウント（ＩＮＴ
ＢＴＣ）； ２） ＩＦＳ（フレーム間スペース）タイマー終了カウント（ＩＦＳＴＣ）； ３） ＭＡＣからＬＭＡＣへのコンテキスト間通信（信号２，３）； ４） ＴＳＦＴ（典型的同期化ファンクション・タイマー）ウラップアラウ ンド（ＴＳＦＷＲ
Ｐ）； ５） ＮＡＶ（ネットワーク割り付けベクトル）タイマー終了カウント（ＩＮＴＣＴＣ）； ６） 物理層媒体ビジー（ＭＢＵＳＹ）； ７） 物理層媒体ノット・ビジー（！ＭＢＵＳＹ）．

【００６４】コンテキスト３ − ホスト・インタフェース・サポート起動イベント： ０） バッファ・アクセス・パス０ オフセット分解能（ＢＵＦＡＴＮ０）； １） バッファ・アクセス・パス 1 オフセット分解能（ＢＵＦＡＴＮ１）； ２） ホストへ状態報告するためのコンテキスト間通信（信号３，２）； ３） バッファ・アクセス・パスのブロック境界交差数が０（ＢＬＫＡＴＮ０）； ４） バッファ・アクセス・パスのブロック境界交差数が１（ＢＬＫＡＴＮ１）； ５） ホストへ状態報告するためのコンテキスト間通信（信号３，５）； ６） ホスト・インタフェース・レジスタ・アテンション（ＨＡＴＮ）； ７） バックグラウンドからのコンテキスト間通信（信号３，７）。

【００６５】コンテキスト４ − 中間ＭＡＣ（ＭＭＡ
Ｃ）媒体アクセス及びタイミング処理； 起動イベント： ０） ＬＭＡＣからＨＭＡＣへのコンテキスト間通信（信号４，０）； １） 前にビジー状態であった媒体が利用可能になる（ＭＡＶＬ）； ２） ＩＦＳ／スロット・タイマー終了カウント（ＩＦ
ＳＴＣ）； ３） インターバル・タイマーＡ終了カウント（ＩＮＴ
ＡＴＣ）； ４） ビーコン／ドウェル・タイマー・コンパレータ（ＢＣＮＴＣ）； ５） モデム・データ・インタフェース・アテンション（ＭＤＩＡＴＮ）； ６） ソフトウエア・フラグ３-０(コンテキスト７、イベント７と共用）； ７） モデム管理インタフェース転送完遂（ＭＭＩＤＩ）．

【００６６】コンテキスト５ − ＷＥＰ（ワイヤード等プライバシー）暗号解読サポート： 起動イベント： ０） 状態報告のためのコンテキスト間通信（信号５，
０）； １） 暗号解読キーストリーム値レデイ（ＤＥＣＲＹＰ
Ｔ）； ２） ＧＰ直列シフト完遂又はＵＡＲＴトランスミッタ完了（ＧＰＤＮ／ＴＸＤＮ）； ３） コンテキスト間通信（信号５，３）； ４） ＵＡＲＴレシーバ転送完了（ＵＲＸＤＮ）； ５） コンテキスト間通信（信号５，５）； ６） インターバル・タイマーＤ終了カウント（ＩＮＴ
ＤＴＣ）；及び ７） モデム管理インタフェース転送完遂（ＭＭＩＤ
Ｎ）．

【００６７】コンテキスト６ − 追加アクセス・ポイント・ファンクション： 起動イベント： ０） ソフトウエア・フラグ１１−８； １） ソフトウエア・フラグ１５−１２； ２） ＧＰ直列シフト完遂又はＵＡＲＴトランスミッタ完了（ＧＰＤＮ／ＵＴＸＤＮ）； ３） インターバル・タイマーＡ終了カウント（ＩＮＴ
ＡＴＣ）； ４） ソフトウエア・フラグ７−４； ５） インターバル・タイマーＢ終了カウント（ＩＮＴ
ＢＴＣ）； ６） インターバル・タイマーＤ終了カウント（ＩＮＴ
ＤＴＣ）； ７） 共用プロセッサ・アテンション（ＣＰＡＴＮ）．

【００６８】コンテキスト７ − 上方ＭＡＣ（ＵＭＡ
Ｃ）及びその他のサポート： 起動イベント： ０） ソフトウエア・フラグ１９−１６ １） ソフトウエア・フラグ２３−２０ ２） ソフトウエア・フラグ２１−２４ ３） インターバル・タイマーＡ終了カウント（ＩＮＴ
ＡＴＣ） ４） ビーコン／ドウェル・タイマー・コンパレータ（ＢＣＮＴＣ） ５） インターバル・タイマーＢ終了カウント（ＩＮＴ
ＢＴＣ） ６） インターバル・タイマーＤ終了カウント（ＩＮＴ
ＤＴＣ）及び ７）ソフトウエア・フラグ３−０（コンテキスト４、イベント６と共用）。

【００６９】図４は、次の図５に示される、本発明のコンテキスト・コントローラの実施例を組入れている代表的なプロセッサ或いは入出力制御装置のシステムで扱うテキスト・シンボル例を示す図ある。 この図４と図５の組（同様に図６、図７、及び図１５と図16の組）は、In
ternational Telecommunication Union in ITU- Recomm
endation Z.100 (03/93)で標準化されているような、Sp
ecification and Description Language（ＳＤＬ）の周知のグラフィカル構文を使用して表されている。

【００７０】そのシステム動作は、より正確且つ広い一般的な適用性が達成可能であるので、この形式記述言語を使用して表されている。 例えば、模式的断篇がこの例示実施例の実行特性を強調するために使用可能である。
しかし、このコンテキスト・コントローラは殆どどのようなタイプのプロセッサにも適用可能であるから、そのプロセッサに当然に内在するが特定のプロセッサに対する概要は、異なるアーキテクチャを使用する別のプロセッサに適切である可能性が有る制御シーケンスの態様を割愛されがちである。 また、従来の状態図はＳＤＬプロセス図と類似の構成を有するより形式性が無い表記である。 ＳＤＬは厳密に定義されたグラフィカル構文を有するが、しかし更に僅か不正確である。 事実、このコントローラの動作中の多くの“境界条件”は従来の状態図では十分に説明されない。 これら境界条件の例は、全てがこの項のＳＤＬ明細によってカバーされており、次のものを包含する。 （１）もしコンテキストがＷＡＩＴファンクションの実行とこのＷＡＩＴファンクションに続く命令の実行との間でプリエンプトされると、何が起きるか。 （２）もしコンテキストがＷＡＩＴファンクションの実行後の命令中にその起動を引き起こしたイベントに対してＡＣＫファンクションを実行すると、何が起きるか。 （３）バックグラウンド・コンテキストがＳＥＴＦ
Ｇファンクションを実行するときに、もしそのバックグラウンド・コンテキストのタイム・スライスが同じ命令サイクル上で終了すると、そのコンテキストがフォアグラウンドでの動作を継続するか、即ち、状態Ｑｂ中の次のコンテキストがその新たなフォアグラウンド・コンテクストによってプリエンプトされる前に１個の命令を実行するか。 また、ＳＤＬは、英語散文体を使用して出来るよりも、より正確で不明瞭性が少ないコンテキスト・
コントローラの動作を記述することも出来る。 従って、
以下のパラグラフで与えられるＳＤＬ明細は、本発明の幾つかの実施例の構成及び所期の目的の顕著な特徴に対する一般的な指針及び詳細な指針の双方として働くように意図される。

【００７１】ＳＤＬシステム１００はこの例示実施例で使用されるプロセッサの適切な最高レベルの機能ブロックを示す。 テキスト・シンボル１０２及び１０４は、Ｓ
ＤＬの定義済みデータ・タイプに対するシステム特定拡張子の定義、移植／読み込み機構を介する暗黙のブロック間通信のために使用される別種の変数の宣言及び明白なブロック間通信のために使用される信号のパラメータ・タイプを包含する。 図示のシステム１００は５個の機能ブロック、即ち、クロック発生器１０６、シーケンサ１０８、命令デコーダ１１２、データ・パス及びインタフェース資源マネージャ１１４及びコンテキスト・コントローラ１１０を具備する。

【００７２】クロック発生器１０６は、入力クロック或いはクロックを発生する時間ベースの基準信号（例えば、水晶制御信号）をＣｌｏｃｋｓＩｎチャネル１２２
を介して受入れ、且つ、ハードウエア・リセット信号をＲｅｓｅｔＩｎチャネル１２０を介して受入れる。 クロック発生器１０６は他の全てのブロックで使用されるサイクル・クロックを発生する。 これらのサイクル・クロックは命令サイクルを４個の実質的に等しい部分に細分される。 これは一対の直交位相の矩形波を使用して為され、その結果、それらの４個のクロック・エッジで種々の動作を開始する。 実際のクロック波形は、図８及び図９に、命令サイクル境界を定めるマスター・クロックＭ
ＣＬＫ信号５０４と各命令サイクル内に追加のクロック・エッジを具備する直交位相クロックＱＣＬＫ信号５０
６とで以って示されている。 ４個のエッジは、順に、Ｍ
ｒ５１７が指名され、１つの命令サイクルの末尾及び次の命令サイクルの開始点を指し示す、ＭＣＬＫ信号５０
４の立上がりエッジ、Ｑｒ５１８が指名され、各命令サイクルの全範囲の２５％に生起する、ＱＣＬＫ信号５０
６の立上がりエッジ、Ｍｆ５１９が指名され、各命令サイクルの全範囲の５０％に生起する、ＭＣＬＫ信号５０
４の立下がりエッジ、及び、Ｑｔ５２０が指名され、各命令サイクルの全範囲の７５％に生起する、ＱＣＬＫ信号５０６の立下がりエッジである。

【００７３】ＳＤＬモデルでは、クロック発生器１０６
はリセット信号だけでなく、適切なＭｒ５１７、Ｑｒ５
１８、Ｍｆ５１９又はＱｔを他の全ての機能ブロックへ送出する。 クロック発生器１０６はプロセッサが動作状態かアイドル状態の何れかである間、動作するが、しかしクロック発生器１０６がＣｌｋＣｃｔｌチャネル１４
０を介してコンテキスト・コントローラ１１０からスリープ信号を受信するときに入力される極低電力スリープ・モード中、ＭＣＬＫ信号５０４及びＱＣＬＫ信号５０
６の生成を包含するその回路の殆どを停止することができる。

【００７４】多くの実施においては、毎クロック・サイクル中に命令を実行することは可能ではない。 その結果、命令デコーダ１１２、シーケンサ１０８及びコンテキスト・コントローラ１１０は、専ら、「真」である別種のブール変数“ｉｅｎ”（テキスト・シンボル１０２
を参照）によって識別されるように、命令が実際に実行されているサイクル中にそれらのファンクションを実行する。

【００７５】シーケンサ１０８は命令アドレスを発生し、ＴｏＣＳチャネル１１６を介して命令取り出しサイクルを開始する。 これらのアドレスは必然的にプロセッサ１００の外部に制御記憶域アレイ１１７と接続する。
なお、実現技術及び所望の特性レベルに依存して、制御記憶域アレイ１１７及び関連データ記憶装置１２７は物理的に別個か、単一メモリ素子中に完全に一緒に配置されるか、或いはそれらを幾らか混ぜ合わせたものであることが出来る。 シーケンサ１０８は、コンテキスト・コントローラ１１０からＣｃｔｌＳｅｑチャネル１４１を介してコンテキスト切替わり信号、即ち、セーブされたコンテキスト状態情報を検索するためのＣｓＬｏａｄ、
コンテキスト状態情報をセーブするためのＣｓＳｔｏｒ
ｅ、及びコンテキスト実行アドレスを適切な初期設定ベクトルに設定するためのＩｎｉｔＳｅｑを受信する。

【００７６】命令デコーダ１１２はシーケンサ１０８の制御の下で取り出された命令語をＦｒｏｍＣＳチャネル１１８を介して受信する。 デコードされた命令は、命令フィールド値をパラメータとして有する信号として他の全てのブロックへ適宜送出される。 コンテキスト・コントローラ１１０での処理を必要とする命令はＩｎｓｔＣ
ｃｔｌチャネル１４２を介して送出される。

【００７７】データ・パス及びインタフェース資源マネージャ１１４はプロセッサの残りを表し、ＡＬＵ、プログラマーが参照出来るレジスタ等を包含する。 入出力装置、ホスト・コンピュータ（もし有れば）及びローカル・データ・メモリ・インタフェース（チャネル１２６、
１２８、１３０、１３２）の全てがこの機能ブロック１
１４に接続する。 データ・パス及びインタフェース資源マネージャ１１４はイベント信号をコンテキスト・コントローラ１１０へ送出し、且つ、コンテキスト・コントローラ１１０からＣｃｔｌＩＤＰチャネル１４３を介して、ソフトウエア・フラグがＡＣＫファンクションを実行して特定の前のＥｖｅｎｔを確認したことを表すＡｃ
ｋＥｖ信号、コンテキスト状態情報を復旧するＣｓＬｏ
ａｄ信号、コンテキスト状態情報をセーブするＣｓＳｔ
ｏｒｅ信号、ハードウエア・リセット・ファンクション及びＩＮＩＴファンクション後に使用するための桁上げフラグを設定するＳｅｔＣy信号及びそれをクリアするＣｌｅａｒＣy信号を受信する。 この機能ブロック１１
４はまた、“ｉｅｎ”の値（もし現在のクロック・サイクルが命令実行サイクルであれば、真）及びスライス（各バックグラウンド・タイム・スライスに対する初期命令カウント即ち命令スライスに、ソフトウエアによって特定された最後の値）を移植する。

【００７８】コンテキスト・コントローラ１１０はＥｖ
ｅｎｔｓＩｎチャネル１２４を介して外部発生イベント信号を受入れ、且つ、上記の如く他の機能ブロックと通信する利点が有る。 この機能ブロック１１０はまた、ブール変数不活発状態の値（スリープ・モードにあるとき、真）、ＣＳＷ（コンテキスト切替わりサイクルの後半中、真）及びアイドル（活性コンテクストが無いとき、真）、ＣｔｘＮｕｍ（コンテキスト番号）、変数のコンテキスト（実行状態コンテクストの数）及びｎｃｔ
ｘ（実行が切替えられているコンテキストの数）を移植する。 そして、この機能ブロック１１０はまたＢｉｔＳ
ｔｒｉｎｇ変数イベント（現在のコンテキストのイベント状態レジスタ）及びマスク（現在のコンテキストのイベント・マスク・レジスタ値）を移植する。

【００７９】図６は、図５に示されるコンテキスト・コントローラ１１０の内部構成を示すＳＤＬ処理対話図である。 他の最高レベル・ブロックの内部構成は、それらが本発明の一部ではなく、且つ、コンテキスト・コントローラ１１０の動作を理解するのに必要とされるものでもないので、本明細書では提示されない。

【００８０】2個の処理がコンテキスト・コントローラ・ブロック１１０に包含されているものとして示される。 イベント・シンクロナイザ１５０はＡｙｎｃＥｖｅ
ｎｔｓ信号ルート１５８からの外部発生イベント信号を受入れ、それらをクロック発生器よりＣｌｋＳｙｎ信号ルート１５６を介して供されるマスター・クロックの立上がりエッジ Ｍｒ５１７と同期させる。 これらのイベントはＳｙｎｃＥｖｅｎｔｓ信号ルート１６６を介し、
イベント信号として、丁度、ＰｒｉＤＰ信号ルート１６
４上の内部発生ソースからの（本来的に同期化された）
イベント信号と共に回送される。

【００８１】基本コンテキスト制御状態機械はこの実施例のイベント優先順位付け処理１５２内で動作する。 イベント・プライオリタイザ１５２は入力信号をクロック発生器１０６からＣｌｋＰｒｉ信号ルート１５４を介して受信し、イベント信号をイベント・シンクロナイザ１
５０からＳｙｎｃＥｖｅｎｔｓ信号ルート１６６を介して受信し、且つ、データ・パスＣｃｔｌＤＰファンクション１４３をＰｒｉＤＰ信号ルート１６４を介して受信する。 更に、コンテキスト制御及びコンテキスト間通信に適切な種々の命令のためのデコード信号が命令デコーダからＩｎｓｔＣｃｔｌチャネル１４２及びＩｎｓｔＰ
ｒｉ信号ルート１６２を介して受信される。

【００８２】図７は、イベント・シンクロナイザ１５０
の動作を図示する図６に示されているイベント同期処理のプロセス図である。 この処理は、各入信ＥｘｔＥｖｅ
ｎｔ信号２０８がマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２０６の生起までセーブされ、そのとき、確実にセーブされた全てのＥｘｔＥｖｅｎｔ信号２１４が受信され、Ｅｖｅｎｔ信号２１８として直ぐにイベント・プライオリタイザ１５２へパスされる。

【００８３】図１５乃至図２１の組は、全体で、イベント・プライオリタイザ１５２の処理の状態遷移を定義している図６に示されているイベント優先順位付け処理のプロセスを示す。 この処理は、本発明のこの実施例に対するイベント駆動及びタイム・スライスド・コンテキスト切替えファンクションを実行する。

【００８４】図１５と図１６の組は始動シーケンス及びリセット・シーケンスを定義する。 “全状態”シンボル２７２では、リセット信号２７４が他の全ての入力信号より上位の優先順位を取り、開始記号２５４で開始する始動初期設定（シンボル２８２）に合する前に処理入力待ち行列（シンボル２７６-２８０）が動作されるようにする。 シーケンス（シンボル２５６-２７０）は全ての適切な変数を初期設定して、イベント・マスク、イベント状態レジスタ及び待機フリップ・フロップをクリアし、全てのコンテキストをフォアグラウンドに設定し、
且つ、活性状態にされているコンテキスト７のそれを除く全てのＡＣＴフリップ・フロップをクリアする。

【００８５】図１７と図１８の組は各サイクルの後半、
ＭｆからＭｒまでの期間（マスター・クロックの立下がりエッジＭｆからその次の立上がりエッジＭｒまでの期間）の動作を定義し、更に、マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２９２の受信の直後のイベントを定義する。 動作状態とアイドル状態２８４は、命令がＷＡＩＴ
ファンクションの後のサイクル中実行され、且つ、プロセッサがアイドル状態に在る時間を包含する、何れかのサイクル中に生起するイベントを処理する必要が有るので、イベントの双方とも同一の遷移を有する。 ＭｆからＭｒまでの期間中、ＡＣＫ（ＡｃｋＩｎｓｔ）かＷＡＩ
Ｔ或いはＳＬＥＥＰファンクション３００を除く全ての命令デコード信号が直ぐに処理される。 全てのＥｖｅｎ
ｔ信号２８８が処理された後にそれら３信号を処理する必要が有るので、それら３信号はセーブされ、マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２９２の後で処理される。 マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２９２の前に処理された命令（即ち、信号２８６、２９０、２９
４、２９６、２０９）は、もしコンテキスト切替わりが生起する場合、マスター・クロックの立上がりエッジＭ
ｒ２９２でセーブする必要が有る情報を変更することができる。

【００８６】マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ
２９２の後、“ｉｅｎ”が真（１）であるサイクル（２
９３）で、ＣＳＷ（コンテキスト切替わり進行中・フラグ）、ＣＴＸ（現在のコンテキスト番号）、ＮＣＴＸ
（次のコンテキスト番号）の値並びに、イベント・マスク及びイベント状態レジスタが更新される（シンボル３
２０、３２１）。 プロセッサはそのプロセッサ・クロックが停止している間にＳｌｅｅｐｉｎｇ状態（シンボル３３８）に入ることが出来、低周波数スリープ・タイマーのみが、スリープ時間切れ（シンボル３４０内のＷａ
ｋｅ信号）かハードウエア・リセットの何れかが生起するまで動作する。 もし不活発状態でなければ、タイム・
スライス命令カウントが、もしバックグラウンド・コンテキストが動作していると（シンボル３２６、３２８）
減少される（シンボル３３０）。 もしそのスライス・カウントが０に減少すると(シンボル３３２)、タイム・スライス・コンテキスト切替わりがコンテキスト数を法として１だけラウンド・ロビンｃｕｒＢｇ（現在のバックグラウンド・コンテキスト）ポインタに先立って開始され（シンボル３３４）、そのプログラムされた値にリセットされる（シンボル３３５）。 続いて、優先順位付け状態３３６が入力され、ＭｒからＱｒまでの期間（マスター・クロックの立上がりエッジＭｒから次の直交位相クロックの立上がりエッジＱｒまでの期間）を処理する。

【００８７】図１９は各サイクルの最初の４分の１サイクル（ＭｒからＱｒまでの期間）中の動作を定義する。
これはマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２９２
でサンプルされたイベントがマスクされ、ＡＣＴフリップ・フロップが直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ
３８０後に行われるコンテキスト切替わり判断に備えて更新される。 ＡＣＫ（ＡｃｋＩｎｓｔ）信号３５２、Ｗ
ＡＩＴ信号３６０及びＳＬＥＥＰ信号３６６が直交位相クロックの立上がりエッジＱｒの前に処理され、マスキング及びＡＣＴの更新のシーケンスが直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ３８０の後に生起する。

【００８８】ＡＣＴビットの更新は、反復処理（シンボル３８８−３９２）として図示され、その動作が実行されることが明らかにされる。 この動作は代表的には全てのコンテキストに対し並列に実行される。 図１９で繊細な、しかし極めて重要な動作はＷＡＩＴファンクション３６０の処理であり、このＷＡＩＴファンクション３６
０の生起は、ＷＡＩＴファンクション３６０がデコードされたマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２９２
の前に動作していたコンテキストである、“前（ｐｒｅ
ｖ）のコンテキスト”の指標で記録される（シンボル３
６２）。 続いてＡＣＴフリップ・フロップのクリア（シンボル３８２−３８４）が“現在（ｃｔｘ）のコンテキスト”の指標で為される。 ｐｒｅｖ及びｃｔｘの値は、
コンテキスト切替わりがマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２９２の直前に生起した場合を除き全ての場合で直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ３８０の前後で等しくなる。 これは、コンテキスト切替わりの前の最後のサイクルでＷＡＩＴファンクションを実行しているコンテキストが活性状態に留まるが、しかしそのＷａ
ｉｔフリップ・フロップ（待機ビット・ストリング中のビット）はコンテキストが再度動作してそのＷＡＩＴファンクションの後の命令を実行出来るようになるまで、
１である。 図１９中のもう１つの重要な動作は、ＡＣＫ
ファンクション３５２が処理されるときにＡｃｋＥｖ信号３５６をＤａｔａ Ｐａｔｈへ送出する動作である。
これは、この装置即ちホスト・インタフェース・ロジック内の副作用が、特定のイベントが認識されたときに実行されることを許容するために為される。

【００８９】図２０と図２１との組は各サイクルの第2
の４分の１サイクル、即ちＱｒからＭｆまでの期間（直交位相クロックの立上がりエッジＱｒから次のマスター・クロックの立下がりエッジＭｆまでの期間）中の動作を定義する。 これは、イベントが優先順位付けされ、コンテキスト切替わり判断が為される期間である。 第１セットのアクション（シンボル４２２−４２８）は可能なプリエンプションを探索する。 この探索は、実行されている動作について明確化のために反復処理として図示される。 この動作は代表的には全てのコンテキストに対し並列に実行される。 もし実行状態コンテクストがフォアグラウンドに在る場合は、その探索は範囲０：ｃｔｘに渡り、しかるにもし実行状態コンテクストがバックグラウンドに在る場合は、全てのフォアグラウンド・コンテクストがどのバックグラウンド・コンテキストを超える優先度を有するので、その探索は範囲０：７に渡る。 その優先度エンコーディングは昇順コンテキスト番号４２
４のシーケンス（降順優先度順序）に必然的に内在する。 もし活性状態のフォアグラウンド・コンテクストが見出されると、その数がｎｃｔｘに記録される（シンボル４５２）。 さもなければ、探索（シンボル４３０−４
３４）が活性状態バックグラウンド・コンテキストに対して行われ、現在のバックグラウンド・コンテキストで開始し、より大きなコンテキスト番号（モジュール８）
へ続く。

【００９０】もしモジュール（図１８のシンボル３３
４）がこのサイクルのマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ２９２で終了する場合は、指示されたｃｕｒＢ
ｇが既に増分されており、探索が現在動作しているコンテキストの後のコンテキストから開始し、待機状態Ｑｂ
に他のコンテキストが無い場合に専ら同じコンテキストを再選択することを意味する。 現在再開することが出来るバックグラウンド動作状態Ｒｂのプリエンプテッド・
コンテキストの場合は、このテスト（シンボル４３０）
は直ちに新コンテクスト番号設定ブロック（シンボル４
５０）へ出力することとなろう。 もしフォアグラウンド探索（シンボル４５２）かバックグラウンド探索（シンボル４５０）の何れかで動作するためのコンテキストが見つかると、新コンテクスト番号（ｎｃｔｘ）が現在のコンテキスト番号（ｃｔｘ）と比較され（シンボル４５
４）、コンテキスト切替わりが必要かどうかが判定される。 もしコンテキスト切替わりが不要であれば、このサイクル中ではそれ以上のコンテキスト制御アクティビティは生起せずコントローラは動作状態４５８へ戻る。

【００９１】もしコンテキスト切替わりが必要であれば、コントローラはＳｔａｒｔ−ＣＳＷ状態４５６に入り、マスター・クロックの立下がりエッジＭｆが生起する（シンボル４６０）まで入力信号４６２をセーブする。 次にＣＳＷ）が表明され（シンボル４６０）、セーブ状態の次のコンテキストのローディング（シンボル４
７８）が開始され、現在のコンテキスト状態のセーブ（シンボル４８０）が要求される。 ローディングが記憶処理の前に要求される理由は、以下図８及び図９と共に更に十分に説明される。

【００９２】もし活性状態のコンテキストが無い場合は、コントローラはマスター・クロックの立下がりエッジＭｆが生起する（シンボル４３８）まで全ての入力信号をセーブし（シンボル４４０）、続いてＩｄｌｅ状態４４２を指示し、且つ、実際にＩｄｌｅ状態４４８に入る前に現在のコンテキスト状態４４６のセーブを要求する。 そのコンテクスト状態は、同じコンテキストがアイドル期間の末尾で動作すべき最初のコンテキストである補償は無いので、セーブされる。 実際に、Ｉｄｌｅ状態４４８への遷移及びその状態４４８からの遷移は、アイドル状態への遷移中のセーブ（シンボル４４２−４４
６）及びアイドル状態からの遷移中のローディング（シンボル４６６−４７０）を有する分離したコンテキスト切替わりである。 アイドル状態中、クロックが動作し続け、イベントのサンプリングが続けられるが、しかし命令は取り出しもされず、実行もされない。

【００９３】もしプロセッサが相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、又は回路素子がレベルを削減されるか又は変化するかしていないとき、電力消費が極めて低いか或いは基本的にゼロである、他の処理技術を使用して実行されると、Ｉｄｌｅ状態４４８は、シーケンサ、命令デコーダ及びデータ・パスを包含するプロセッサの殆どに本来の節電モードを供する。 もし、いっそう低い電力操作モードが要望される場合は、図１９のＳＬＥＥＰファンクション３６６により、イベント観測を中断し、低周波数スリープ・タイマーのみを動作状態に残すと共に、高速クロックを停止することが出来る。

【００９４】図８は、現在のコンテキストの状態を同期（自立タイミング被調整）ＳＲＡＭ又はレジスタ・ファイルに記憶し、次のコンテキストの状態をその同期（自立タイミング被調整）ＳＲＡＭまたはレジスタ・ファイルからロードする、本発明によって制御されるコンテキスト切替わりのタイミング図である。 図８、図９の双方に図示されるタイミング図は、非動作のコンテキストの実行状態を記憶するために２つの異なるタイプの各メモリー技術を使用するために必要とされる相違を識別する。

【００９５】これらのタイミング・シーケンスは、各々、コンテキスト切替わり動作はコンテキスト実行状態をセーブ及び復旧するための特別サイクルを必要とせず、むしろこのファンクションをコンテキストを切替える最後の命令の実行と並列に実行する。 この技術を使用するために、プロセッサ・データ・パスは実行状態で、
各レジスタに対して専用のレジスタ・ファイル或いはスタチックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）アレイを包含する必要が有る。 本発明の例示実施例はそのような記憶装置を具備しないプロセッサ・データ・パスと共に使用することが出来る。 しかし、可能な特別サイクル及びコンテキスト実行状態をセーブ及び復旧する追加の命令の実行により、
それ以上のオーバヘッドがそのようなプロセッサでのコンテキスト切替わりに関係付けられる。

【００９６】図８に示される、より簡単なタイミング処理及び制御信号の順序付けは、セーブ・アレイが同期（自立タイミング被調整）スタチックＲＡＭ（ＳＲＡ
Ｍ）を使用して実行される。 これは、図１５乃至図２１
に定義されるＳＤＬプロセスに基づく直接実施から得られるタイミングである。 プログラマーが参照出来る動作は同様であるが、図９に関連して説明されるように、非同期スタティックＲＡＭをセーブ・アレイに使用するためにより大きい複雑な構成さが必要である。 同期ＳＲＡ
Ｍ素子及び非同期ＳＲＡＭ素子の特性が同等であると想定すると、同期ＳＲＡＭを使用する方法は、低減された数の信号遷移及び命令サイクル時間の５０％より短い制御信号デューティ・サイクルの消去により、より短いサイクル時間とより低い電力消費を許容する。

【００９７】この同期ＳＲＡＭは、各書込み許可パルスの前方エッジで書込みアドレス及びデータを捕捉し、書込みサイクルの残りの期間に（電力以外に）安定な入力信号を必要とせず、内生された制御信号を使用して書込み動作を完遂する。 独立のアドレスを有する読み出しポート及び書込みポートの双方を持つレジスタ・ファイル・セルを使用する同期ＳＲＡＭを使用するセルを基盤として使用しているセミカスタム集積回路が直ぐに利用可能である。 コンテキスト切替わりに対する制御信号タイミング処理は、図８に示されるように、これらの同期Ｓ
ＲＡＭセルを使用してセーブ・アレイを実行するとき比較的にシンプルになる。

【００９８】各命令実行サイクル５００、５０２中、コンテキスト・コントローラ５１４はマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１４で起動イベント信号をサンプルし、そのサイクルの最初の４分の１サイクルで同期信号の着定及びゲート制御を許容する（時間間隔５３
２）。 直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ５１８で全てのＡＣＴフリップ・フロップが更新され、優先度エンコーディング及び比較動作によってコンテキスト切替わりの必要性が決定され、もし必要であれば次のコンテキストが選択される。 これらのコンテキスト・コントローラのアクティビティと並列に、プロセッサは、この命令実行サイクル中にコンテキスト切替わりが必要であるか否かに関わり無く、マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７で開始された命令の実行を完了している。 もしプロセッサ・データ・パスが、実行サイクルを通じて安定であることが期待される内蔵レジスタ・ソースからの混成パスを有する場合は、これらのパス上の値はマスター・クロックの立下がりエッジＭｆ５１９でラッチされ、次のコンテキストのセーブ状態の読み出しが始まることを許容しなければならない（時間間隔５４
０）。 或いは、もしプロセッサ設計者がセーブされたコンテクスト状態を読み出すためにオーバヘッド・サイクルを加えることが好ましい場合は、このラッチングは不要である。 しかし、もしこれらのラッチが消去され、命令を古いコンテキストの最後の命令サイクルと新しいコンテキストの最初の命令サイクルとの間で実行することが出来ない期間になると、殆どの場合１以上のサイクルが挿入されて処理及びリアル・タイム応答が減速する最終効果が生じる。

【００９９】マスター・クロックの立下がりエッジＭｆ
５１９で、コンテキスト・コントローラはコンテキスト切替わりが必要であるか否かを判定し、もし必要であればＣＳＷ信号５２２を表明する。 復旧されるべき目標状態は、次のコンテキストのコンテキスト番号をＮＣＴＸ
［２：０］信号群５３０に置くことによって指示される。 これにより、ＮＣＴＸ［２：０］信号群５１２を使用して次のコンテキストの“セーブ状態”読み出しが開始されて、現在のコンテキストの最後の命令の完了と並列にセーブ・アレイがアドレスされ、現在のコンテキストのコンテキスト番号はＣＴＸ［２：０］信号群５２４
上に留まる。

【０１００】サイクル５００をサイクル５０２から分割する、マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７
によって指示されたこのコンテキスト切替わりサイクルの末尾で、この実行サイクル５００中に生成された成果を包含する、現在のコンテキストの実行状態が、セーブ・アレイをアドレスするためにＣＴＸ［２：０］信号群５１０を使用して記憶される（時間間隔５４２）。 このセーブ・アレイ書込み動作（時間間隔５４２）は、ＣＳ
Ｗ信号５０８が表明されるとき、マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７によって開始される（時間間隔５２２）。

【０１０１】同期ＳＲＡＭへの書込みの有益な特性により、次のコンテキストの最初の命令は、セーブ・アレイへ書き込れているアドレスもデータも、サイクル５００
を終了するマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５
１７が生起した後はホールドされる必要が無いので、直ぐに実行を開始することが出来る（時間間隔５３６）。
適切な実行のため、書込み回復を包含する同期ＳＲＡＭ
サイクル時間は命令サイクル期間の５０％を超えることは許されない。 ＳＲＡＭ書込みを開始する同じマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７の遷移もまた、
無効化されたＣＳＷ信号５０８及び新コンテクスト番号５２６に更新されたＣＴＸ［２：０］信号群５１０を有してコンテキスト切替わりを完遂するために使用することが出来る利点が有る。

【０１０２】図９は、現在のコンテキストの状態を非同期ＳＲＡＭ又はレジスタ・ファイルに記憶し、次のコンテキストの状態をその非同期ＳＲＡＭ又はレジスタ・ファイルからロードする、本発明によって制御されるコンテキスト切替わりのタイミング図である。 従来、即ち、
非同期のＳＲＡＭでは、書込みアドレス及びデータが書込みサイクルの適切な一部を通して安定であることが必要とされるこのことは書込み許可パルスの後方エッジの前に設定時間を必要とし、時としてこの後方エッジの後に短い保持期間を必要とする。 多くのセミカスタム集積回路技術が、読み出しか書込みの何れかに使用出来る単一のアドレス及びデータ・ポートを具備する非同期ＳＲ
ＡＭを使用するＲＡＭアレイ又はレジスタ・ファイルを供することが出来る。 この容量で動作する別々のＳＲＡ
Ｍチップ及びレジスタ・ファイル・チップもまた広く利用出来る。

【０１０３】このタイプの従来の、単一ポートＳＲＡＭ
を使用してセーブ・アレイを実行するために、コンテキスト切替わりのための制御信号タイミング処理は、図９
に示すように、幾らか多く複雑化する。 一般液的なタイミングは図８と同じであり、同様なエレメントは同一の参照数字を使用して識別される。 主要な相違は、図９の時間５２２，５２８，５３０，５３４，５３５，５３
７，５４０，５４１，５４３に列挙するように、コンテキスト・コントローラ５１４による動作でのＮＣＴＸ
［２：０］信号群５１２の生成、及びＣＳＷ信号５０８
の表明中及びその直後のデータ・パス５１６である。 コンテキスト状態のセーブ及び復旧中に実行される命令が無いものと想定すると、オーバヘッド・サイクルの挿入を回避するために書込み回復を包含する命令サイクル期間の２５％を超えないサイクル時間を有する非同期ＳＲ
ＡＭを使用することが必要である。 このスピード要件は、同期ＳＲＡＭを使用するときに同じそのプロセッサ・サイクル率を成就するために必要なスピードの2倍である。

【０１０４】コンテキスト切替わりアクティビティは、
コンテキスト切替わりサイクルの前半（時間間隔５３
２，５３３，５３８）中は同一である。 コンテキスト切替わりサイクルのマスター・クロックの立下がりエッジＭｆ５１９で、ＣＳＷ信号５０８が表明され（時間間隔５２２）、且つ、ＮＣＴＸ［２：０］信号群５１２が次のコンテキスト番号に設定される（時間間隔５３４）。
アドレス情報及びデータ情報は、最後の命令が現在のコンテキストによって実行された結果をセーブ・アレイに書き込む間は安定でなければならない。 従って、マスター・クロックの立下がりエッジＭｆ５１９から次の直交位相クロックの立下がりエッジＱｔ５２０までの期間のみが、次のコンテキストに対するセーブ状態の読み出しに利用可能である。 この成果は続いてラッチされ、直交位相クロックの立下がりエッジＱｔ５２０から次のマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７までの期間中ホールドされることが好ましい。 続いて、これらのラッチされた値はプロセッサの作業レジスタへ転送される利点が有る（時間間隔５４３）。 直交位相クロックの立下がりエッジＱｔ５２０で、ＮＣＴＸ［２：０］信号群５１２の値が現在のコンテキスト番号へ戻り、この命令（サイクル５００）の結果を包含する現在のコンテキスト状態がセーブ・アレイに書込みされる（時間間隔５４
１）ことを許容する。 マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７で、ＮＣＴＸ［２：０］信号群５１２は次のコンテキスト番号（時間間隔５３０）へ戻り、次のそのコンテキストの最初の命令の実行が始まる（時間間隔５３７）。

【０１０５】同期ＳＲＡＭの実行と違って、書込み動作はマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７で完遂される。 非同期ＳＲＡＭの使用は、データ・パスの結果が比較的に初期に安定になり、直交位相クロックの立下がりエッジＱｔ５２０からマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７までの期間中にセーブ・アレイへの書込みを許容する。 それに反して、同期ＳＲＡＭでは、データ・パスの結果はマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７の直前までは必要ではなく、より短い命令サイクル及び従ってより速い処理を行う。

【０１０６】図１０は、初期設定要求ロジック及び待機要求ロジックを包含するコンテキスト・アクティビティ・ビットの管理だけでなく、イベント記録、イベント・
マスキング及び各起動イベントに対するイベント肯定応答に適切な回路の一実施例の該略図であり、コンテキスト・コントローラ内のイベント記録、イベント・マスキング及びイベント肯定応答の詳細を理解することが好ましい。

【０１０７】コンテキスト・コントローラ・イベント論理の“スライス”の普遍化された模式的断篇がそのイベントと関連するＡＣＴビット・ロジック及びＷＡＩＴファンクション・ロジックを包含する単一のイベントに関して与えられる。 この図では、全てのロジック信号が、
“Ｈｉｇｈ”即ち真（論理１）状態に関係付けられていると考えられる。 この模式的断篇はイベント・ロジックの一実施例の例証であるが、本発明の実施を制約することを意図するものではない。

【０１０８】外部発生イベント信号５００は何れの極性でも表明することが出来、従ってプログラマブル否定ファンクション５６０を、ソフトウエア信号５５１の制御の下で、内部使用のためにＨｉｇｈ即ち真信号を確立するために供することが出来る。 この外部発生信号は内蔵クロックと確定されていない位相関係を有するので、その内部使用の前に入力信号をマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７と同期させるシンクロナイザ５６
２が使用される。 多数のソースを、同期外部信号５６４
の前方エッジ、内蔵ソース５６６或いはソフトウエアＳ
ＩＧＮＡＬファンクション５５２を包含し、このコンテキスト及びイベントを指示するイベント・フリップ・フロップ５７０を設定するために使用することが出来る。
これらのイベント・ソースはＯＲゲート５６８によって組み合わされ、そのＯＲゲート５６８の出力はイベント・フリップ・フロップ５７０がマスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７で設定されるようにイネーブルする。

【０１０９】イベント・フリップ・フロップ５７０のＤ
入力端は図示されるように論理１に実結線されているので、イベント・フリップ・フロップ５７０を設定しているイベント信号真の否定はそのイベントを無効にしない。 イベント・フリップ・フロップ５７０の出力は、もしプロセッサが以下で述べるように例示実施例のＳＫＰ
ｎのような命令を具備する場合、イベント状態レジスタ９４内のビットとして、及び、イベント条件信号グループ５９６内のテスト可能状態としてイベント・ソフトウエアによって読み出すことが出来る。 イベント・フリップ・フロップ５７０はＯＲゲート５７４を通じて適用される、ハードウエア・リセット５５５か、ＡＮＤ演算される両入力がこのコンテキストが動作している間（信号５５６）、このイベント番号に対するＡＣＫ（認識）ファンクション５５４の実行を組入れているＡＮＤゲート５７２の出力の何れかによってクリアすることが出来る。

【０１１０】コンテキストのイベント・マスク・レジスタ９４からの、このコンテキスト・イベントに対する適切なビット、即ちイベント・マスク・ビット５５８はＡ
ＮＤゲート５８０でイベント・フリップ・フロップ５７
０の出力とＡＮＤ演算され、ＯＲゲート５８４を介してＡＣＴフリップ・フロップ５９０の入力へ印加される。
このＡＮＤゲート５８０の出力もまた、以下で更に詳細に説明するように、ＶＥＣＴＯＲファンクションのためにそれらコンテキスト・イベントの優先度エンコーディングを実行するときに使用される。 ＡＮＤゲート５８０
からのマスクされたイベント信号はＯＲゲート５８４
で、待機ロジックの出力ゲートからのＡＮＤゲート５８
２を通じた信号を包含する、このコンテキストと関連する他の全てのイベントからのマスクされたイベント信号とＯＲ演算される。

【０１１１】ＯＲゲート５８４の論理真出力状態はＡＣ
Ｔフリップ・フロップ５９０をイネーブルにしてＡＣＴ
フリップ・フロップ５９０が直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ５１８でＮＯＴインバータ５８６の出力値に設定されることを許容する。 ＡＮＤゲート５８２の出力及びその同じ信号のＮＯＴインバータ５８６を介した反転とを使用することによって、ＡＣＴフリップ・フロップ５９０のＤ入力端をイネーブルにすることが出来る。 もし１以上の起動イベントが表明され、且つ、先行する命令サイクル中にＷＡＩＴファンクションが実行されなかった場合、ＡＣＴフリップ・フロップ５９０は直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ５１８で設定される。 ＡＣＴフリップ・フロップ５９０はまた、ＩＮＩＴ
ファンクション５８８の実行によって直接設定することが出来、且つ、ハードウエア・リセット信号５５５によって直接クリアすることが出来る。 ＡＣＴフリップ・フロップ５９０はまたコンテキスト優先度ロジックによって使用され、且つ、ＮＯＴインバータ５９２によって反転されＷＡＩＴフリップ・フロップ５７８をクリアする。 もしＷＡＩＴファンクションが先行する命令サイクル中に実行された場合、ＡＣＴフリップ・フロップ５９
０はどれだけの起動イベントが表明されようと表明されまいともＮＯＴインバータ５８６に介してクリアされる。

【０１１２】コンテキストはＷＡＩＴファンクションの実行とそのＷＡＩＴファンクションの後の命令の実行との間でプリエンプトすることが出来るので、ＷＡＩＴフリップ・フロップ５７８が必要とされる。 （この生起の例が図２の５３，５４，５８で示されている。）このコンテキストが動作している間（信号５５６）にＷＡＩＴ
ファンクション５５７がＡＮＤゲート５７６によってデコードされると、ＷＡＩＴフリップ・フロップ５７８が動作状態にされマスター・クロックの立上がりエッジＭ
ｒ５１７で設定される。 コンテキストはＷＡＩＴファンクションを実行するために活性状態でなければならないので、この動作は、真状態にある５９０の出力がＮＯＴ
インバータ５９２を介してＷＡＩＴフリップ・フロップ５７８のクリア入力を無効化するときから、ＷＡＩＴファンクションの生起を記録する。

【０１１３】このコンテキストが動作状態にある（信号５５６）次の直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ５
１８で、ＡＣＴフリップ・フロップ５９０がＡＮＤゲート５８２の出力の表明によりクリアされる。 もしこのコンテキストが、ＷＡＩＴフリップ・フロップ５７８が設定される、同じ命令サイクル境界（マスター・クロックの立上がりエッジＭｒ５１７）でプリエンプト又はタイム・スライスされる。 従って、コンテキスト動作信号５
５６は、次の直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ５
１８の前に無効化され、且つ、ＡＣＴフリップ・フロップ５９０は設定されて留まる。 このコンテキストが動作状態を再開すると、ＡＣＴフリップ・フロップ５９０が最初の命令サイクルの直交位相クロックの立上がりエッジＱｒ５１８でクリアされ、コンテキストがこの１個の命令を実行した後、非稼動状態になるようにする。 ＡＣ
Ｔフリップ・フロップ５９０の出力の否定により、ＷＡ
ＩＴフリップ・フロップ５７８がＮＯＴインバータ５９
２を介してクリアされる。

【０１１４】図１１は、本発明の一実施例による、命令セット中のコンテキスト制御及びコンテキスト間通信に関係する機械命令のフィールド割り付け及びビット割り付けを示す図である。 命令のデコーディング及びフィールド・エンコーディングの細部は本発明とは直接は関係せず、この図は主としてコンテキスト・コントローラによって必要とされる情報を供するオペランド・フィールドを示すために包含されている。

【０１１５】コンテキスト・イベント状態レジスタ９４
中のビットのテストはＳＫＰｘ命令６００を使用して最も効果的に達成される。 これらの命令は、８個の関連信号の特定の“条件群”（Ｃ群）６０４と命令語に包含される８ビットマスク値６０５との間のマスクに関する比較或いはビットに関する比較の下でのテストを実行する。 もしテスト動作６０３によって特定された状態が真であれば、そのＳＫＰｘの後の命令はスキップされる。
本発明に適切な命令はＣグループ０１であり、“ＥＶＥ
ＮＴ”グループ６０８はイベント・マスクによる影響を受けず、実行状態コンテクストのイベント状態レジスタ９４の内容をテストする。

【０１１６】ＶＥＣＴＯＲ命令６１０はＳＫＰｘ命令と同じ演算符号６０２からデコードされるが、しかし、その“テスト動作”フィールド６１２内に特異な値を有する。 ＶＥＣＴＯＲ命令語の他の１０ビットはベクトル基準アドレス６１３であり、その使用は以下に記載される。

【０１１７】ＳＩＧＮＡＬ命令６２０は前に述べたコンテキスト間ソフトウエア信号通信ファンクションを実行するために使用される。 ＳＩＧＮＡＬ命令６２０は特異なサブデコード値６２３を有する拡張演算符号フィールド６２２の値に基づくプロセッサ制御命令の１つである。 ２個のパラメータ・フィールドが、ＳＩＧＮＡＬ命令が実行されるときに、コンテキスト・コントローラ内でデコードされる。 特定のイベント番号６２４は、特定のコンテキスト番号６２５と関連するイベント間で表明するための特定のイベントを識別する。 全てのイベントがＳＩＧＮＡＬ命令６２０の目標となることが出来るが、しかしこのコンテキスト・コントローラの特例及び関係の有るイベント・ソースの実行細目は、ＳＩＧＮＡ
Ｌ命令６２０が或る状態を表明することを許容するのを困難にする可能性が有る。

【０１１８】ＡＣＫ命令６３０及びＩＮＩＴ命令６４０
はＳＩＧＮＡＬ命令６２０と同様な方法でフォーマット及びデコードされるが、しかし各々は単に１個のパラメータ・フィールドを有する。 ＡＣＫ命令６３０は、コンテキストのイベントの認識が単にその同じコンテキスト内でのコード実行によって許容されるので、イベント番号６２４のみを担持し、その結果、コンテキスト番号パラメータは不必要になる。 ＩＮＩＴ命令６４０は、初期設定ファンクションがコンテキストに割り当てられ、コンテキストと関連するイベントへは割り当てられないので、コンテキスト番号６２５のみを担持する。

【０１１９】ＳＴＲＯＢＥ命令６５０は、３２個もの離散的で絶対必要な制御ファンクション６５３のうちの特定の１つを生成することが出来る。 ＷＡＩＴ命令６５４
はコンテキスト・コントローラと関連が有り、実行状態コンテクストのＡＣＴビットをクリアし、ＳＥＴＦＧ命令６５５は実行状態コンテクストのＦＧビットを設定し、ＣＬＲＦＧ命令６５７は実行状態コンテクストのＦ
Ｇビットをクリアし、ＳＬＥＥＰ命令６５７はコンテキスト・コントローラが動作を中断するようにし、且つ、
プロセッサが極めて低電力のスリープ・モードに入ることを許容する。

【０１２０】ＩＮＩＴ命令６４０は、初期設定か又はエラー回復の何れかのため、目標コンテキストを既知状態にするために使用される。 ＩＮＩＴ命令６４０の実行によりＡＣＴビットとＦＧビットの双方がその命令で特定されたコンテキスト内で論理的に真であるように設定される。 またＩＮＩＴ命令６４０の実行により、コンテキストＣＹ（繰上がり）フラグが、コンテキストがハードウエア・リセット（ＣＹが０であるとき）とＩＮＩＴ
（ＣＹが１であるとき）との間の識別を行うの許容し、
コンテキストがコンテキスト特定初期設定ベクトルでの実行の開始を強いるように、設定される。

【０１２１】図１２は本発明の一実施例による、プロセッサで制御記憶域アドレスを生成するために使用されるビットのソースを示す図である。 上述のコンテキスト特定初期設定ベクトルに対する初期設定ベクトル・アドレスは、ＩＮＩＴ命令６４０（図１１参照）のコンテキスト番号フィールド６２５の内容をＩＮＩＴ命令６６６に対する項に見られるように、オール・ゼロを包含するアドレス・ワードの５から３の各ビット位置に置くことによって形成することが出来る。

【０１２２】図１３は本発明の一実施例による、制御記憶域内の初期設定ベクトルのデータ構造の例を示す図である。 図示の如く、この実施例は制御記憶域アドレス・
パターン６７８が制御記憶域アドレス０ｘ００００で開始する、４ワードが連続する区間に配置された、８個の初期設定ベクトル６７０−６７７の組を使用する。 ４ワード・ベクトル・ピッチが選ばれた理由は、このプロセッサの長い完全な分岐が３ワードを必要とし、且つ、最後の(コンテキスト７)ベクトル６７７以外の全てがそのような分岐を必要とする傾向が有るためである。 コンテキスト７に対する分岐の必要が無いことは、コンテキスト７がハードウエア・リセット後に活性状態であるべき単独のコンテキストである理由で有益である。

【０１２３】従って、コンテキスト７の初期設定ベクトルのコードは、ハードウエア・リセット後に他のコンテキストを初期設定し、且つ、コンテキスト７に対するＩ
ＮＩＴファンクションを処理するために使用される。 他のプロセッサで使用するためのベクトル・ピッチは実施例に依存する方法で選ぶことが出来る。 また幾つかのプロセッサでは、初期設定ベクトルの内容を、ベクトル・
アドレスでプログラム実行を開始するよりもむしろ上記ベクトルを介して二次分岐を実行するアドレスとして使用することも望ましい。 図１１に示されるＶＥＣＴＯＲ
命令６１０はコンテキスト起動を引き起こすイベントの優先度に基づくデコーディングに有益である。

【０１２４】図１４は本発明の一実施例による、プロセッサで特有のコンテキスト起動ビットを優先順位付け及びデコードするために使用されるベクトル命令による目標アドレス生成を叙述する図である。 先に述べたように、ＶＥＣＴＯＲ命令６１０はコンテキスト起動を引き起こすイベントの優先度に基づくデコーディングに有益である。 この命令は実行されると制御記憶域に配置されているベクトル・テーブル６９０の中の８個のハンドラー６８０−６８７の組のうちの１つへ分岐する。

【０１２５】ベクトル・テーブル基準アドレス６１３はＶＥＣＴＯＲ命令語６１０の１０個の最低順位ビットで特定される。 特定のベクトルはコンテキスト・イベント・マスク・レジスタ９０とＡＮＤ演算されたコンテキスト・イベント状態レジスタ９４を優先度エンコーディングすることによって選択される。 続いて、図１３に示されるベクトル・アドレス６７８のビット位置３乃至０における一組の０と共にその結果得られたイベント番号６
９４をビット位置６乃至４として使用して、非マスク状態イベントを表明された最高優先度（最小番号）に割り当てられた８ワード・ハンドラー位置６８０−６８７の初めで実行を継続するようにする。 図１１に示されるＶ
ＥＣＴＯＲ命令６１０は、通常、ＷＡＩＴ命令６５４の後の再起動後、間もなく使用されるので、少なくとも1
個の非マスク状態イベント・フリップ・フロップが真（１）に成ることを期待する理由が有る。 もしそうでない場合は、コンテキストが活性状態に成っていなかったものと思われる。 しかし、設定されるイベント・ビットが無いケースには、ベクトルをＢａｓｅ＋６４ワード６
８８に包含することが可能である。

【０１２６】現在の実施例の命令セットの場合は、この８ワードのベクトル・ピッチにより多くのハンドラーが、そのイベントを処理している間分岐を必要としないベクトル・テーブル内で、完全に合致することが許容される。 このタイプのベクトルデコードファンクションを供する実施例の場合は、一般的に必要とされるより遥かに長いハンドラー領域により、ベクトル・ピッチを、そのベクトル・テーブル中への全ハンドラー・セットの合致と相当量の使用されていない制御記憶域の退去との間に調和を成就するように選ぶことが出来る。

【０１２７】本発明はプロセッサ内でのマルチタスキングを管理するためのコンテキスト・コントローラ及びこのコンテキスト・コントローラの動作方法を供することが明らかである。 一実施例ではコンテキスト・コントローラは、プロセッサ資源をフォアグラウンド・タスクとバックグラウンド・タスクにそれぞれ対応する起動コンテキストに割り当てるフォアグラウンド・タスク・コントローラおよびバックグラウンド・タスク・コントローラと、前記フォアグラウンド・タスク・コントローラおよびバックグラウンド・タスク・コントローラに接続され、前記のコンテキストのすべてが非稼働状態にあるときに、前記プロセッサをアイドル状態にして、パワーセービングモードにするモード切替回路とを有する。

【０１２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、プロセッサに於けるマルチタスキングを管理するためのコンテキスト・コントローラ及び該コンテキスト・コントローラを動作するための方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の動作を個々のコンテキストの観点から示す状態遷移図である。

【図２】５個のフォアグラウンド・コンテクストと３個のバックグラウンド・コンテキストを有して動作するプロセッサにおける実行可能処理フロー、優先実行及びコンテキスト間通信を例示する図である。

【図３】本発明の一実施例を使用するプロセッサで実行するソフトウエアへのアクセスが可能なコンテキスト毎の制御レジスタ及び状態レジスタの例を示す図である。

【図４】次の図５に示される、本発明のコンテキスト・
コントローラの一実施例を組入れている代表的なプロセッサ即ち入出力制御装置のシステムで扱うテキスト・シンボル例を示す図ある。

【図５】本発明のコンテキスト・コントローラの一実施例を組入れている代表的なプロセッサ即ち入出力制御装置のシステム図である。

【図６】図５に示されるコンテキスト・コントローラの内部構成を示す相互作用図である。

【図７】図６に示されるイベント同期処理のプロセス図である。

【図８】本発明によって制御されて、現在のコンテキストの状態を同期（自立タイミング被調整）ＳＲＡＭ構成又は同期（自立タイミング被調整）レジスタ構成に記憶し、その同期（自立タイミング被調整）ＳＲＡＭ構成又はレジスタ構成から次のコンテキストの状態をロードするコンテキスト切替わりに対するタイミング図である。

【図９】本発明によって制御されて、現在のコンテキストの状態を非同期ＳＲＡＭファイル又は非同期レジスタ・ファイルに記憶し、その非同期ＳＲＡＭファイル又はレジスタ・ファイルから次のコンテキストの状態をロードするコンテキスト切替わりに対するタイミング図である。

【図１０】初期設定要求ロジック及び待機要求ロジックを包含するコンテキスト・アクティビティ・ビットを管理するのみでなく、各起動イベント に対するイベント記録、イベント・マスキング及びイベント肯定応答を実行するのに適切な回路の一実施例の該略図である。

【図１１】本発明の一実施例による、命令セット中のコンテキスト制御及びコンテキスト間通信に関係する機械命令のフィールド割り付け及びビット割り付けを示す図である。

【図１２】本発明の一実施例によるプロセッサで制御記憶域アドレスを生成するために使用されるビット・ソースを示す図である。

【図１３】本発明の一実施例による、制御記憶域内の初期設定ベクトルのデータ構造の例を示す図である。

【図１４】本発明の一実施例による、プロセッサで特有のコンテキスト起動ビットを優先順位付けし且つデコードするために使用されるベクトル命令によって目標アドレス生成を記述する図である。

【図１５】図６に示されるイベント優先順位付け処理の一部のプロセス（図１６参照）で扱うテキスト・シンボル例を示す図ある。

【図１６】図６に示されるイベント優先順位付け処理の一部を行うプロセス図である。

【図１７】次の図１８との組で図６に示されるイベント優先順位付け処理の一部を行うプロセス図である。

【図１８】図１７との組で図６に示されるイベント優先順位付け処理の一部を行うプロセス図である。

【図１９】図６に示されるイベント優先順位付け処理の一部を行うプロセス図である。

【図２０】次の図２１との組で図６に示されるイベント優先順位付け処理の一部を行うプロセス図である。

【図２１】図２０との組で図６に示されるイベント優先順位付け処理の一部を行うプロセス図である。

【符号の説明】

１０６ クロック発生器 １０８ シーケンサ １１０ コンテキスト・コントローラ １１２ 命令デコーダ １１４ インタフェース資源マネージャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ． Ｓ． Ａ. (72)発明者 マイケル エー． フィスチャー アメリカ合衆国，78230−5412 テキサス, サン アントニオ，ハンタース ホーン ストリート 2910 (72)発明者 ウェスレイ ディー． ハーデル アメリカ合衆国，78249−2605 テキサス, サン アントニオ，スプリング ドロップ ス ストリート 7226