JPH03100842A - 情報処理装置 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は情報処理装置に関し、特にパイプライン処理型
情報処理装置におけるストア命令の高速処理方式に関す
る。

従来技術 従来、パイプライン処理型情報処理装置においては、ス
トアバッファから主記憶装置・Ｗへの掃出しがストアバ
ッファのワード単位に行われていた。

よって、ストアバッファ内に主記憶装置の同一アドレス
に対する２つのストア命令が連続して登録されていた場
合、ストアバッファから主記憶装置への掃出しを行うた
めに主記憶装置の同一アドレスに対して２回のアクセス
が８蟹であった。

このような従来のパイプライン処理型情報処理装置では
、ストアバッファ内の連続する２つのストア命令が主記
憶装置の同一アドレスに対する同一のストア命令である
場合でも、主記憶装置とのアクセスが２回必要であり、
中央処理装置と主記憶装置との間の信号アクセス時間が
中央処理装置内における信号アクセス時間よりも遅いた
め、ストア命令処理を高速化することができないという
欠点がある。

発明の目的 本発明は上記のような従来のものの欠点を除去すべくな
された、もので、連続する２つのストア命令が主記憶装
置の同一アドレスに文Ｊする同一のストア命令であるど
きにストア命令処理の高速化を図ることができる情報処
理装置の提供を１°１的とする。

発明の構成 本発明による情報処理装置は、ストア命令により主記憶
装置に格納されるデータをストアバ・ソファに一時保持
する情報処理装置であって、連続するストア命令が同一
アドレスに対する同一のストア命令か否かを検出する検
出手段と、前記検出手段により前記同一アドレスに対す
る前記同一ストア命令であることが検出されたとき、前
記連続するストア命令各々のマスク情報により有効とさ
れるデータを前記ストアバッファに書込む書込み手段と
を有することを特徴とする。

実施例 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すプロ・ツク図で
ある。図において、ストアアドレス／リクエスト登録ポ
インタ（ＷＡＯ）（以下登録ポインタとする）１はスト
アアドレスバッファア１２およびストアリクエストバッ
ファ１３にアドレスを供給する。

よって、ストアアドレスバッファ１２およびストアリク
エストバッファ１３では登録ポインタ１により指定され
るアドレスにストアアドレスおよびストアリクエストが
登録される。

ストアバッファ読出しポインタ（ＲＡ）（以下読出しポ
インタとする）２はストアアドレスバッファ１２と、ス
トアリクエストバッファ１３と、ストアマスクバッファ
１７と、ストアデータバッファ１８とに夫々読出しアド
レスを供給する。

これにより、ストアアドレスバッファ１２の読出しポイ
ンタ２により指定されるアドレスからはストアアドレス
が、ストアリクエストバッファ１３の読出しポインタ２
により指定されるアドレスからはストアリクエストが、
ストアマスクバッファ１７の読出しポインタ２により指
定されるアドレスからはストアマスク情報が、ストアデ
ータバッファ１８の読出しポインタ２により指定される
アドレスからはストアデータが夫々読出されて主記憶装
置１９に送出される。

ストアアドレス登録待ちレジスタ（ＷＡ）（以下登録待
ちレジスタとする）３には次にストアアドレスバッファ
１２に登録されるストアアドレスが一時保持され、該ス
トアアドレスを一致検出コンパレータ８およびストアア
ドレスバッファ１２に送出する。

ストアリクエスト登録待ちレジスタ（ＷＱ）（以ド登録
待ちレジスタとする）４には次にストアリクエストバッ
ファ１３に登録されるストアリクエストが一時保持され
、該ストアリクエストを一致険ｒｅコンパレータ９およ
びストアリクエストバッファ１３に送出する。

ストアマスク／データ登録ポインタ（ＷＡ　１　）（以
下登録ポインタとする）５はストアマスクバッファ１７
およびストアデータバッファ１８にアドレスを供給する
。

よって、ストアマスクバッファ１７およびストアデータ
バッファ１８では登録ポインタ５により指定されるアド
レスにストアマスク情報およびストアデータが登録され
る。

ストアマスク登録待ちレジスタ（ＷＭ）（以下登録待ち
レジスタとする）６には次にストアマスクバッファ】７
に登録されるスＩ・アマスフ情報が一時保持され、該ス
トアマスク情報をストアマスク制御部１０に送出する。

ストアデータ登録待ちレジスタ（ＷＤ）Ｃ以下登録待ち
レジスタとする）７には次にストアデータバッファ１８
に登録されるストアデータが一時保持され、該ストアデ
ータをセレクタ（ＷＤＸ）１１に送出する。

一致検出コンパレータ８は登録待ちレジスタ３に保持さ
れた先行するストア命令のストアアドレスと、登録待ち
レジスタ３に次に保持される後続するストア命令のスト
アアドレスとを比較し、その比較結果をアンドゲート１
４に出力する。

すなわち、一致検出コンパレータ８は先行するストア命
令のアドレスと後続するストア命令のアドレスとが同一
アドレスか否かを検出している。

一致検出コンパレータ９は登録待ちレジスタ４に保持さ
れた先行するストア命令のストアリクエストと、登録待
ちレジスタ４に次に保持される後続するストア命令のス
トアリクエストとを比較し、その比較結果をアンドゲー
ト１４に出力する。

すなわち、一致検出コンパレータ９は先行するストア命
令のリクエストと後続するストア命令のリクエストとが
同一リクエストか否かを検出している。

ストアマスク制御部１０はスＩ・ア縮退指示遅延プリン
プフロップ（以下ストア縮退指示ＦＦとする）１５．１
６を介して人力されるアンドゲート１４からのストア縮
退指示に応じて、登録待ちレジスタ６に保持された先行
するストア命令のストアマスク情報と、登録待ちレジス
タ６に次に保持される後続するストア命令のストアマス
ク情報とにより、登録待ちレジスタ７に保持された先行
するストア命令のストアデータと、登録待ちレジスタフ
に次に保持される後続するストア命令のストアデータと
のうちどちらをストアデータバッファ１８に登録するか
を各バイト毎に決定する。

ずなわち、アンドゲート１４からのストア縮退指示によ
りストア縮退が指示された。とき、ストアマスク制御部
１０は先行するストア命令のストアマスク情報と後続す
るストア命令のストアマスク情ｆｉｌとの論理和演算を
行い、その演算結果をストアマスクバッファ１７に登録
するとともに、その演算結果によりセレクタ１１を制御
して先行するストア命令のストアデータと後続するスト
ア命令のストアデータとのうちストアデータバッファ１
８に登録するストアデータを選択する。

第２図は第１図のストアマスク制御部１０の詳細を示す
図である。図において、ストアマスク制御部１０はアン
ドゲート１４からのストア縮退指示が“０°、のとき、
すなわちストア縮退を行わないとき、先行するストア命
令のストアマスク情報および後続するストア命令のスト
アマスク情報の“１〕”１″に関係なく、先行するスト
ア命令のストアデータをストアデータバッファ１８に登
録するように決定する。

また、ストアマスク制御部１〔）はアンドゲート１４か
らのストア縮退指示が“１”のとき、すなわちストア縮
退を行うとき、先行ずろストア命令のストアマスク情報
が“０”で、後続するストア命令のストアマスク情報が
“０”ならば、先行するストア命令のストアデータをス
トアデータバッファ１８に登録するように決定する。

先行するストア命令のストアマスク情報が“０”で、後
続するストア命令のストアマスク情報が“１”ならば、
後続するストア命令のストアデータをストアデータバッ
ファ１８に登録するように決定する。

先行するストア命令のストアマスク情報が“１”で、後
続するストア命令のストアマスク情報が“１〕”ならば
、先行するストア命令のストアデータをストアデータバ
ッファ１８に登録するように決定する。

先行するストア命令のストアマスク情報が“１”で、後
続するストア命令のストアマスク情報が１”ならば、後
続するストア命令のストアデータをストアデータバッフ
ァ１８に登録するように決定する。

第３図は本発明の一実施例の動作を示すタイムチャート
であり、第４図は本発明の一実施例によるパイプライン
処理の一例を示す図である。第４図において、本発明の
一実施例によるバイブライン処理では、アドレスレジス
タ（Ａｌｅ）からのアドレスにより命令キャッシュから
命令を取出す命令取出しくＩＦ）ステージと、このステ
ージで取出された命令を命令レジスタ（ＩＲ）に格納し
た後にこの命令のオペランドに基づきアドレス加算器で
論理アドレスを生成するオペランドアドレス（Ａ　Ｃ）
ステージと、このステージで生成された論理アドレスを
論理アドレスレジスタ（ＬＡＲ）に格納した後にアドレ
ス変換バッファ（ＴＬＢ）で論理アドレスを物理アドレ
スに変換するアドレス遣損（ＡＴ）ステージと、このス
テージで変換された物理アドレスを物理アドレスレジス
タ（ＰＡ　ＩＴ、　）に格納した後にこの物理アト１／
スでオペランドキャッシュをアクセスしてオペランドを
読出すオペランドキャッシュアクセス（ＣＡ）ステージ
と、このステージで読出されたオペランドを実行１／ジ
スタ（ＥＸＲ）に格納した後に演算器で演算する演算実
行（ＥＸ）ステージと、このステージて演算された結果
を読出しデータレジスタ（ＲＤＲ）に格納するストア命
令縮退のためのストア命令縮退（Ｓ　Ｓ）ステージと、
その演算結果を登録待ちレジスタ（ＷＤ）に格納する結
果格納（ＳＴ）ステージの７ステージに分割されている
。

登録待ちレジスタに格納された演算結果は縮退されてス
トアバッファに格納され、ストアバッファから主記憶装
置に掃出される。

これら第１図〜第４図を用いて本発明の一実施例の動作
について説明する。

り・Ｃミンクｔ１においてストア命令であるＳＴＡ　ｌ
命令の処理が開始され、タイミングｔ２においてストア
命令であるＳＴ＾２命令の処理が開始される。

このＳＴ＾２命令は命令取出しステージから結果格納ス
テージまで５ＴＡＩ命令のＩＴ（タイミング）遅れで処
理が行われろ。

タイミングｔ４において登録待ちレジスタ３および登録
待ちレジスタ４に５ＴＡＩ命令のストアアドレスおよび
ストアリクエストが保１！ｉされているとき、アドレス
変換ステージには５ＴＡ２ｒ％令のストアアドレスおよ
びストアリクエストが登録されている。

よって、一致検出コンパレータ８は登録待ちレジスタ３
に保持されたＳＴ＾１命令のストアアドレスとアドレス
変換ステージの５ＴＡ２命令のストアアトレア、とを比
較し、それらアドレスが一致するか否かを検出する。

マタ、一致検出コンバレータ９は登録待ちレジスタ４に
保持されたＳＴＡ　ｌ命令のストアリクエストとアドレ
ス変換ステージの５ＴＡ２命令のストアリクエストとを
比較し、それらのリクエストが一致するか否かを検出す
る。

一致検出コンパレータ８．９から夫々“１”が出力され
ると、ＳＴＡ　ｌ命令および５ＴＡ２命令は主記憶装置
１９の同一アドレスに対する同一種類のリクエストであ
ると判断され、ストア縮退が指示される。

ター（ミンクｔ５において、５ＴＡｌ命令およびＳＴ＾
２命令の２つの命令が１つの５ＴＡＲ命令、ヒして、そ
のストアアドレスおよびストアリクエストが登録ポイ〉
・夕１によって示されるストアアドレスバッファ１２お
よびストアリクエストバッファ１３のワード装置に夫々
登録される。

通常、ストア命令処理においてはアドレスおよびリフニ
スｉ・をストアバッファに登録するタイミングと、デー
タおよびマスク情報を登録するタイミングとが異なって
いる。

すなわち、アドレスおよびリクエストはアドレス灸換ス
テージにおいて判断することができるが、データおよび
マスク情報は演算実行ステージを経過しないと判断する
ことができない。

よって、演算実行ステージにおいＣ５ＴＡ２命令のスト
アデータが出力されるタイミングまで、５ＴＡＩ命令お
よびＳＴ＾２命令がストア縮退対（ｇリクエストである
ことを示すストア縮退指示を保持しておかなければなら
ないため、タイミングｔ５．ｔ６においてストア縮退指
示（Ｄｌ、Ｄ２　）が夫々ストア縮退指示ＦＦ１５，１
６に保持されろ。

タイミングｔ８では登録待ちレジスタ７にＳＴＡ　１命
令のストアデータが保持されており、演算実行ステージ
には５ＴＡ２命令のストアデータが保持されている。

このとき、ストア縮退指示ＦＦ１６には“１″が保持さ
れているので、タイミングｔ６においてＳＴＡ　ｌ命令
のストアデータと５ＴＡ２命令のストアデータとのマー
ジが行われ、タイミングｔ７においてそのマージされた
ストアデータがストアデータバッファ１８の登録ポイン
タ５によっ°Ｃ示されるワード装置にＳＴ＾３命令のス
トアデータ３として登録される。

ストアマスク制御部１０ではストア縮退時に登録待ちレ
ジスタ７からのストアデータ（ＳＴ＾１命令のストアデ
ータ）と演算実行ステージからのストアデータ（ＳＴＡ
２命令のストアデータ）とのうちどちらのストアデータ
をストアデータバッファ１８に登録すればよいかを各バ
イト毎に決定している。

ずなわち、ストアデータバッファ１８にはストアマスク
制御部１０で登録待ちレジスタ６からのストアマスク情
１１と演算実行ステージからのストアマスク情報との論
理和がとられた値によってマスクされたストアデータが
ＳＴＡ！ｌ命令のストアデータとして登録される。

また、ストア縮退時にはストアマスク制御部１０で登録
待ちレジスタ６からのストアマスク情報と演算実行ステ
ージからの不トアマスク情報との論理和がとられた値が
、５ＴＡ３命令のストアマスク情（）１としてストアマ
スクバッファ１７に登録される。

’ＳＴ＾３命令のストアデータの登録が完ｒすることに
より、タイミングｔ７においてはストアバッファ内に５
ＴＡＢ命令のストアアドレスとストアリクエストとスト
アマスク情報とストアデータとが登録されており、タイ
ミングｔ８において５ＴＡＢ命令のストアアドレスとス
トアリクエストとストアマスク情報とストアデータとが
ストアバッファから主記憶装置１９に掃出される。

このように、連続する２つのストア命令、すなわち５Ｔ
ＡＩ命令およびＳＴ＾２命令とが主記憶装置１９の同一
アドレスに対する同一ストアリクエストあることが、一
致検出コンパレータ８，９およびアンドゲート１４によ
り検出されたとき、ＳＴＡＩ命令のストアマスク情報お
よびＳＴＡ２命令のストアマスク情報によりＳＴＡ　ｌ
命令のストアデータとＳＴＡ２命令のストアデータとの
マージを行ってからストアバッファに登録するようにす
ることによって、ストアバッファからの掃出し時に主記
憶装置１９とのアクセスを１回に削減することができる
。

よって、連続する２つのストア命令が主記憶装置１９の
同一アドレスに対する同一のストア命令であるときにス
トア命令処理の高速化を図ることができる。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、連続するストア命令
が同一アドレスに対する同一のストア命令であることが
検出されたとき、この連続するストア命令各々のマスク
情報により有効とされるデータをストアバッファに書込
むようにすることによって、連続する２つのストア命令
が主記憶装置の同一アドレスに対する同一のストア命令
であるときにストア命令処理の高速化を図ることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図のストアマスク制御部の詳細を示す図、第
３図は本発明の一実施例の動作を示すタイムチャート、
第４図は本発明の一実施例によるバイブライン処理の一
例を示す図である。 主要部分の符号の説明 ３・・・・・・ストアアドレス登録待ちレジスタ４・・
・・・・ストアアドレス登録待ちレジスタ６・・・・・
・ストアマスク登録待ちレジスタ７・・・・・・ストア
データ登録待ちレジスタ８、９・・・・・・一致検出コ
ンパレータ１０・・・・・・ストアマスク制御部 １１・・・・・・セレタク １２・・・・・・ストアアドレスバッファ１３・・・・
・・ストアリクエストバッファ１４・・・・・・アンド
ゲート １７・・・・・・ストアマスクバッファ１８・・・・・
・ストアデータバッファ１９・・・・・・主記憶装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ストア命令により主記憶装置に格納されるデータ
   をストアバッファに一時保持する情報処理装置であって
   、連続するストア命令が同一アドレスに対する同一のス
   トア命令か否かを検出する検出手段と、前記検出手段に
   より前記同一アドレスに対する前記同一ストア命令であ
   ることが検出されたとき、前記連続するストア命令各々
   のマスク情報により有効とされるデータを前記ストアバ
   ッファに書込む書込み手段とを有することを特徴とする
   情報処理装置。