JPH0240722A

JPH0240722A - 演算処理装置

Info

Publication number: JPH0240722A
Application number: JP19097488A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Harada; 勝利原田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-07-30
Filing date: 1988-07-30
Publication date: 1990-02-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

羞１ユｐ困月分１本発明は、演算処理装置に関する。より詳細には、本発
明は、１つ、の命令コードフィールド、及び複数のオペ
ランドフィールドからなる命令語に基づき処理を実行す
る新規な演算処理装置の構成に関する。従来の技術本明細書において、命令コードフィールドとは処理装置
が処理すべき演算内容を指定するフィールドを意味する
。また、オペランドフィールドとはこの演算処理に用い
られるデータの獲得及び演算結果データの格納を行う場
合に必要なデータ領域情報を指定するフィールドを意味
する。このような形式フィールドを使用して実行される命令の
一例として、転送命令が挙げられる。即ち、レジスタＲ
ＯからレジスタＲ１ヘデータを転送する命令は、ＣＭＯ
Ｖ　　ＲＯ，Ｒ１）と表現される。ここで“ＭＯＶ”は
命令コードフィールドに書かれるべき演算内容である「
転送」を表わし、“ＲＯｌＲｌ”はオペランドフィール
ドに書かれるべきデータ領域情報を表わしている。ところで、演算処理装置（プロセッサ）が処理すべき命
令のレパートリ、アドレッシングモードの種類あるいは
演算実行環境（アキュムレータレジスタなどの資源）は
、ユーザのニーズに従ってその規模が拡大すると共に多
様化する傾向にある。命令セットがより多くの複合した機能を扱うようになる
と一つの命令が持つ情報量が増加し、その結果として命
令コードの長さが長くなる。尚、機能の増加については
特に次の３つの点が中心となっている。（１）演算、制御の種類の増加（２）データタイプの増加（３）アドレッシングモードの増加このような命令機能の増大即ち命令情報量の増加に対し
て、それを如何に短く符号化するかが重要な課題となっ
ている。即ち、命令長の短縮が有効である理由は、・プログラム全体のコードサイズ削減・命令コードをプロセッサにフェッチする時間の削減・命令キュー／命令キャッシュ容量及びヒツト率に対す
る効果増大・デコードサイクルの短縮化等の多くの利点が認められるからである。このような観点から、命令の一部を保持する機能を有す
る演算処理装置が既に提案されている（特願昭６Ｏ−２
８８７７８）。この演算処理装置は、演算あるいはデー
タが同一であるような命令を繰り返し実行する場合に、
同一な部分を保持することにより命令を短縮している。例えば〔ＭＯＶ　＃１　、Ｃ０ｎ５ｔ１〕〔ＭＯＶ　＃８　、Ｃ０ｎ５ｔ２〕［ＭＯＶ　　＃１２８　、ｃ　ｏ　ｎ　ｓ　ｔ　３］と
いった命令列が続く場合に”ＭＯＶ”を保持することに
よって〔

【固定命令］ＭＯＶ　　＃１　　、ｃｏｎｓｔｌ＃８　、Ｃ０ｎ５ｔ２＃１２８　、ｃｏｎｓ　ｔ　３【固定解除命令】〕という繰り返しのない命令列として処理を簡素化するこ
とができる。第３図は、このような固定命令を有する従来の演算処理
装置の構成例を説明する図である。第３図に示すように、この装置は、読み込まれた命令コ
ードを蓄積する命令キ、、、−３０１、命令保持を解除
するコードを検出する検出器３０２、全体の順序制御を
つかさどるシーケンサ３０３、シーケンサ３０３の指示
に従い、命令コードをそのフィールド毎に分けるデマル
チプレクサ３０４、オペコードのラッチ３０６、第一、
第二オペランドのラッチ３０７．３０８、命令コード専
用デコーダ３１１、オペランド専用デコーダ３１２、命
令の第１オペランド、第２オペランドのいずれをデコー
ドするかを選択するセレクタ３１０、命令保持の指示を
出す指示器３０９、ラッチへの制御信号を生成するラッ
チストローブ信号生成器３０５等から主に構成されてい
る。この第３図に示す従来の演算処理装置の動作は以下のよ
うなものである。即ち、シーケンサ３０３の指示に従いキュー３０１から
取り出された命令コードは、線３２１を介して解除コー
ド検出器３０２に送られるが、命令保持期間中に解除コ
ードを検出すると、シーケンサ３０３に通知し、命令保
持が解除される。それ以外ではそのままデマルチプレク
サ３０４に送られ、これもシーケンサ３０３の指示に従
いながら命令コードのフィールドに対処したデコーダに
供給される。もし、当該フィールドが命令コードの場合
、命令コード専用デコーダ３１１　に転送され、デコー
ド結果が線３２２を介して出力される。もし、当該フィ
ールドが第１オペランドまたは第２オペランドの場合、
−旦オペランドセレクタ３１０に転送されてからそのオ
ペランドの第１／第２に応じてオペランドデコーダ３１
２に転送され、デコード結果が線３２３を介して出力さ
れる。第３図に示した装置の基本的な動作は以上のようなもの
であるが、次に説明する２つの場合には特別な動作をす
る。即ち、第一の場合は、命令コード固定命令あるいはオペ
ランド固定命令を命令コードデコーダ３１１が検出した
ときである。このとき命令コードデコーダ３１１はその
事象を固定フィールド指示器３０９に通知する。次に当
該固定命令のオペランドデコードがオペランドデコーダ
３１２で行われ何を固定するかがその結果として得られ
ると、その内容は固定フィールド指示器３０９に格納さ
れる。当該固定命令の次の命令（被固定命令）のデコードシー
ケンスは通常の場合と変らない。ただし、固定フィール
ド指示器３０９及びシーケンサ３０３の指示に従い、当
該被固定命令のフィールドの一部が固定される。より具
体的には、命令の各フィールドに対応したラッチ（命令
コードラッチ３０６、第一オペランドラッチ３０７、第
二オペランドラッチ３０８）を制御するラッチストロー
ブ信号生成器３０５が固定フィールド指示器３０９及び
シーケンサ３０３の指示に従い指示された命令フィール
ドを固定するような信号を生成する。被固定命令以後の命令デコードは、固定された部分のデ
コード待ち時間（デコードによる遅延）は考える必要が
ないため、その部分のデコードサイクルを省くことがで
きる。シーケンサ３０３は固定フィールド指示器３０９
の情報に基づき、その順序制御のサイクルを短縮する。第２の特別な動作は、命令コード固定解除命令あるいは
オペランド固定解除命令を解除コード検出器３０２が検
出したときに発生する。即ち、このとき解除コード検出
器３０２はその事象をシーケンサ３０３に通知する。シ
ーケンサ３０３はそのデコードシーケンスを元の状態に
戻し、ラッチストローブ信号生成器３０５に対しすべて
のラッチ機能を解除し、再びすべてのデコード径路に命
令が流れるようにする。これにより次の命令以降は、通
常の命令デコードが行われる。発明が解決しようとする課題ところで、上述したような従来の演算処理装置の構成で
は、命令保持期間中に割込みが発生した場合に保持内容
が失われてしまい、割込み処理終了後に、割込み処理発
生依然の命令実行を再開できないという欠点がある。例
えば〔

【固定命令］ＭＯＶ’＃１　　、ｃｏｎｓｔｌ＃８　　　ｃｏｎｓｔ２・＃１２８　、ｃｏｎｓ　ｔ　３【固定解除命令】〕という命令列を実行中に割込みがかかり、（ＭＯＶ）＃
８、ｃｏｎｓ　ｔ　２を行った後、割込み処理を実行した場合、命令コードラ
ッチの内容が変化して”ＭＯＶ”が失われてしまう。従
って、割込み処理後には、次の命令が（＃１２８　、ｃ
ｏｎｓ　ｔ　３］というオヘラントタけで命令コードの
ない命令となって、実行できなくなる。そこで、本発明は、上述のような従来技術の欠点に対し
て、割込み処理中に保持内容を記憶装置に退避／読み出
しすることにより、命令保持中の割込み処理後にも処理
を参観することができる新規な演算処理装置を提供する
ことを目的としている。課題を解決するための手段本発明に従い、処理内容を指示する演算指示領域を含む
複数の領域を備えた命令を解読して実行するにあたって
、前記複数の領域の少なくとも１つを保持して複数処理
を実行するように構成された演算処理装置において、前
記複数個の領域の少なくとも１つを保持している命令保
持期間に割込み処理が発生した時に、該保持内容を記憶
装置に退避する手段と、該別込み処理終了後、該退避内
容を記憶装置より読み出して割込み前の処理を再開する
手段とを備えることを特徴とする演算処理装置が提供さ
れる。以下に図面を参照して本発明をより具体的に詳述するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。実施例第１図は、前述のを第３図に示した従来の演算処理装置
に対応して、本発明に係る演算処理装置を構成した場合
を示している。従って、以下の説明は、第１図と第３図
との差異を中心にして本発明の詳細な説明する。まず第１図に示す本発明の実施例について説明する。第
１図において１０１は読み込まれた命令コードを蓄積す
る命令キュー、１０２は命令コード固定解除命令を検出
する解除コード検出器、１０３は全体の順序制御をつか
さどるシーケンサ、１０４はシーケンサ１０３の指示に
従い、命令コードをそのフィールド毎に分けるデマルチ
プレクサ、１０６は命令コードを保持するラッチ、１０
７　　・１０８はそれぞれ第１、第２オペランドを保持
するラッチ、１１１は命令コード専用デコーダ、１１２
はオペランド専用デコーダ、１１０は命令の第１オペラ
ンド、第２オペランドのいずれをデコードするかを選択
するセレクタ、１０９は命令保持の指示を出す指示器、
１０５はラッチを制御する信号を生成するラッチストロ
ーブ信号生成器である。第１図における１０１．１０２
．１０３．１０４．１０５．１０６．１０７．１０８．
１０９．１１０．１１１．１１２は各々第１図の３０１
．３０２．３０３．３０４．３０５．３０６．３０７．
３０８．３０９．３ＪＯ，３１１。３１２に対応する機能を果たしている。第１図の動作について説明する。シーケンサ１０３の指
示に従いキュー１０１から取り出された命令コードは、
線１２１を介して解除コード検出器１０２に送られるが
、命令保持期間中に解除コードを検出すると、シーケン
サ１０３に通知し、命令保持が解除される。それ以外で
はそのままデマルチプレクサ１０４に送られ、これもシ
ーケンサ１０３の指示に従いながら命令コードのフィー
ルドに対処したデコーダに供給される。もし、当該フィ
ールドが命令コードの場合は、命令コード専用デコーダ
１１１に転送され、デコード結果が線１２２を介して出
力される。もし、当該フィールドが第１オペランドまた
は第２オペランドの場合は、−旦オペランドセレクタ１
１０に転送されてからそのオペランドの第１／第２に応
じてオペランドデコーダ１１２に転送され、デコード結
果が線１２３を介して出力される。第１図の動作を、第３図と異なる特徴的な部分を中心と
して説明する。第１図において、命令を保持していない
場合の動作は第３図の従来例の動作と同一である。第３
図の動作と異なるのは、命令を保持している期間中に割
込み信号が入力された時である。このとき第３図では、
命令コードラッチ１０６　　・オペランドラッチ１１０
７・オペランドラッチ■１０８の中に保持されている内
容が失われてしまう。しかし、第１図では、オペランド
ラッチロード／ストアコントローラ１１５が割込み信号
を受けると、命令コードラッチ１０６　　・オペランド
ラッチ■１０７・オペランドラッチ■１０８のうち、値
を保持しているラッチに対して制御信号を送り、保持し
ている内容を一旦うッチレジスタ■１１４に転送したあ
と、外部記憶装置に送り出してから割込み処理を行う。割込み処理が終了したのち、オペラントラチッチロード
／ストアコントローラ１１５は制御信号を送り、先刻外
部記憶装置に送り出した内容を−Ｈうフチレジスタ１１
１３に読み出した後、命令コードラッチ１０６　　・オ
ペランドラッチ１１０７　　・オペランドラッチ■１０
８のうち前記読み出し内容を保持していたラッチに送り
、割込み前の動作を続行する。第４図に命令保持期間中
動作の流れ図を示す。第２図は、本発明の他の実施例の構成を示す図である。この実施例では命令コード／オペランド固定命令中に保
持期間を指定ができるようにする方法に対応している。第２図では第１図と比べて２０２が省かれ２１６が追加
される。第２図において２１６はカウンタであり、命令
コード／オペランド固定命令でオペランドとして指定さ
れた保持期間を当該命令デコード時に格納する。カウン
タ２１６は１命令デコード毎にデクリメントされ、０で
なければラッチストローブ信号生成器２０５に保持を指
示し、０になればシーケンサ２０３に保持期間終了を通
知する。これは第１図で解除コード検出器１０２が行っ
た通知と同じく命令保持を解除させるものである。発明の詳細な説明したように、従来技術では命令保持期間中に割込
み処理が発生した場合、保持内容が失われてしまうので
割込み処理終了後に割込み前の動作を継続して再開でき
ないという問題があった。これに対して本発明に係る演算処理装置では、割込み処
理発生時に保持内容を記憶装置に保存するので、割込み
処理終了後にこれを読みだして処理を継続的に再開する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の具体的な構成例を示す図であり、第
３図に示した従来の装置の構成に対応しており、第２図は本発明の他な実施例を示す図であり、第３図は
、従来の演算処理装置の構成例を示す図であり、第４図は、第３図に示した装置き動作を説明する図であ
る。〔主な参照番号〕１０１・・・命令キュー、１０２・・・命令固定解除コード検出器、１０３・・・
デコードシーケンサ、１０４・・・デマルチプレクサ、１０５・・・命令固定ラッチストローブ信号生成器、１
０６・・・命令コード固定ラッチ、１０７・・・第１オペランド固定ラツチ、１０８・・・
第２オペランド固定ラツチ、１０９・・・固定フィール
ド指示器、１１０・・・オペランド選択器、１１１・・・命令コードデコーダ、１１２・・・オペランドデコーダ、２１６・・・カウンタ３０１・・・命令キュー、３０２・・・命令固定解除コード検出器、３０３・・・
デコードシーケンサ、３０４・・・デマルチプレクサ、３０５・・・命令固定ラッチストローブ信号生成器、３
０６　　・・・３０７　　・・・３０８　　・・・３０９　　・・・３１０　・・・３１１　・・・３１２　・・・命令コード固定ラッチ、第一オペランド固定ラッチ、第二オペランド固定ラッチ、固定フィールド指示器、オペランド選択器、命令コードデコーダ、オペランドデコーダ

Claims

【特許請求の範囲】処理内容を指示する演算指示領域を含む複数の領域を備
えた命令を解読して実行するにあたって、前記複数の領
域の少なくとも１つを保持して複数処理を実行するよう
に構成された演算処理装置において、前記複数個の領域の少なくとも１つを保持している命令
保持期間に割込み処理が発生した時に、該保持内容を記
憶装置に退避する手段と、該割込み処理終了後、該退避
内容を記憶装置より読み出して割込み前の処理を再開す
る手段とを備えることを特徴とする演算処理装置。