JPH11282720A

JPH11282720A - マイクロコンピュータ、電子機器及びデバッグシステム

Info

Publication number: JPH11282720A
Application number: JP10103721A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kudo; 真工藤; Yoichi Hijikata; 陽一土方
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: US7114101B2; US7047443B2; US20040153802A1; US20050097401A1; US7100086B1; JP3684832B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小さな命令コードサイズ又は回路規模でオン
チップデバッグ機能を実現できるマイクロコンピュー
タ、電子機器、デバッグシステムを提供すること。【解決手段】メインモニタ部１６がデバッグコマンド
をプリミティブコマンドに変換する。ミニモニタ部１４
はメインモニタ部１６との間でデータを送受信し、受信
データに基づき決定したプリミティブコマンドを実行す
る。プリミティブコマンドはＧＯ、ライト、リードコマ
ンドを含む。デバッグモード時でのメモリマップ上にア
ドレスが割り付けられる制御レジスタ、ミニモニタＲＡ
Ｍを設ける。スレーブとなるミニモニタ部１４とマスタ
となるメインモニタ部１６を半２重の双方向通信ライン
で接続し送受信データを固定長にする。受信データにコ
マンド識別データを含ませる。ミニモニタプログラムを
ＲＯＭに格納する。調歩同期式でデータの送受信をしな
がらサンプリングクロックを生成するためのクロックを
ミニモニタ部１４とメインモニタ部１６とで共有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータ、マイクロコンピュータを含む電子機器、及びデバ
ッグシステムに関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】近年、ゲ
ーム装置、カーナビゲーションシステム、プリンタ、携
帯情報端末などの電子機器に組み込まれ、高度な情報処
理を実現できるマイクロコンピュータに対する需要が高
まっている。そして、このような組み込み型のマイクロ
コンピュータは、通常、ターゲットシステムと呼ばれる
ユーザボードに実装される。そして、このターゲットシ
ステムを動作させるソフトウェアの開発を支援するため
にＩＣＥ（In-Circuit Emulator）と呼ばれるソフトウ
ェア開発支援ツールが広く使用されている。

【０００３】さて、このようなＩＣＥとしては、従来、
図１（Ａ）に示すようなＣＰＵ置き換え型と呼ばれるＩ
ＣＥが主流を占めていた。このＣＰＵ置き換え型ＩＣＥ
では、デバッグ時にターゲットシステム３００からマイ
クロコンピュータ３０２を取り外し、その代わりにデバ
ッグツール３０４のプローブ３０６を接続する。そし
て、このデバッグツール３０４に、取り外したマイクロ
コンピュータ３０２の動作をエミュレートさせる。ま
た、このデバッグツール３０４に、デバッグのために必
要な種々の処理を行わせる。

【０００４】しかしながら、このＣＰＵ置き換え型ＩＣ
Ｅには、プローブ３０６のピン数が多くなると共にプロ
ーブ３０６の線３０８が増えるという欠点があった。こ
のため、マイクロコンピュータ３０２の高周波数動作を
エミュレートすることが困難になる（例えば３３ＭＨＺ
程度が限界）。またターゲットシステム３００の設計も
困難になる。更に、マイクロコンピュータ３０２を実装
して動作させる実動作時とデバッグツール３０４でマイ
クロコンピュータ３０２の動作をエミュレートするデバ
ッグモード時とで、ターゲットシステム３００の動作環
境（信号のタイミング、負荷条件）が変化してしまう。
またこのＣＰＵ置き換え型ＩＣＥには、マイクロコンピ
ュータが異なれば、たとえそれが派生品であっても、設
計が異なるデバッグツールや、ピン数やピンの位置が異
なるプローブを使用しなければならないという問題もあ
った。

【０００５】一方、このようなＣＰＵ置き換え型ＩＣＥ
の欠点を解消するものとして、図１（Ｂ）に示すよう
な、モニタプログラム３１０をターゲットシステム３１
２に実装するタイプのＩＣＥが知られている。しかしな
がら、これまでのモニタプログラム実装型ＩＣＥでは、
モニタプログラム３１０に、全てのデバッグコマンド
（プログラムのロード、ＧＯ、ステップ実行、メモリの
リード・ライト、内部レジスタのリード・ライト、ブレ
ークポイントの設定・解除）を実行する機能を持たせる
必要があった。したがって、モニタプログラム３１０の
命令コードサイズが非常に大きくなってしまう（例えば
３０〜５０Ｋバイト）。このため、ユーザが自由に使用
できるメモリ領域が減ってしまうと共に、デバッグ時と
デバッグ時以外でシステムが異なってしまうという問題
があった。図１（Ｂ）の問題点を解決する方法として、
モニタプログラムをチップ上にのせるオンチップデバッ
グという方法があるが、命令コードサイズが大きなモニ
タプログラムをチップ内に設けると、チップのサイズを
大きくしてしまうという問題点がある。

【０００６】本発明は、以上のような技術的課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、小さ
な命令コードサイズ又は回路規模でオンチップデバッグ
機能を実現できるマイクロコンピュータ、これを含む電
子機器、及びデバッグシステムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、オンチップデバッグ機能を有するマイクロ
コンピュータであって、命令の実行処理を行う中央処理
ユニットと、マイクロコンピュータの外部に設けられデ
バッグコマンドを少なくとも１つのプリミティブコマン
ドに変換するための処理を行う第２のモニタ手段との間
でデータを送受信し、実行するプリミティブコマンドを
前記第２のモニタ手段からの受信データに基づいて決定
し、決定したプリミティブコマンドを実行するための処
理を行う第１のモニタ手段とを含むことを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、マイクロコンピュータの
外部に設けられた第２のモニタ手段が、ホストシステム
等が発行したデバッグコマンドをプリミティブコマンド
に変換（分解）するための処理を行う。そして、第１の
モニタ手段は、この第２のモニタ手段からデータを受信
し、この受信データに基づいて決定されたプリミティブ
コマンドを実行するための処理を行う。本発明によれ
ば、第１のモニタ手段の処理を実行するためのモニタプ
ログラムに、各デバッグコマンドを実行するための複雑
なルーチンを持たせる必要がなくなる。したがって、モ
ニタプログラムの命令コードサイズを格段に小さくでき
るようになり、小さなハードウェア規模でオンチップデ
バッグ機能を実現できるようになる。

【０００９】また本発明は、前記プリミティブコマンド
が、ユーザプログラムの実行を開始するコマンド、デバ
ッグモード時におけるメモリマップ上のアドレスにデー
タをライトするコマンド、及び前記メモリマップ上のア
ドレスからデータをリードするコマンドを含むことを特
徴とする。このようにプリミティブコマンドをシンプル
にすることで、モニタプログラムの命令コードサイズを
更に小さくできるようになる。

【００１０】また本発明は、前記中央処理ユニットの命
令実行処理に使用され、デバッグモード時におけるメモ
リマップ上にそのアドレスが割り付けられる制御レジス
タを含むことを特徴とする。このようにすれば、デバッ
グモード時に制御レジスタを用いたデバッグ処理を行う
ことが可能になり、処理の簡易化、ハードウェアの小規
模化を図れるようになる。

【００１１】また本発明は、前記中央処理ユニットの内
部レジスタの内容が退避され、デバッグモード時におけ
るメモリマップ上にそのアドレスが割り付けられるモニ
タＲＡＭを含むことを特徴とする。このようにすれば、
デバッグモード時に、内部レジスタの内容をリードした
りすることが可能になり、より多様なデバッグ機能を実
現できるようになる。

【００１２】また本発明は、前記第２のモニタ手段との
間で半２重の双方向通信を行うための１本の双方向通信
ラインが接続される端子を含み、スレーブとなる前記第
１のモニタ手段が、マスタとなる前記第２のモニタ手段
からデータを受信したことを条件に、該受信データに対
応する処理を行い該受信データに対応する応答データを
前記第２のモニタ手段に送信することを特徴とする。こ
のようにすれば、マイクロコンピュータの端子（ピン）
数を減らすことが可能となり、マイクロコンピュータの
低コスト化を図れるようになる。また、第１、第２のモ
ニタ手段の間の通信プロトコルを単純化でき、モニタプ
ログラムの命令コードサイズを更に小さくできるように
なる。

【００１３】また本発明は、前記第２のモニタ手段から
の受信データが、前記第１のモニタ手段が実行するプリ
ミティブコマンドの識別データを含むことを特徴とす
る。このようにすることで、プリミティブコマンドの実
行の指示を簡易に第２のモニタ手段から第１のモニタ手
段に伝えることが可能になる。

【００１４】また本発明は、前記第１のモニタ手段が、
前記第２のモニタ手段との間で固定長のデータを送受信
することを特徴とする。このようにすることで、第１の
モニタ手段のモニタプログラムの命令コードサイズを更
に小さくすることが可能になる。

【００１５】また本発明は、前記第１のモニタ手段の処
理を実行するためのモニタプログラムがＲＯＭに格納さ
れていることを特徴とする。このようにすることで、Ｒ
ＡＭに比べて占有面積の小さいＲＯＭにモニタプログラ
ムが格納されると共に、モニタプログラムをＲＡＭにロ
ードするロジック回路等が不要になる。したがって、マ
イクロコンピュータの更なる小規模化を図れるようにな
る。

【００１６】また本発明は、前記第１のモニタ手段が、
第１のクロックを分周し、調歩同期式で送受信されるデ
ータの各ビットをサンプリングするための第１のサンプ
リングクロックを生成する第１の分周回路と、前記第１
のサンプリングクロックに基づいてデータを送受信する
回路とを含み、前記第１のモニタ手段が、前記第２のモ
ニタ手段が含む第２の分周回路が第２のサンプリングク
ロックを生成するための信号として、前記第１のクロッ
クを、前記第２のモニタ手段に供給することを特徴とす
る。このように、サンプリングクロックを生成するため
の第１のクロックを第１、第２のモニタ手段で共有する
ことで、通信データのサンプリングエラーの発生率を格
段に低くすることが可能になると共に、通信速度の最適
化、高速化を図れるようになる。

【００１７】また本発明は、前記第１のモニタ手段がリ
ード及びライト可能なモニタＲＡＭを含み、前記第１の
モニタ手段が、ユーザプログラムの実行がブレークしデ
バッグモードに移行した場合に、前記中央処理ユニット
のプログラムカウンタ値及び内部レジスタの内容を前記
モニタＲＡＭに待避することを特徴とする。このように
することで、デバッグモードからユーザプログラム実行
モードに戻った時に適正にユーザプログラムを実行でき
るようになる。また第１のモニタ手段が内部レジスタの
内容等を利用して各種の処理を行うことも可能になる。

【００１８】また本発明に係る電子機器は、上記のいず
れかのマイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュ
ータの処理対象となるデータの入力源と、前記マイクロ
コンピュータにより処理されたデータを出力するための
出力装置とを含むことを特徴とする。このようにすれ
ば、電子機器を動作させるプログラムなどのデバッグ作
業の効率化を図れるようになり、電子機器の開発期間の
短縮化、低コスト化を図れるようになる。

【００１９】また本発明は、マイクロコンピュータを含
むターゲットシステムのためのデバッグシステムであっ
て、ホストシステムが発行したデバッグコマンドを少な
くとも１つのプリミティブコマンドに変換するための処
理を行う第２のモニタ手段と、前記第２のモニタ手段と
の間でデータを送受信し、実行するプリミティブコマン
ドを前記第２のモニタ手段からの受信データに基づいて
決定し、決定したプリミティブコマンドを実行するため
の処理を行う第１のモニタ手段とを含むことを特徴とす
る。

【００２０】本発明によれば、第１のモニタ手段の処理
を実行するためのモニタプログラムの命令コードサイズ
を格段に小さくできる。これにより、ユーザが自由に使
用できるメモリ領域を増やすことが可能になる。また、
ターゲットシステムを、実動作時の環境と同一の環境で
デバッグできるデバッグシステムを提供できるようにな
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を用いて詳細に説明する。

【００２２】１．本実施形態の特徴まず本実施形態の特徴について図２を用いて説明する。

【００２３】図２に示すように、本実施形態では、マイ
クロコンピュータ１０が、ＣＰＵ（中央処理ユニット）
１２及び本実施形態の要部であるミニモニタ部（第１の
モニタ手段）１４を含む。また、マイクロコンピュータ
１０の外部にはメインモニタ部（第２のモニタ手段）１
６が設けられている。ここでメインモニタ部１６は、例
えばホストシステムなどが発行したデバッグコマンドを
プリミティブコマンドに変換（分解）するための処理を
行う。また、ミニモニタ部１４は、メインモニタ部１６
との間でデータを送受信する。そして、ミニモニタ部１
４は、実行するプリミティブコマンドを、メインモニタ
部１６からの受信データに基づいて決定し、プリミティ
ブコマンドを実行するための処理を行う。

【００２４】ここで、メインモニタ部１６の変換処理の
対象となるデバッグコマンドとしては、プログラムロー
ド、ＧＯ、ステップ実行、メモリライト、メモリリー
ド、内部レジスタライト、内部レジスタリード、ブレー
クポイント設定、ブレークポイント解除などのコマンド
を考えることができる。メインモニタ部１６は、これら
の多様で複雑なデバッグコマンドを、例えばＧＯ、ライ
ト（デバッグモード時におけるメモリマップ上の所与の
アドレスへのライト）、リード（メモリマップ上の所与
のアドレスからのリード）などの、シンプルでプリミテ
ィブなコマンドに変換する処理を行う。このようにする
ことで、ミニモニタ部１４の処理を行うミニモニタプロ
グラムの命令コードサイズを格段に小さくすることがで
きる。これにより、マイクロコンピュータ１０のオンチ
ップデバッグ機能を実現できるようになる。

【００２５】即ち、図１（Ｂ）に示すようなタイプのＩ
ＣＥでは、モニタプログラム３１０は、プログラムロー
ド、ＧＯ、ステップ実行などのデバッグコマンドの全て
の処理ルーチンを有している。このため、モニタプログ
ラム３１０の命令コードサイズが非常に大きくなり（例
えば３０〜５０Ｋバイト）、モニタプログラム３１０を
マイクロコンピュータ３１４に内蔵することは事実上困
難となる。

【００２６】これに対して、本実施形態では、ミニモニ
タ部１４の処理を行うミニモニタプログラムは、ＧＯ、
ライト、リードなどのシンプルなプリミティブコマンド
の処理ルーチンのみを有し、命令コードサイズが非常に
小さい（例えば２５６バイト）。したがって、ミニモニ
タプログラムをマイクロコンピュータ１０に内蔵するこ
とが可能となり、オンチップデバッグ機能を実現できる
ようになる。また、ユーザが自由に使用できるメモリ領
域の減少を最小限に抑える、あるいは全く減少させない
ようにすることが可能になる。

【００２７】２．詳細な構成例図３に本実施形態のマイクロコンピュータ及びデバッグ
システムの詳細な構成例を示す。図３に示すように、マ
イクロコンピュータ２０は、ＣＰＵ２２、ＢＣＵ（バス
制御ユニット）２６、内部メモリ（ミニモニタＲＯＭ４
２及びミニモニタＲＡＭ４４以外の内部ＲＯＭ及び内部
ＲＡＭ）２８、クロック生成部３０、ミニモニタ部４０
（第１のモニタ手段）、トレース部５０を含む。

【００２８】ここでＣＰＵ２２は、種々の命令の実行処
理を行うものであり、内部レジスタ２４を含む。内部レ
ジスタ２４は、汎用レジスタであるＲ０〜Ｒ１５や、特
殊レジスタであるＳＰ（スタックポインタレジスタ）、
ＡＨＲ（積和結果データの上位レジスタ）、ＡＬＲ（積
和結果データの下位レジスタ）などを含む。

【００２９】ＢＣＵ２６はバスを制御するものである。
例えば、ＣＰＵ２２に接続されるハーバードアーキテク
チャのバス３１や、内部メモリ２８に接続されるバス３
２や、外部メモリ３６に接続される外部バス３３や、ミ
ニモニタ部４０、トレース部５０などに接続される内部
バス３４の制御を行う。

【００３０】またクロック生成部３０は、マイクロコン
ピュータ２０内で使用される各種のクロックを生成する
ものである。クロック生成部３０はＢＣＬＫを介して外
部のデバッグツール６０にもクロックを供給している。

【００３１】ミニモニタ部４０は、ミニモニタＲＯＭ４
２、ミニモニタＲＡＭ４４、制御レジスタ４６、ＳＩＯ
４８を含む。

【００３２】ここで、ミニモニタＲＯＭ４２には、ミニ
モニタプログラムが格納される。本実施形態では、この
ミニモニタプログラムは、ＧＯ、リード、ライトなどの
シンプルでプリミティブなコマンドの処理のみを行うよ
うになっている。このため、ミニモニタＲＯＭ４２のメ
モリ容量を例えば２５６バイト程度に抑えることがで
き、オンチップデバッグ機能を持たせながらマイクロコ
ンピュータ２０を小規模化できるようになる。

【００３３】ミニモニタＲＡＭ４４には、デバッグモー
ドへの移行時に（ユーザプログラムのブレーク発生時
に）、ＣＰＵ２２の内部レジスタ２４の内容が退避され
る。これにより、デバッグモードの終了後にユーザプロ
グラムの実行を適正に再スタートできるようになる。ま
た内部レジスタの内容のリード等を、ミニモニタプログ
ラムが持つプリミティブなリードコマンド等で実現でき
るようになる。

【００３４】制御レジスタ４６は、各種のデバッグ処理
を制御するためのレジスタであり、ステップ実行イネー
ブルビット、ブレークイネーブルビット、ブレークアド
レスビット、トレースイネーブルビットなどを有する。
ミニモニタプログラムにより動作するＣＰＵ２２が制御
レジスタ４６の各ビットにデータをライトしたり、各ビ
ットのデータをリードすることで、各種のデバッグ処理
が実現される。

【００３５】ＳＩＯ４８は、マイクロコンピュータ２０
の外部に設けられたデバッグツール６０との間でデータ
を送受信するためのものである。ＳＩＯ４８とデバッグ
ツール６０との間は、ＴＸＤ／ＲＸＤ（データ送受信ラ
イン）で接続されている。

【００３６】トレース部５０は、リアルタイムトレース
機能を実現するためのものである。トレース部５０とデ
バッグツール６０との間は、ＣＰＵ２２の命令実行のス
テートを表す３ビットのＤＳＴ［２：０］と、分岐先の
ＰＣ（プログラムカウンタ）値を表すＤＰＣＯという４
本のラインで接続されている。

【００３７】デバッグツール６０はメインモニタ部６２
を含み、パーソナルコンピュータ等により実現されるホ
ストシステム６６に接続される。ホストシステム６６
が、ユーザの操作により、プログラムロード、ステップ
実行などのデバッグコマンドを発行すると、メインモニ
タ部６２が、このデバッグコマンドをプリミティブコマ
ンドに変換（分解）するための処理を行う。そして、メ
インモニタ部６２が、プリミティブコマンドの実行を指
示するデータをミニモニタ部４０に送信すると、ミニモ
ニタ部４０が、指示されたプリミティブコマンドを実行
するための処理を行うことになる。

【００３８】図４に、デバッグモード時のメモリマップ
の例を示す。図４のＤ１、Ｄ２、Ｄ３に示すように、デ
バッグモード時には、図３の制御レジスタ４６、ミニモ
ニタＲＡＭ４４、ミニモニタＲＯＭ４２のアドレスも、
メモリマップ上に割り付けられる。

【００３９】３．プリミティブコマンドへの変換図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に、各種のデバッ
グコマンドをプリミティブコマンドへ変換する処理につ
いて模式的に示す。

【００４０】例えば図５（Ａ）に示すように、（ＡＤＤ
・・・、ＳＵＢ・・・、ＡＮＤ・・・、ＯＲ・・・、ＸＯＲ・・・、Ｌ
Ｄ．Ｗ・・・）という１２バイトのプログラムを８００１
０ｈ番地にロードするというデバッグコマンドが発行さ
れたとする。この場合、このプログラムロードコマンド
は、ライト（８００１０ｈ、ＡＤＤ・・・、ＳＵＢ）、ラ
イト（８００１４ｈ、ＡＮＤ・・・、ＯＲ・・・）、ライト
（８００１８ｈ、ＸＯＲ・・・、ＬＤ．Ｗ・・・）という３つ
のプリミティブなライトコマンドに変換される。即ち、
ミニモニタプログラムが、この３つのプリミティブなラ
イトコマンドを実行することで、プログラムロードコマ
ンドが実現されるようになる。

【００４１】また図５（Ｂ）に示すようにステップ実行
コマンドというデバッグコマンドが発行されたとする。
すると、このステップ実行コマンドは、図３の制御レジ
スタ４６のステップ実行イネーブルビットへのライトコ
マンド（図４のＤ１のアドレスへのライトコマンド）と
ＧＯコマンドに変換される。即ち、ミニモニタプログラ
ムが、このプリミティブなライトコマンドとＧＯコマン
ドを実行することで、ステップ実行コマンドが実現され
るようになる。

【００４２】また図５（Ｃ）に示すように内部レジスタ
リードコマンドというデバッグコマンドが発行されたと
する。すると、この内部レジスタリードコマンドは、メ
モリマップ上のミニモニタＲＡＭ４４（内部レジスタの
内容の退避先）からのリードコマンド（図４のＤ２のア
ドレスからのリードコマンド）に変換される。即ち、ミ
ニモニタプログラムが、このプリミティブなリードコマ
ンドを実行することで、内部レジスタリードコマンドが
実現されるようになる。内部レジスタライトコマンド、
メモリリードコマンド、メモリライトコマンドも同様に
して実現される。

【００４３】また図５（Ｄ）に示すようにブレークポイ
ント設定コマンドというデバッグコマンドが発行された
とする。すると、このブレークポイント設定コマンド
は、制御レジスタ４６のブレークイネーブルビット及び
ブレークアドレスビットへのライトコマンドに変換され
る。即ち、ミニモニタプログラムが、このプリミティブ
なライトコマンドを実行することで、ブレークポイント
設定コマンドが実現されるようになる。

【００４４】このように本実施形態では、複雑で多様な
デバッグコマンドが、プリミティブでシンプルなリー
ド、ライト、ＧＯコマンドに変換される。そして、ミニ
モニタプログラムは、このプリミティブなリード、ライ
ト、ＧＯコマンドを実行するだけでよいため、ミニモニ
タプログラムの命令コードサイズは非常に小さくなる。
この結果、ミニモニタＲＯＭ４２のメモリ容量も小さく
でき、小さなハードウェア規模でオンチップデバッグ機
能を実現できるようになる。

【００４５】４．ＳＩＯの構成例図６にＳＩＯ４８の構成例を示す。ＳＩＯ４８は、送受
信バッファ７０、シフトレジスタ７６、送受信切替部７
８、クロック制御部８０及び制御レジスタ８４を含む。

【００４６】ここで送受信バッファ７０は、送信デー
タ、受信データを一時的に蓄えるためのものであり、送
信バッファ７２、受信バッファ７４を有する。シフトレ
ジスタ７６は、送信バッファ７２からの送信データをパ
ラレルデータからシリアルデータに変換し送受信切替部
７８に出力する機能を有する。また送受信切替部７８か
らの受信データをシリアルデータからパラレルデータに
変換し受信バッファ７４に出力する機能も有する。送受
信切替部７８は、データの送信と受信とを切り替えるた
めのものである。これにより、ＴＸＤ／ＲＸＤを使用し
た半２重のデータ送受信が可能になる。

【００４７】クロック制御部８０は、内蔵する分周回路
８２によりＢＣＬＫを分周し、この分周により得られた
サンプリングクロックＳＭＣ１をシフトレジスタ７６に
出力する。シフトレジスタ７６は、このＳＭＣ１に基づ
き動作する。またクロック制御部８０は、デバッグツー
ル６０にＢＣＬＫを供給する。これにより、マイクロコ
ンピュータ２０とデバッグツール６０により、ＢＣＬＫ
が共有されるようになる。

【００４８】分周回路８２での分周比は制御レジスタ８
４により設定される。即ちＣＰＵ２２により実行される
ミニモニタプログラムが、所望の分周比を制御レジスタ
８４に書き込むことで、分周回路８２での分周比が設定
されることになる。なお、制御レジスタ８４のアドレス
も、図３の制御レジスタ４６と同様に、図４のＤ１の位
置に割り付けられている。

【００４９】５．デバッグツールの構成例図７にデバッグツール６０の構成例を示す。

【００５０】ＣＰＵ９０は、ＲＯＭ１０８に格納される
プログラムを実行したり、デバッグツール６０の全体の
制御を行うものである。送受信切替部９２は、データの
送信と受信とを切り替えるためのものである。クロック
制御部９４は、ＣＰＵ９０のＳＣＬＫ端子、アドレスア
ップカウンタ１００、トレースメモリ１０４に供給する
クロックを制御するものである。このクロック制御部９
４には、マイクロコンピュータ２０（ＳＩＯ４８）から
のＢＣＬＫが入力される。クロック制御部９４は周波数
検出回路９５、分周回路９６を含む。周波数検出回路９
５は、ＢＣＬＫの周波数が属する周波数範囲を検出し
て、その結果を制御レジスタ９８に出力する。また分周
回路９６での分周比は制御レジスタ９８により制御され
る。即ちＣＰＵ９０により実行されるメインモニタプロ
グラム（メインモニタＲＯＭ１１０に格納）が、制御レ
ジスタ９８からＢＣＬＫの周波数範囲を読み出す。そし
て、メインモニタプログラムは、この周波数範囲に応じ
た最適な分周比を決定し、この分周比を制御レジスタ９
８に書き込む。そして、分周回路９６は、この分周比で
ＢＣＬＫを分周してＳＭＣ２を生成し、ＣＰＵ９０のＳ
ＣＬＫ端子に出力する。

【００５１】アドレスアップカウンタ１００は、トレー
スメモリのアドレスをカウントアップするためのもので
ある。セレクタ１０２は、ライン１２２（アドレスアッ
プカウンタ１００が出力するアドレス）とライン１２４
（アドレスバス１２０からのアドレス）のいずれかを選
択し、トレースメモリ１０４のアドレス端子にデータを
出力する。またセレクタ１０６は、ライン１２６（図３
のトレース部５０の出力であるＤＳＴ［２：０］、ＤＰ
ＣＯ）とライン１２８（データバス１１８）のいずれか
を選択し、トレースメモリ１０４のデータ端子にデータ
を出力したり、データ端子からデータを取り出す。

【００５２】ＲＯＭ１０８はメインモニタＲＯＭ１１０
（図３のメインモニタ部６２に相当）を含み、メインモ
ニタＲＯＭ１１０には、メインモニタプログラムが格納
される。このメインモニタプログラムは、図５（Ａ）〜
図５（Ｄ）で説明したように、デバッグコマンドをプリ
ミティブコマンドに変換するための処理を行う。ＲＡＭ
１１２は、ＣＰＵ９０のワーク領域となるものである。

【００５３】ＲＳ２３２Ｃインターフェース１１４、パ
ラレルインターフェース１１６は、図３のホストシステ
ム６６とのインターフェースとなるものであり、ホスト
システム６６からのデバッグコマンドはこれらのインタ
ーフェースを介してＣＰＵ９０に入力されることにな
る。クロック生成部１１８は、ＣＰＵ９０を動作させる
クロックなどを生成するものである。

【００５４】次に本実施形態でのリアルタイムトレース
処理について簡単に説明する。本実施形態では、図３の
ＣＰＵ２２の命令実行のステートを表す３ビットのＤＳ
Ｔ[２：０］と、分岐先のＰＣ値を表すＤＰＣＯをトレ
ースメモリ１０４に蓄える。そして、トレースメモリ１
０４に蓄えられたデータと、ユーザプログラムのソース
コードとに基づいて、トレースデータを合成する。この
ようにすることで、マイクロコンピュータ２０とデバッ
グツール６０との間の接続ラインの本数を少なくしなが
ら、リアルタイムトレース機能を実現することが可能に
なる。

【００５５】ユーザプログラム実行モードにおいては、
ライン１２２が選択され、セレクタ１０２を介してアド
レスアップカウンタ１００の出力がトレースメモリ１０
４のアドレス端子に入力される。また、ライン１２６が
選択され、セレクタ１０６を介してＤＳＴ［２：０］、
ＤＰＣＯがトレースメモリ１０５のデータ端子に入力さ
れる。ここでアドレスアップカウンタ１００には、まず
最初に、データバス１１８、アドレスバス１２０を用い
てＣＰＵ９０により図８（Ａ）に示すようなスタートア
ドレスが設定される。またアドレスアップカウンタ１０
０のＳＴ／ＳＰ（開始／停止）端子には、トレース範囲
を特定するＤＳＴ［２］のラインが接続される。そして
図８（Ｂ）に示すように、ＤＳＴ［２］のラインに第１
のパルス１３０が入力されると、アドレスアップカウン
タ１００のアドレスアップカウントが開始する。そし
て、ＤＳＴ［２］のラインに第２のパルス１３２が入力
されると、アドレスアップカウンタ１００のアドレスア
ップカウントが停止し、トレース動作が停止する。この
ようにして、所望のトレース範囲でのデータ（ＤＳＴ
［２：０］、ＤＰＣＯ）をトレースメモリ１０４に蓄え
ることが可能になる。

【００５６】一方、ユーザプログラム実行モードからデ
バッグモードに移行すると、ライン１２４が選択され、
セレクタ１０２を介してアドレスバス１２０からのアド
レスがトレースメモリ１０４のアドレス端子に入力され
る。またライン１２８が選択され、セレクタ１０６を介
してトレースメモリ１０４からのデータがデータバス１
１８に出力される。これにより、トレースメモリ１０４
に蓄えられたデータ（ＤＳＴ［２：０］、ＤＰＣＯ）
を、デバッグモード時にＣＰＵ９０（メインモニタプロ
グラム）が読み出すことが可能になる。そして、読み出
されたデータとユーザープログラムのソースコードとに
基づいて、トレースデータを合成することが可能にな
る。

【００５７】６．データの送受信さて、図９（Ａ）に示すように、ミニモニタ部４０とメ
インモニタ部６２の間でのデバッグデータの通信の手法
としては、ＴＸＤ（送信）とＲＸＤ（受信）のラインを
別々に設け、全２重で通信する手法が考えられる。

【００５８】しかしながら、このようにデバッグデータ
の通信のために２本のライン（端子）を使用してしまう
と、その分だけマイクロコンピュータの端子数（ピン
数）が増えてしまい、これはマイクロコンピュータの高
コスト化を招く。

【００５９】そこで本実施形態では、図９（Ｂ）に示す
ように、ミニモニタ部４０とメインモニタ部６２との間
に１本のＴＸＤ／ＲＸＤライン（双方向通信ライン）を
設け、半２重の双方向通信を行う。このようにすること
で、マイクロコンピュータの端子数の増加を最小限に抑
えることができ、マイクロコンピュータの低コスト化を
図れる。

【００６０】そして更に本実施形態では、図９（Ｃ）に
示すように、スレーブとなるミニモニタ部４０が、マス
タとなるメインモニタ部６２からデータを受信したこと
を条件に、その受信データに対応する処理を行い、その
受信データに対応する応答データをメインモニタ部６２
に送信する。即ち、メインモニタ部６２がデータ（コマ
ンド）をミニモニタ部４０に送信すると、ウェイト状態
となっていたミニモニタ部４０がこれを受信し、その受
信データに対応する処理を行う。そして、その受信デー
タに対応するデータ（リプライ）をメインモニタ部６２
に送信する。その後、ミニモニタ部４０は、メインモニ
タ部６２からデータを受信するまでウェイト状態にな
る。即ちミニモニタ部４０は、メインモニタ部６２から
データを受信するまで動作を停止し、データを受信した
ことを条件に動作を開始する。このようにすることで、
ミニモニタ部４０とメインモニタ部６２との間の通信ラ
インを１本にしながら、データを適正に送受信できるよ
うになる。

【００６１】さて、図９（Ａ）の通信手法は、ＴＸＤと
ＲＸＤが別ラインになっているため、図９（Ｂ）に比べ
てデータを高速に通信できるという利点がある。また、
ミニモニタ部４０、メインモニタ部６２の一方で通信エ
ラーが発生した場合に、即座にエラーメッセージを他方
に返すことができるという利点もある。例えば、ミニモ
ニタ部４０で通信エラーが発生した場合には、ＲＸＤで
のデータ受信の終了を待つことなくＴＸＤを使用して即
座にエラーメッセージをメインモニタ部６２に返すこと
ができる。

【００６２】一方、本実施形態では後述するように、ミ
ニモニタ部４０とメインモニタ部６２とでＢＣＬＫを共
有させている。これにより後述するように、最適な速度
で高速にデータを通信できるようになる。したがって、
図９（Ａ）のような通信ラインを２本設ける構成にせず
に、図９（Ｂ）のように通信ラインを１本だけ設ける構
成にしても、問題なくデバッグデータを高速に送受信で
きるようになる。

【００６３】また、本実施形態では後述するように、送
受信データは固定長でありデータ長が短い（例えば１４
バイト）。したがって、例えばミニモニタ部４０で通信
エラーが発生した場合、受信処理の終了を待ってからエ
ラーメッセージを送信しても、時間的な遅れはそれほど
大きくならない。また、送受信データのデータ長が短い
ため、通信エラーの発生自体も最小限に抑えることがで
きる。

【００６４】このように本実施形態では、デバッグデー
タの通信ラインを１本だけ設ける構成にすることでマイ
クロコンピュータの端子数を減らすという利益を得てい
る。そしてこの利益を得るために生じる不利益（通信速
度の低下、エラーメッセージの遅延）を、ＢＣＬＫを共
有化したり送受信データを固定長の短いデータにするこ
とで解消している。

【００６５】７．送受信データのフォーマット及び種類図１０（Ａ）に、ＴＸＤ／ＲＸＤのラインで送受信され
るデータのフォーマット例を示す。送受信データは、１
バイトのＩＤ（コマンド識別データ）、１バイトのデー
タサイズ、４バイトのアドレス、４バイトのデータ１、
４バイトのデータ２から成る１４バイトの固定長データ
になっている。

【００６６】図１０（Ｂ）に示すように、メインモニタ
部６２がミニモニタ部４０にＧＯコマンドの実行を指示
する場合、ミニモニタ部４０が受信するデータのＩＤに
は、ＧＯコマンドの識別データである００ｈが設定され
る。そしてこの場合には、ミニモニタ部４０は、メイン
モニタ部６２にデータを送信しない。

【００６７】図１０（Ｃ）に示すように、メインモニタ
部６２がライトコマンドの実行を指示する場合、ミニモ
ニタ部４０の受信データのＩＤには、ライトコマンドの
識別データである０１ｈが設定される。また受信データ
のアドレス、データ１、データ２には、各々、ライトア
ドレス、ライトデータ１、ライトデータ２が設定され
る。そして、ミニモニタ部４０の送信データのデータ１
には０１ｈが設定される。

【００６８】なお、ライトコマンドを、バイトデータの
ライトコマンド、ハーフワードデータのライトコマン
ド、ワードデータのライトコマンド、ダブルワードデー
タのライトコマンドというように、ライトするデータの
長さに応じて複数種類用意するようにしてもよい。この
ようにした場合には、各々のライトコマンドに対して異
なったＩＤを割り振ることになる。

【００６９】図１０（Ｄ）に示すように、メインモニタ
部６２がリードコマンドの実行を指示する場合、ミニモ
ニタ部４０の受信データのＩＤには、リードコマンドの
識別データである０２ｈが設定される。また受信データ
のアドレスにはリードアドレスが設定される。そして、
ミニモニタ部４０の送信データのデータ１、データ２に
は、各々、リードコマンド処理で得られたリードデータ
１、リードデータ２が設定される。

【００７０】さて、本実施形態では、ミニモニタ部６２
が実行するプリミティブコマンドとして、ＧＯ、ライ
ト、リードコマンド以外にも、外部ルーチンジャンプ、
データフィルなどのコマンドを用意している。

【００７１】ここで外部ルーチンジャンプコマンドは、
外部ルーチンにジャンプすることを指示するコマンドで
ある。このような外部ルーチンジャンプコマンドを用い
ることで、例えばフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）の
初期化プログラムや書き込みプログラムのルーチンへの
ジャンプが可能になる。そして図１１（Ａ）に示すよう
に、メインモニタ部６２が外部ルーチンジャンプコマン
ドの実行を指示する場合、ミニモニタ部４０の受信デー
タのＩＤには、外部ルーチンジャンプコマンドの識別デ
ータである０３ｈが設定される。また受信データのデー
タサイズ、アドレス、データ１、データ２には、各々、
１８ｈ（誤動作防止チェック）、％Ｒ１２（ルーチンア
ドレス）、％Ｒ１３（ライトデータ）、％Ｒ１４（デー
タアドレス）が設定される。そして、ミニモニタ部４０
の送信データのデータ１には、％Ｒ１０（戻り値。戻り
値が０の場合に正常終了）が設定される。

【００７２】またデータフィルコマンドは、メモリを所
与の値（例えば０）でフィルするためのコマンドであ
る。例えば大容量のメモリの全てのビットを０の値に設
定する場合、ライトコマンドを用いたのでは処理時間が
非常に長くなる。このような場合、データフィルコマン
ドが有効になる。そして図１１（Ｂ）に示すように、メ
インモニタ部６２がデータフィルコマンドの実行を指示
する場合、ミニモニタ部４０の受信データのＩＤには、
データフィルコマンドの識別データである０４ｈが設定
される。また受信データのデータサイズ、アドレス、デ
ータ１、データ２には、各々、データサイズである１、
２又は４、スタートアドレス、フィル回数、フィルパタ
ーンが設定される。

【００７３】このように本実施形態では、メインモニタ
部６２からの受信データに、ミニモニタ部４０が実行す
るプリミティブコマンドの識別データＩＤを含ませてい
る。このようにすることで、プリミティブコマンドの実
行の指示を簡易にミニモニタ部４０に伝えることが可能
になる。

【００７４】８．固定長の送受信データ本実施形態では図１０（Ａ）に示すように、ミニモニタ
部４０、メインモニタ部６２間の送受信データを１４バ
イトの固定長のデータにしている。このようにすること
で、ミニモニタプログラムの命令コードサイズを更に小
さくすることが可能になる。

【００７５】即ち送受信データを可変長にすると、図１
２（Ａ）のＥ１、Ｅ２、Ｅ３に示す処理部分（命令列）
が、ほとんど全てのコマンドについて必要になる。これ
らのＥ１、Ｅ２、Ｅ３の処理部分は、どれだけのデータ
数の処理が必要かを判断する部分である。即ち可変長デ
ータを処理する場合には、送受信データに含まれるデー
タサイズに基づいて、処理すべきデータの数を調べる必
要がある。そして、そのデータ数を、例えばワーク領域
であるＲＡＭ上に保持しておいて、１つのデータの処理
が終了する毎にこのデータ数をデクリメントしたり、デ
ータ数が０になったか否かを判断したりする処理が必要
になる。このため、図１２（Ａ）に示すように、ミニモ
ニタプログラムのソースコードのサイズが大きくなる。

【００７６】これに対して、本実施形態では、送受信デ
ータを固定長にしている。このため、図１２（Ａ）と図
１２（Ｂ）を比較すればわかるように、ミニモニタプロ
グラムのソースコードのサイズを可変長の場合に比べて
例えば２／３程度にできる。これにより、図３のミニモ
ニタＲＯＭ４２のサイズを更に小さくでき、小さなハー
ドウェア規模でオンチップデバッグ機能を実現できるよ
うになる。

【００７７】なお、送受信データを固定長にすると通信
効率が悪化するため、可変長にする場合に比べて通信速
度が低下するという問題が生じる。そこで、本実施形態
では後述するように、ミニモニタ部４０とメインモニタ
部６２にＢＣＬＫを共有させている。これにより、最適
な速度で高速にデータを通信できるようになり、上記の
問題を解消できる。

【００７８】９．ミニモニタＲＯＭ本実施形態では図３に示すように、マイクロコンピュー
タ２０内にミニモニタＲＯＭ４２を設け、このミニモニ
タＲＯＭ４２にミニモニタプログラムを格納するように
している。このようにすることで、ハードウェアの小規
模化、マイクロコンピュータの低コスト化を図れるよう
になる。

【００７９】例えば図１３（Ａ）に示す構成では、マイ
クロコンピュータ３３０にローダロジック回路３３２及
びＲＡＭ３３４を設ける。そして、このローダロジック
回路３３２を用いて、ＪＴＡＧインターフェース３３６
を介して外部からＲＡＭ３３４にモニタプログラムをロ
ードする。しかしながら、この構成では、ローダロジッ
ク回路３３２や、サイズがＲＯＭの５〜１０倍程度にな
るＲＡＭ３３４をマイクロコンピュータ３３０内に設け
る必要がある。このため、マイクロコンピュータ３３０
の大規模化、高コスト化の問題を招く。

【００８０】これに対して、本実施形態では図１３
（Ｂ）に示すように、ミニモニタプログラムは、サイズ
がＲＡＭの１／５〜１／１０倍程度になるミニモニタＲ
ＯＭ４２に格納される。またローダロジック回路も必要
ない。したがって、図１３（Ａ）の構成に比べて、マイ
クロコンピュータ２０の小規模化、低コスト化を図れる
ようになる。

【００８１】また図１３（Ａ）の構成では、電源投入時
又はリセット時に、ＣＰＵを一旦停止し、次にローダロ
ジック回路３３２でモニタプログラムをＲＡＭ３３４に
ロードし、その後、ＣＰＵをデバッグモードで再スター
トする必要がある。このため、処理が複雑化すると共
に、デバッグモードのスタートに時間を要するようにな
ってしまう。

【００８２】これに対して、図１３（Ｂ）の本実施形態
では、ＲＡＭにミニモニタプログラムをロードする必要
がない。このため、電源投入時又はリセット時に、ＣＰ
Ｕを一旦停止することなく、ＣＰＵのデバッグモードの
動作をすぐにスタートできるようになる。

【００８３】１０．ＢＣＬＫの共有化さて、マイクロコンピュータとデバッグツールとの間で
のデータの通信方式としては、いわゆる同期式と呼ばれ
るものや調歩同期式と呼ばれるものを採用できる。そし
てＩＣＥにおいては、マイクロコンピュータとデバッグ
ツールとの間の通信ラインの本数をできる限り少なくす
ることが望まれる。更に通信データのサンプリングエラ
ーをできる限り防止することも望まれる。

【００８４】ところが同期式で通信を行う場合には、図
１４（Ａ）に示すように、マイクロコンピュータ３４０
（第１の情報処理装置）とデバッグツール３４２（第２
の情報処理装置）との間に４本の通信ラインを設ける必
要がある。即ち、送信データであるＴＸＤのライン、Ｔ
ＸＤのサンプリングクロックであるＴＣＬＫのライン、
受信データであるＲＸＤのライン、ＲＸＤのサンプリン
グクロックであるＲＣＬＫのラインが必要になる。この
ため、通信ラインの本数が不要に増えてしまう。

【００８５】一方、調歩同期式で通信を行う場合には、
図１４（Ｂ）に示すように、マイクロコンピュータ３４
０とデバッグツール３４２は、別々にほぼ同一周波数の
クロックを持つことになる。例えばマイクロコンピュー
タ３４０はクロックＣＬＫ１を持ち、デバッグシステム
３４２はクロックＣＬＫ２を持ち、ＣＬＫ１とＣＬＫ２
の周波数をほぼ同一にする。そしてマイクロコンピュー
タ３４０は、図１５（Ａ）に示すように、ＣＬＫ１を分
周することでサンプリングクロックＳＭＣ１を生成し、
調歩同期式で通信されるデータの各ビット（スタートビ
ット、Ｄ０〜Ｄ７、ストップビット）を、このＳＭＣ１
でサンプリングする。またデバッグツール３４２は、図
１５（Ｂ）に示すように、ＣＬＫ２を分周することでサ
ンプリングクロックＳＭＣ２を生成し、調歩同期式で通
信されるデータの各ビット（ステートビット、Ｄ０〜Ｄ
７、ストップビット）をこのＳＭＣ２でサンプリングす
る。

【００８６】しかしながら、この調歩同期式では、マイ
クロコンピュータ３４０に含まれるＣＰＵの動作周波数
が高くなりＣＬＫ１及びＣＬＫ２の周波数が高くなる
と、ＳＭＣ１及びＳＭＣ２の周波数も高くなり、通信デ
ータのサンプリングエラーが生じやすくなってしまう。
逆に言えば、通信データのサンプリングエラーが生じな
い程度までしか、ＣＬＫ１及びＣＬＫ２の周波数を高く
できない。これは、マイクロコンピュータ３４０が高速
動作する環境でのデバッグ作業ができないということを
意味する。即ち、デバッグ作業時においては、マイクロ
コンピュータのクロック周波数を下げなければいけなく
なる。

【００８７】このような問題を解決するために本実施形
態では、図１６に示すように、マイクロコンピュータ１
４０とデバッグツール１５０とで、サンプリングクロッ
クを生成するためのＢＣＬＫを共有させている。

【００８８】より具体的には、マイクロコンピュータ１
４０（第１の情報処理装置）は、通信部１４２（図３の
ＳＩＯ４８に相当）を含む。そして通信部１４２は、送
受信回路１４４（図６の送受信バッファ７０、シフトレ
ジスタ７６及び送受信切替部７８に相当）、分周回路１
４６（図６の分周回路８２に相当）を含む。この分周回
路１４６は、図１７（Ａ）に示すように、ＢＣＬＫ（第
１のクロック）を分周し、調歩同期式で送受信されるデ
ータの各ビットをサンプリングするためのサンプリング
クロックＳＭＣ１を生成する。そして、送受信回路１４
４は、このＳＭＣ１に基づいてデータを送受信する。更
にマイクロコンピュータ１４０は、ＢＣＬＫをデバッグ
ツール１５０に供給する。

【００８９】デバッグツール１５０（第２の情報処理装
置）は、通信部１５２を含む。そして通信部１５２は、
送受信回路１５４（図７のＣＰＵ９０、送受信切替部９
２に相当）、分周回路１５６（図７の分周回路９６に相
当）を含む。この分周回路１５６は、図１７（Ｂ）に示
すように、マイクロコンピュータ１４０から供給された
ＢＣＬＫを分周し、サンプリングクロックＳＭＣ２を生
成する。そして、送受信回路１５４は、このＳＭＣ２に
基づいてデータを送受信する。

【００９０】このように本実施形態では、調歩同期式で
ありながら、サンプリングクロックＳＭＣ１、ＳＭＣ２
を生成するためのＢＣＬＫをマイクロコンピュータ１４
０とデバッグツール１５０とで共有する。これにより、
通信データのサンプリングエラーの発生率を、図１４
（Ｂ）に示す一般的な調歩同期式通信に比べて格段に減
少できる。また、図１４（Ａ）の同期式通信では、４本
の通信ラインが必要であったが、本実施形態では図１６
に示すように２本の通信ラインで済む（全２重の場合に
は３本）。したがって、マイクロコンピュータ１４０と
デバッグツール１５０との間の通信ラインの本数を、図
１４（Ａ）に比べて少なくできる。この結果、マイクロ
コンピュータ１４０の端子数を減らすことが可能にな
り、マイクロコンピュータ１４０の低コスト化を図れる
ようになる。

【００９１】特に、図１４（Ｂ）の構成では、ＣＬＫ１
（及びＣＬＫ２）の周波数が高くなればなるほど、通信
データのサンプリングエラーの発生率も高くなる。この
ため、デバッグ作業時においてマイクロコンピュータ３
４０のクロック周波数を高くできず、マイクロコンピュ
ータ３４０が高速動作する環境でのデバッグ作業ができ
なかった。

【００９２】これに対して、図１６の本実施形態では、
マイクロコンピュータ１４０もデバッグツール１５０も
ＢＣＬＫに基づいてサンプリングクロックを生成してい
る。このため、ＢＣＬＫの周波数が高くなっても、サン
プリングエラーの発生率がそれほど高くならない。この
結果、マイクロコンピュータ１４０が高速動作する環境
でのデバッグ作業が可能になり、より実動作時に近い環
境でのデバッグ作業が可能になる。

【００９３】更に本実施形態では、図１８に示すよう
に、通信部１４２に分周比制御部１４８（図６の制御レ
ジスタ８４に相当）を含ませると共に、通信部１５２に
分周比制御部１５８（図７の制御レジスタ９８に相
当）、周波数検出回路１５９（図７の周波数検出回路９
５に相当）を含ませている。これにより、ＳＭＣ１を生
成する際の分周比ＦＤ１と、ＳＭＣ２を生成する際の分
周比ＦＤ２を可変に制御することが可能になる。この結
果、ＢＣＬＫの周波数が変化しても、最適で高速な通信
速度でデータを通信することが可能になる。

【００９４】即ち図１９（Ａ）に示すようにＢＣＬＫの
周波数が低くなった場合には、図１７（Ａ）、（Ｂ）で
１６であった分周比ＦＤ１、ＦＤ２が例えば８に変更さ
れる。これにより、サンプリングクロックＳＭＣ１、Ｓ
ＭＣ２は、ＢＣＬＫを１６分周したクロックから８分周
したクロックに変更される。この結果、１ビットのデー
タに対応するＢＣＬＫのクロック数が、１６であったも
のが（１６クロックモード）、８に変更される（８クロ
ックモード）。

【００９５】また図１９（Ｂ）に示すようにＢＣＬＫの
周波数が更に低くなった場合には、図１９（Ａ）で８で
あった分周比ＦＤ１、ＦＤ２が例えば４に変更される。
これにより、サンプリングクロックＳＭＣ１、ＳＭＣ２
は、ＢＣＬＫを８分周したクロックから４分周したクロ
ックに変更される。この結果、１ビットのデータに対応
するＢＣＬＫのクロック数が、８であったものが（８ク
ロックモード）、４になるように変更される（４クロッ
クモード）。

【００９６】このようにすることで、ＢＣＬＫの周波数
が低くなった場合にも、データの通信速度は結局低くな
らなくなる。この結果、最適で高速な通信速度でデータ
を通信することが可能になる。

【００９７】特に、マイクロコンピュータのクロック周
波数は、マイクロコンピュータを使用するユーザ毎に異
なったものになるのが一般的である。即ち、あるユーザ
は６０ＭＨＺのクロックでマイクロコンピュータを動作
させ、別のユーザは２０ＭＨＺのクロックでマイクロコ
ンピュータを動作させる。

【００９８】しかしながら、図１４（Ａ）、（Ｂ）の通
信方式では、マイクロコンピュータのクロック周波数が
変化すると、データの通信速度も変化してしまう。即
ち、クロック周波数が低くなるとデータの通信速度も低
くなってしまう。したがって、最大限の通信速度でデー
タを通信することができなくなる。

【００９９】これに対して、本実施形態では、マイクロ
コンピュータのクロック周波数が、マイクロコンピュー
タを使用するユーザに応じて変化すると、分周比ＦＤ
１、ＦＤ２も変化し、１ビットのデータに対応するクロ
ック数も変化する。即ちクロック周波数が低くなると、
分周比ＦＤ１、ＦＤ２も小さくなり、１ビットのデータ
に対応するクロック数も少なくなる。この結果、通信速
度は結局低くならず、最適で高速な通信速度で通信を行
えるようになる。即ち、多様な周波数のクロックを使用
するユーザに応じて、最適な通信速度で通信を行えるよ
うになる。

【０１００】次に、通信部１４２、１５２での処理につ
いて図２０、図２１のフローチャートを用いて更に詳細
に説明する。

【０１０１】図２０に示すように、まず、図１８の通信
部１５２内の周波数検出回路１５９が、マイクロコンピ
ュータ１４０から供給されるＢＣＬＫの周波数を検出す
る（ステップＶ１）。そして、ＢＣＬＫの周波数が３０
ＭＨＺ以上であるか否かを判断し（ステップＶ２）、３
０ＭＨＺ以上である場合には、分周比制御部１５８が分
周比ＦＤ２を１６に設定する（ステップＶ３）。そし
て、ＦＤ２が１６であることを知らせる分周比データ
を、送受信回路１５４を介してマイクロコンピュータ１
４０に送信する（ステップＶ４）。次に、分周回路１５
６がＦＤ２＝１６でＢＣＬＫを分周しＳＭＣ２を生成す
る（ステップＶ５）。そして、以降は、このＳＭＣ２に
よりデータの送受信を行う。

【０１０２】ＢＣＬＫの周波数が３０ＭＨＺより低い場
合には、周波数が１５ＭＨＺ以上か否かを判断する（ス
テップＶ６）。そして、周波数が１５ＭＨＺ以上である
場合にはＦＤ２＝８に設定し（ステップＶ７）、ステッ
プＶ４、Ｖ５と同様の処理を行う（ステップＶ８、Ｖ
９）。また、ＢＣＬＫの周波数が１５ＭＨＺより低い場
合にはＦＤ２＝４に設定し（ステップＶ１０）、ステッ
プＶ４、Ｖ５と同様の処理を行う（ステップＶ１１、Ｖ
１２）。

【０１０３】一方、マイクロコンピュータ１４０側では
図２１のフローチャートに示すような処理を行う。即
ち、まず、デバッグツール１５０から送受信回路１４４
を介して分周比データを受信する（ステップＷ１）。次
に、受信した分周比データに基づいて分周比制御部１４
８が分周比ＦＤ１を決定する（ステップＷ２）。そし
て、分周回路１４６は、このＦＤ１でＢＣＬＫを分周し
ＳＭＣ１を生成する。そして、以降は、このＳＭＣ１で
データの送受信を行う。

【０１０４】１１．ミニモニタ部の詳細な処理例次にミニモニタ部の詳細な処理例について説明する。

【０１０５】図２２に示すように、ユーザプログラムの
実行中にブレークが発生すると、ミニモニタプログラム
の処理がスタートし、ユーザプログラム実行モードから
デバッグモードに移行する。そして、ミニモニタプログ
ラムが所与のコマンド処理を行いリターン命令を実行す
ると、デバッグモードからユーザプログラム実行モード
に戻る。

【０１０６】図２３、図２４に、デバッグモードでのミ
ニモニタプログラムの処理を表すフローチャートを示
す。

【０１０７】デバッグモードに移行すると、ミニモニタ
プログラムは、まず、図３のＣＰＵ２２の内部レジスタ
２４の内容をミニモニタＲＡＭ４４に退避する（ステッ
プＳ１）。そして、ミニモニタプログラムが使用する制
御レジスタ４６の設定処理を行う（ステップＳ２）。

【０１０８】次に、デバッグツール６０から受信した１
４バイトのデータ（図１０（Ａ）参照）を、受信バッフ
ァ７４（図６参照）にライトする（ステップＳ３）。そ
して、受信バッファ７４のデータの先頭の１バイト（コ
マンド識別データＩＤ）をチェックする（ステップＳ
４）。

【０１０９】そして図２４に示すように、ＩＤがリード
コマンドを示すものであった場合には（図１０（Ｄ）参
照）、受信バッファ７４からリードアドレスを取得する
（ステップＳ５、Ｓ６）。そして、取得したリードアド
レスからデータをリードし、送信バッファ７２にライト
する（ステップＳ７）。次に、送信バッファ７２のデー
タをデバッグツール６０に送信する（ステップＳ８）。
そして、図２３のステップＳ３に戻り、次の受信データ
を受信バッファ７４にライトする。

【０１１０】ＩＤがライトコマンドを示すものであった
場合には（図１０（Ｃ）参照）、受信バッファ７４から
ライトアドレスを取得する（ステップＳ９、Ｓ１０）。
そして、受信バッファ７４からライトデータを取得し、
ステップＳ１０で取得したライトアドレスにライトする
（ステップＳ１１）。

【０１１１】ＩＤが外部ルーチンジャンプコマンドを示
すものであった場合には（図１１（Ａ）参照）、受信バ
ッファ７４からルーチンアドレスを取得する（ステップ
Ｓ１２、Ｓ１３）。そして、外部ルーチンにジャンプ
後、ミニモニタプログラムにリターンする（ステップＳ
１４）。

【０１１２】ＩＤがＧＯコマンドを示すものであった場
合には（図１１（Ｂ）参照）、ミニモニタＲＡＭ４４に
退避したデータを内部レジスタ２４にリストアする（ス
テップＳ１５、Ｓ１６）。そして、図２２に示すように
ユーザプログラムにリターンし、デバッグモードから抜
ける（ステップＳ１７）。

【０１１３】一方、ＩＤがリード、ライト、外部ルーチ
ンジャンプ、ＧＯコマンドのいずれでもなかった場合に
は、処理が必要ないと判断する（ステップＳ１５、Ｓ１
８）。そして送信バッファ７２にダミーのデータをライ
トする（ステップＳ１９）。なお、図２４では、データ
フィルコマンドの処理については省略している。

【０１１４】以上のようにして、デバッグコマンドを変
換することで得られたプリミティブコマンドが、ミニモ
ニタプログラムにより実行されることになる。

【０１１５】１２．電子機器次に、以上の本実施形態のマイクロコンピュータを含む
電子機器に関して説明する。

【０１１６】例えば図２５（Ａ）に電子機器の１つであ
るカーナビゲーションシステムの内部ブロック図を示
し、図２６（Ａ）にその外観図を示す。カーナビゲーシ
ョンシステムの操作はリモコン５１０を用いて行われ、
ＧＰＳやジャイロからの情報に基づいて位置検出部５２
０が車の位置を検出する。地図などの情報はＣＤＲＯＭ
５３０（情報記憶媒体）に格納されている。画像メモリ
５４０は画像処理の際の作業領域になるメモリであり、
生成された画像は画像出力部５５０を用いて運転者に表
示される。マイクロコンピュータ５００は、リモコン５
１０、位置検出部５２０、ＣＤＲＯＭ５３０などのデー
タ入力源からデータを入力し、種々の処理を行い、処理
後のデータを画像出力部５５０などの出力装置を用いて
出力する。

【０１１７】図２５（Ｂ）に電子機器の１つであるゲー
ム装置の内部ブロック図を示し、図２６（Ｂ）にその外
観図を示す。このゲーム装置では、ゲームコントローラ
５６０からのプレーヤの操作情報、ＣＤＲＯＭ５７０か
らのゲームプログラム、ＩＣカード５８０からのプレー
ヤ情報等に基づいて、画像メモリ５９０を作業領域とし
てゲーム画像やゲーム音を生成し、画像出力部６１０、
音出力部６００を用いて出力する。

【０１１８】図２５（Ｃ）に電子機器の１つであるプリ
ンタの内部ブロック図を示し、図２６（Ｃ）にその外観
図を示す。このプリンタでは、操作パネル６２０からの
操作情報、コードメモリ６３０及びフォントメモリ６４
０から文字情報に基づいて、ビットマップメモリ６５０
を作業領域として、印刷画像を生成し、プリント出力部
６６０を用いて出力する。またプリンタの状態やモード
を表示パネル６７０を用いてユーザに伝える。

【０１１９】本実施形態のマイクロコンピュータ又はデ
バッグシステムによれば、図２５（Ａ）〜図２６（Ｃ）
の電子機器を動作させるユーザプログラムの開発の容易
化、開発期間の短縮化を図れるようになる。またマイク
ロコンピュータが実動作する環境と同じ環境で、ユーザ
プログラムのデバッグ作業を行うことができるため、電
子機器の信頼性を高めることができる。また電子機器に
組み込まれるマイクロコンピュータのハードウェアを小
規模化、低コスト化できるため、電子機器の低コスト化
も図れるようになる。更にミニモニタプログラムの命令
コードサイズは小さいため、ユーザがプログラムや各種
データの格納に使用するメモリ領域を最大限に確保で
き、場合によれば、ユーザーが使用する該メモリ領域を
全く使用せずにモニタプログラムを載せることができ
る。

【０１２０】なお本実施形態のマイクロコンピュータを
適用できる電子機器としては、上記以外にも例えば、携
帯電話（セルラーフォン）、ＰＨＳ、ページャ、オーデ
ィオ機器、電子手帳、電子卓上計算機、ＰＯＳ端末、タ
ッチパネルを備えた装置、プロジェクタ、ワードプロセ
ッサ、パーソナルコンピュータ、テレビ、ビューファイ
ンダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダなど種
々のものを考えることができる。

【０１２１】なお、本発明は本実施形態に限定されず、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

【０１２２】例えば本発明のプリミティブコマンドとし
ては、本実施形態で説明したものが特に望ましいが、こ
れに限定されるものではない。

【０１２３】またマイクロコンピュータやミニモニタ部
（第１のモニタ手段）の構成も本実施形態で説明したも
のに限定されず、種々の変形実施が可能である。

【０１２４】またデバッグシステムの構成も図７に示す
ものに限られるものではない。

【０１２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）はＣＰＵ置き換え型のＩＣＥ、図１
（Ｂ）はモニタプログラム実装型ＩＣＥの例を示す図で
ある。

【図２】本実施形態の特徴について説明するための図で
ある。

【図３】本実施形態のマイクロコンピュータ、デバッグ
システムの構成例を示す機能ブロック図である。

【図４】デバッグモード時のメモリマップを示す図であ
る。

【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、デバ
ッグコマンドをプリミティブコマンドへ変換（分解）す
る処理について説明するための図である。

【図６】ＳＩＯの構成例を示す機能ブロック図である。

【図７】デバッグツールの構成例を示す機能ブロック図
である。

【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）は、リアルタイムトレース
処理について説明するための図である。

【図９】図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ミニモニタ部
とメインモニタ部との間の通信手法について説明するた
めの図である。

【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、
送受信データのフォーマット及び種類について説明する
ための図である。

【図１１】図１１（Ａ）、（Ｂ）も、送受信データのフ
ォーマット及び種類について説明するための図である。

【図１２】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、送受信データが可
変長、固定長の場合のミニモニタプログラムのソースコ
ードのサイズについて説明するための図である。

【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）は、ミニモニタプログ
ラムをＲＯＭに格納する手法について説明するための図
である。

【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）は、同期式、調歩同期
式の通信手法について説明するための図である。

【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）は、一般的な調歩同期
式でのクロックとサンプリングクロックとサンプリング
データのタイミング波形を示す図である。

【図１６】本実施形態の通信手法について説明するため
の図である。

【図１７】図１７（Ａ）、（Ｂ）は、図１６の手法での
クロックとサンプリングクロックとサンプリングデータ
のタイミング波形を示す図である。

【図１８】本実施形態の通信手法について説明するため
の図である。

【図１９】図１９（Ａ）、（Ｂ）は、図１８の手法での
クロックとサンプリングクロックとサンプリングデータ
のタイミング波形を示す図である。

【図２０】デバッグツール側での分周比設定処理につい
て説明するためのフローチャートである。

【図２１】マイクロコンピュータ側での分周比設定処理
について説明するためのフローチャートである。

【図２２】ユーザプログラム実行モードからデバッグモ
ードへの移行について説明するための図である。

【図２３】本実施形態の詳細な処理例を説明するための
フローチャートである。

【図２４】本実施形態の詳細な処理例を説明するための
フローチャートである。

【図２５】図２５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、種々の電
子機器の内部ブロック図の例である。

【図２６】図２６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、種々の電
子機器の外観図の例である。

【符号の説明】

１０マイクロコンピュータ１２ＣＰＵ（中央処理ユニット）１４ミニモニタ部（第１のモニタ手段）１６メインモニタ部（第２のモニタ手段）２０マイクロコンピュータ２２ＣＰＵ（中央処理ユニット）２４内部レジスタ２６ＢＣＵ（バス制御ユニット）２８内部メモリ３０クロック生成部３１バス３２バス３３外部バス３４内部バス３６外部メモリ４０ミニモニタ部（第１のモニタ手段）４２ミニモニタＲＯＭ４４ミニモニタＲＡＭ４６制御レジスタ４８ＳＩＯ５０トレース部６０デバッグツール６２メインモニタ部（第２のモニタ手段）６６ホストシステム７０送受信バッファ７２送信バッファ７４受信バッファ７６シフトレジスタ７８送受信切替部８０クロック制御部８２分周回路８４制御レジスタ９０ＣＰＵ９２送受信切替部９４クロック制御部９５周波数検出部９６分周回路９８制御レジスタ１００アドレスアップカウンタ１０２セレクタ１０４トレースメモリ１０６セレクタ１０８ＲＯＭ１１０メインモニタＲＯＭ１１２ＲＡＭ１１４ＲＳ２３２Ｃインターフェース１１６パラレルインターフェース１１８クロック生成部１４０マイクロコンピュータ（第１の情報処理装置）１４２通信部１４４送受信回路１４６分周回路１４８分周比制御部１５０デバッグツール（第２の情報処理装置）１５２通信部１５４送受信回路１５６分周回路１５８分周比制御部１５９周波数検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オンチップデバッグ機能を有するマイク
ロコンピュータであって、命令の実行処理を行う中央処理ユニットと、マイクロコンピュータの外部に設けられデバッグコマン
ドを少なくとも１つのプリミティブコマンドに変換する
ための処理を行う第２のモニタ手段との間でデータを送
受信し、実行するプリミティブコマンドを前記第２のモ
ニタ手段からの受信データに基づいて決定し、決定した
プリミティブコマンドを実行するための処理を行う第１
のモニタ手段とを含むことを特徴とするマイクロコンピ
ュータ。
【請求項２】請求項１において、前記プリミティブコマンドが、ユーザプログラムの実行を開始するコマンド、デバッグ
モード時におけるメモリマップ上のアドレスにデータを
ライトするコマンド、及び前記メモリマップ上のアドレ
スからデータをリードするコマンドを含むことを特徴と
するマイクロコンピュータ。
【請求項３】請求項１又は２において、前記中央処理ユニットの命令実行処理に使用され、デバ
ッグモード時におけるメモリマップ上にそのアドレスが
割り付けられる制御レジスタを含むことを特徴とするマ
イクロコンピュータ。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記中央処理ユニットの内部レジスタの内容が退避さ
れ、デバッグモード時におけるメモリマップ上にそのア
ドレスが割り付けられるモニタＲＡＭを含むことを特徴
とするマイクロコンピュータ。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記第２のモニタ手段との間で半２重の双方向通信を行
うための１本の双方向通信ラインが接続される端子を含
み、スレーブとなる前記第１のモニタ手段が、マスタとなる前記第２のモニタ手段からデータを受信し
たことを条件に、該受信データに対応する処理を行い該
受信データに対応する応答データを前記第２のモニタ手
段に送信することを特徴とするマイクロコンピュータ。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記第２のモニタ手段からの受信データが、前記第１の
モニタ手段が実行するプリミティブコマンドの識別デー
タを含むことを特徴とするマイクロコンピュータ。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記第１のモニタ手段が、前記第２のモニタ手段との間で固定長のデータを送受信
することを特徴とするマイクロコンピュータ。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記第１のモニタ手段の処理を実行するためのモニタプ
ログラムがＲＯＭに格納されていることを特徴とするマ
イクロコンピュータ。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかにおいて、前記第１のモニタ手段が、第１のクロックを分周し、調歩同期式で送受信されるデ
ータの各ビットをサンプリングするための第１のサンプ
リングクロックを生成する第１の分周回路と、前記第１のサンプリングクロックに基づいてデータを送
受信する回路とを含み、前記第１のモニタ手段が、前記第２のモニタ手段が含む第２の分周回路が第２のサ
ンプリングクロックを生成するための信号として、前記
第１のクロックを、前記第２のモニタ手段に供給するこ
とを特徴とするマイクロコンピュータ。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記第１のモニタ手段がリード及びライト可能なモニタ
ＲＡＭを含み、前記第１のモニタ手段が、ユーザプログラムの実行がブレークしデバッグモードに
移行した場合に、前記中央処理ユニットのプログラムカ
ウンタ値及び内部レジスタの内容を前記モニタＲＡＭに
待避することを特徴とするマイクロコンピュータ。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかのマイク
ロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの処理対象となるデータの入
力源と、前記マイクロコンピュータにより処理されたデータを出
力するための出力装置とを含むことを特徴とする電子機
器。
【請求項１２】マイクロコンピュータを含むターゲッ
トシステムのためのデバッグシステムであって、ホストシステムが発行したデバッグコマンドを少なくと
も１つのプリミティブコマンドに変換するための処理を
行う第２のモニタ手段と、前記第２のモニタ手段との間でデータを送受信し、実行
するプリミティブコマンドを前記第２のモニタ手段から
の受信データに基づいて決定し、決定したプリミティブ
コマンドを実行するための処理を行う第１のモニタ手段
とを含むことを特徴とするデバッグシステム。