JPH03257627A - 情報処理装置 - Google Patents

情報処理装置

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JPH03257627A
JPH03257627A JP2057083A JP5708390A JPH03257627A JP H03257627 A JPH03257627 A JP H03257627A JP 2057083 A JP2057083 A JP 2057083A JP 5708390 A JP5708390 A JP 5708390A JP H03257627 A JPH03257627 A JP H03257627A
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JP
Japan
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address
register
instruction
output
operand
Prior art date
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Pending
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JP2057083A
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Inventor
Atsushi Yamazaki
篤 山崎
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NEC Computertechno Ltd
Original Assignee
NEC Computertechno Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03257627A publication Critical patent/JPH03257627A/ja
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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、特に仮想記憶方式を採用
し、命令取出、オペランドアドレス計算、アドレス変換
、キャッシュアクセスおよび演算の各ステージを持つ情
報処理装置に関するものである。
従来技術 従来の情報処理装置での命令処理過程を、図面を参照し
て説明する。第2図に示すように、命令取出しステージ
では、命令取出回路11か、命令アドレスレジスタ10
の出力lotによって命令語102を取出し、命令レジ
スタ44に格納する。同時に、命令語102から、命令
語長生成回路12によって命令語長103が生成され、
命令アドレス更新回路13が、命令語長103と命令ア
ドレスレジスタ10の出力101とから、更新アドレス
104を生成し、命令アドレスレジスタ10に格納する
オペランドアドレス計算ステージでは、命令レジスタ1
4の出力105によってアドレス計算人力として指定さ
れる汎用レジスタ15の出力106と、命令レジスタ1
0の出力105とが、オペランドアドレス計算回路16
に与えられ、その結果10gが、論理アドレスレジスタ
17に格納される。同時に、命令レジスタ14の出力1
05によって、第1オペランドとして指定される汎用レ
ジスタ15の出力107が、アドレス変換ステージの第
1オペランドレジスタ19に格納される。
アドレス変換ステージでは、論理アドレスレジスタ17
の出力109が、アドレス変換回路18によって物理ア
ドレス110に変換され、物理アドレスレジスタ20に
格納される。同時に、アドレス変換ステージの第1オペ
ランドレジスタ19の出力111が、キャッシュアクセ
スステージの第1オペランドレジスタ52に格納される
キャッシュアクセスステージて−は、物理アドレスレジ
スタ20の出力112が、キャッシュ回路21に与えら
れ、第2オペランドデータ113として、第2オペラン
ドレジスタ23に格納される。同時に、キャッシュアク
セスステージの第1オペランドレジスタ52の出力11
4が、Mlオペランドレジスタ54に格納される。
演算ステージでは、第1オペランドレジスタ54の出力
H6と第2オペランドレジスタ23の出力115に対し
て、演算回路25て演算が行なわれ、その結果117が
汎用レジスタ15に格納される。
この種の情報処理装置では、l命令の処理に、命令取出
、オペランドアドレス計算、アドレス変換、キャッシュ
アクセスおよび演算の5ステージを必要とし、命令を順
次実行するため、命令の実行効率が低いという欠点があ
る。
発明の目的 本発明の目的は命令の実行効率を向上可能とした情報処
理装置を提供することである。
発明の構成 本発明によれば、命令取出およびキャッシュアクセスの
ステージを有し仮想記憶方式を採用した情報処理装置に
おいて、前記命令取出ステージにおいて、命令アドレス
により索引される命令アドレス行列記憶手段と、前記命
令アドレスにより索引されるオペランドアドレス行列記
憶手段と、前記命令アドレスおよび前記命令アドレス行
列記憶手段からの命令アドレスを比較する比較手段と、
この比較手段での比較結果により前記命令アドレス行列
記憶手段に次に実行すべき命令アドレスか登録されてい
ると判定された場合、前記オペランドアドレス行列記憶
手段からの物理ページアドレス情報、アドレス生成に用
いるレジ゛スタ情報および変位情報から次に実行すべき
命令のオペランドアドレスを生成するオペランドアドレ
ス生成手段と、このオペランドアドレス生成手段で生威
されたアドレスで前記キャッシュアクセスステージの動
作を開始する手段とを含むことを特徴とする情報処理装
置が得られる。
実施例 次に本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
第1図を参照すると、本発明の一実施例は、命令処理過
程における命令取出ステージでは、命令アドレスを格納
する命令アドレスレジスタ10、このレジスタ10のア
ドレス101により命令を取出す命令取出回路11、こ
の回路11からの命令語102に基づいて命令語長10
3を生威する命令語長生成回路12、この回路12から
の命令語長103およびレジスタ10からのアドレスに
基づいて更新アドレス104を生威し命令アドレスレジ
スタ10に送る命令アドレス更新回路13、命令アドレ
スレジスタ10の下位出力202により2つのコンパー
トメントを並行して読出す命令アドレス行列メモリ30
、このメモリ30からの出力203および204とレジ
スタ10の上位出力201とを比較する2つの比較回路
32および33、これら回路32および33の比較結果
205および206に基づいてメモリ30のいずれのコ
ンパートメントに次に実行すべき命令が登録されている
か否かを判断し、登録されている方のコンパートメント
に対応するオペランドアドレス行列メモリ31のコンパ
−トメントを選択するようにコンパートメント選択信号
2Q7を出力するヒツト判定回路34、命令アドレスレ
ジスタ10の下位出力により指定された位置から2つの
コンパートメントを出力するオペランドアドレス行列メ
モリ31、およびこのメモリ31からの出力208およ
び209のうちいずれか1つを選択信号207により選
択する第1の選択回路35を備えている。
本発明の一実施例の特徴の1つは、オペランドアドレス
計算ステージとキャッシュアクセスステージとが並行し
て実行されることにある。
これらのステージには、第1の選択回路35の出力中の
汎用レジスタフィールド210により出力216を出力
する汎用レジスタ15、これらレジスタ15の出力21
6および回路35の出力中の変位フィールド214から
ページ内アドレス217を生成するページ内アドレス計
算回路60、この回路60からのアドレス217と第1
の選択回路35の出力215とアドレス変換回路18の
出力110とのいずれかを物理アドレス比較回路38の
出力213により選択する第2の選択回路36、この第
2の選択回路36の出力112を格納する物理アドレス
レジスタ20、このレジスタ20からの物理アドレス1
12によりアクセスされるキャッシュ回路21、命令取
出回路11からの命令語102を格納する命令レジスタ
14、この命令レジスタ14からの出力により、汎用レ
ジスタ10Bから与えられる出力106とレジスタ14
の出力105とからオペランドアドレスを生成するオペ
ランドアドレス計算回路16、この回路16で生成され
るオペランドアドレス108を格納する論理アドレスレ
ジスタ17およびアドレス変換ステージ命令レジスタ6
1の出力21gを格納するキャッシュアクセスステージ
命令レジスタ62を含む。
本発明の一実施例の特徴の他の1つは、アドレス変換ス
テージおよび演算ステージにおいて並行して動作がなさ
れる。
これらのステージでは、レジスタ12からの物理アドレ
ス112を格納するアドレス変換ステ〜ジ物理アドレス
レジスタ37、レジスタ17からの論理アドレス109
を物理アドレス110に変換するアドレス変換回路18
、この回路18からの物理アドレス1.10およびレジ
スタ37からの物理アドレス212を比較する物理アド
レス変換回路38、この回路38の比較結果213を格
納するDフリップフロップ(F/F)39、命令レジス
タ14の出力105により汎用レジスタ15から出力さ
れる第1オペランド107を格納するアドレス変換ステ
ージ第1オペランドレジスタ19、キャッシュ回路21
からの第2オペランド113を格納する第2オペランド
レジスタ23、これらレジスタ19および23からの第
1および第2オペランド111および115に基づいて
演算を行なう演算回路25、および命令レジスタ14の
出力105を格納するアドレス変換ステージ命令レジス
タ61を含む。
次に本発明の一実施例の動作について第1図を参照しな
がら、詳細に説明する。
w、1図を参照すると、本発明の一実施例による命令処
理過程の命令取出ステージでは、命令取出回路11が、
命令アドレスレジスタ1oの出力101により命令語1
02を取出し、命令レジスタ14に格納する。同時に命
令語102から、命令語長生成回路12により命令語長
103が生成され、命令語アドレス更新回路13が、命
令語長103と命令アドレスレジスタ1oの出力101
とがら更新アドレス104を生成し、命令アドレスレジ
スタ1oに格納する。
また、命令アドレスレジスタ1oの下位出力2゜2が命
令アドレス行列メモリ3oおよびオペランドアドレス行
列メモリ31に与えられる。比較回路32および33は
、与えられたアドレスで示される命令アドレス行列メモ
リ3oの2つのコンパートメントの出力203 、20
4を、命令アドレスレジスタ10の上位出力201とそ
れぞれ比較し、比較結果205および206をヒツト判
定回路34に与える。
このヒツト判定回路34は、命令アドレス行列メモリ3
0のいずれのコンパートメントに、次に実行すべき命令
が登録されているかを判断し、登録されている方のコン
パートメントに対応するオペランドアドレス行列のコン
パートメントを選択するように、コンパートメント選択
信号207を第1の選択回路35に送る。この第1の選
択回路35は、コンパートメント選択信号207にした
がって、オペランドアドレス行列メモリ31の2つのコ
ンパートメント出力208および209を選択する。
ページ内アドレス計算回路6oは、第1の選択回路35
の出力中の汎用レジスタフィールド210によって指定
される汎用レジスタ出力216と、第1の選択回路35
の出力中の変位フィールド214とから、ページ内アド
レス217を求める。ページ内アドレス217は、第1
の選択回路35の出力中の物理ページアドレスフィール
ド215と結合され、第2の選択回路36に送られる。
そして、第2の選択回路36は、第1の選択回路35の
出力215を選択し、物理アドレスレジスタ2oに格納
する。
オペランドアドレス計算ステージでは、命令レジスタ1
4の出力105によって、アドレス計算入力として指定
される汎用レジスタ15の出力10Bと、命令レジスタ
14の出力105とが、オペランドアドレス計算回路1
6に与えられ、その結果108が、論理アドレスレジス
タ17に格納される。
同時に、命令レジスタ14の出力105によって、第1
オペランドとして指定される汎用レジスタ15の出力1
07が、アドレス変換ステージの第1オペランドレジス
タ19に格納される。
さらに、物理アドレスレジスタ20の出力112が、キ
ャッシュ回路21に与えられ、第2オペランドデータ1
13として、第2オペランドレジスタ23に格納される
。また、物理アドレスレジスタ20の出力112は、ア
ドレス変換ステージの物理アドレスレジスタ37に格納
される。
アドレス変換ステージでは、論理アドレスレジスタ17
の出力109が、アドレス変換回路18により、物理ア
ドレス110に変換される。物理アドレス変換回路38
は、物理アドレス110とアドレス変換ステージの物理
アドレスレジスタ37の出力212とを比較し、比較結
果213を出力する。比較結果213が一致を示してい
れば、汎用レジスタ15は、アドレス変換ステージの第
1オペランドレジスタ19の出力111と第2オペラン
ドレジスタ23の出力115との演算結果117を格納
し、1命令の処理が終了する。
不一致を示していれば、命令アドレスレジスタ10、命
令レジスタ14、汎用レジスタ15、および論理アドレ
スレジスタ17の更新動作は全て抑止されるとともに、
第2の選択回路36は、その出力211として物理アド
レス110を選択し、物理アドレスレジスタ20に格納
させる。また比較結果213はDタイプフリップフロッ
プ3つに格納される。
そして、次のサイクルで、物理アドレスレジスタ20の
出力112が、キャッシュ回路21に与えられ、第2オ
ペランドデータ113として、第2オペランドレジスタ
23に格納されると同時に、物理アドレスレジスタ20
の出力112は、アドレス変換ステージの物理アドレス
レジスタ37に格納される。また、Dタイプフリップフ
ロップ39の出力214により、オペランドアドレス行
列31に、物理アドレスレジスタ20の出力H2の中の
物理ページアドレスとキャッシュアクセスステージ命令
レジスタ52の出力219中のアドレス計算汎用レジス
タ番号および変位とが、格納される。
さらに次のサイクルで、アドレス変換ステージを再び行
い、今度は、物理アドレス比較回路38の出力213か
一致を示すので、命令処理が終了する。
発明の詳細 な説明したように本発明は、過去に実行したことのある
命令のオペランドアドレスをオペランドアドレス行列に
格納しておくことで、オペランドアドレス計算ステージ
とキャッシュアクセスステージ、アドレス変換ステージ
と演算ステージの同時実行を可能にするため、命令の実
行効率が平均的に従来よりも高くな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を示す図、第2図は従来の情
報処理装置を示す図である。 主要部分の符号の説明 10・・・・・・命令アドレスレジスタ11・・・・・
・命令取出回路 12・・・・・・命令語長生成回路 13・・・・・・命令アドレス更新回路14・・・・・
・命令レジスタ 15・・・・・・汎用レジスタ 16・・・・・・オペランドアドレス計算回路17・・
・・・・論理アドレスレジスタ18・・・・・・アドレ
ス変換回路 1つ・・・・・・アドレス変換ステージの第1オペラン
ドレジスタ 20・・・・・・物理アドレスレジスタ21・・・・・
・キャッシュ回路 23・・・・・・第2オペランドレジスタ25・・・・
・・演算回路 30・・・・・・命令アドレス行列 31・・・・・・オペランドアドレス行列82、33・
・・・・・比較回路 34・・・・・・ヒツト判定回路 35・・・・・・第1の選択回路 36・・・・・・第2の選択回路 37・・・・・・アドレス変換ステージ物理アドレスレ
ジスタ 38・・・・・・物理アドレス変換回路39・・・・・
・Dタイプフリップフロップ52・・・・・・キャッシ
ュアクセスステージの第1オペランドレジスタ 54・・・・・・第1オペランドレジスタ60・・・・
・・ページ内アドレス計算回路61・・・・・・アドレ
ス変換ステージ命令レジスタ 62・・・・・・キャッシュアクセス ステージ命令レジスタ IOl・・・・・・命令アドレスレジスタ10の出力1
02・・・・・・命令語 103・・・・・・命令語長 104・・・・・・命令更新アドレス 105・・・・・・命令レジスタ14の出力I06・・
・・・・アドレス計算用汎用レジスタ15の出力 107・・・・・・第1オペランド用汎用レジスタ15
の出力 10g・・・・・・オペランドアドレス計算結果109
・・・・・・論理アドレスレジスタ17の出力110・
・・・・・物理アドレス Ut・・・・・・アドレス変換ステージの第1オペラン
ドレジスタ19の出力 112・・・・・・物理アドレスレジスタ20の出力1
13・・・・・・第2オペランドデータ114・・・・
・・キャッシュアクセスステージの第1オペランドレジ
スタ52の出力 115・・・・・・第2オペランドレジスタ23の出力 116・・・・・・第1オペランドレジスタ54の出力 17 01 02 203.204 ・・・・・・演算結果 ・・・・・・命令アドレスレジスタ 10の上位出力 ・・・・・・命令アドレスレジスタ 10の下位出力 ・・・・・・命令アドレス行列メモリ のコンパートメント出力 205.206・・・・・・比較回路出力207・・・
・・・コンパートメント選択信号208.209・・・
・・オペランドアドレス行列メモリのコンパートメント
出力 210・・・・・・第1の選択回路35の出力(汎用レ
ジスタフィールド) 211・・・・・・第2の選択回路26の出力212・
・・・・・アドレス変換ステージ物理アドレスレジスタ
37の出力 213・・・・・・物理アドレス比較回路38の出力2
14・・・・・・第1の選択回路35の出力(変位フィ
ールド) 215・・・・・・第1の選択回路35の出力(物理ペ
ージアドレスフィールド) 21B・・・・・・第1の選択回路35の出力で指定さ
れる汎用レジスタ15の出力

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)命令取出およびキャッシュアクセスのステージを
    有し仮想記憶方式を採用した情報処理装置において、前
    記命令取出ステージにおいて、命令アドレスにより索引
    される命令アドレス行列記憶手段と、前記命令アドレス
    により索引されるオペランドアドレス行列記憶手段と、
    前記命令アドレスおよび前記命令アドレス行列記憶手段
    からの命令アドレスを比較する比較手段と、この比較手
    段での比較結果により前記命令アドレス行列記憶手段に
    次に実行すべき命令アドレスが登録されていると判定さ
    れた場合、前記オペランドアドレス行列記憶手段からの
    物理ページアドレス情報、アドレス生成に用いるレジス
    タ情報および変位情報から次に実行すべき命令のオペラ
    ンドアドレスを生成するオペランドアドレス生成手段と
    、このオペランドアドレス生成手段で生成されたアドレ
    スで前記キャッシュアクセスステージの動作を開始する
    手段とを含むことを特徴とする情報処理装置。
JP2057083A 1990-03-08 1990-03-08 情報処理装置 Pending JPH03257627A (ja)

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JP2057083A JPH03257627A (ja) 1990-03-08 1990-03-08 情報処理装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0736693A (ja) * 1993-07-15 1995-02-07 Nec Corp 情報処理装置
KR960024919A (ko) * 1994-12-15 1996-07-20 리 페치 레지스터 캐쉬를 가진 컴퓨터

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JPS578851A (en) * 1980-06-18 1982-01-18 Fuji Electric Co Ltd Parallel processing system
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