JPH0423128A - マイクロプログラム制御装置 - Google Patents

マイクロプログラム制御装置

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JPH0423128A
JPH0423128A JP12839790A JP12839790A JPH0423128A JP H0423128 A JPH0423128 A JP H0423128A JP 12839790 A JP12839790 A JP 12839790A JP 12839790 A JP12839790 A JP 12839790A JP H0423128 A JPH0423128 A JP H0423128A
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JP
Japan
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branch
address
field
microinstruction
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JP12839790A
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English (en)
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Kenji Furuya
健二 古屋
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 (a)本発明の一実施例(第2図〜第4図)(b)本発
明の他の実施例(第5図) 発明の効果 〔概要〕 コンピュータの命令動作を細分化したマイクロ命令の集
まりであるマイクロプログラムを制御するマイクロプロ
グラム制御装置の改良に関し、複雑な条件分岐を数多く
有するマイクロプログラムであっても、制御記憶部内で
同一内容のステップを設けることを極力抑制し、制御記
憶部の効率的使用及び装置の高機能化を図ることができ
るマイクロプログラム制御装置を提供することを目的と
し、 マイクロプログラムを格納する制御記憶部と、前記制御
記憶部から読出されるマイクロ命令を保持するマイクロ
出力ラッチ回路と、前記マイクロ出力ラッチ回路に条件
分岐を指示する条件分岐マイクロ命令が保持されたとき
に、該条件分岐マイクロ命令の選択指定の内容に基づい
て分岐制御情報を選択する分岐条件選択回路と、前記分
岐条件選択回路で選択された分岐制御情報に基づいて前
記条件分岐マイクロ命令中の第1又は第2のフィールド
を選択する分岐アドレス選択回路と、前記制御記憶部を
アクセスするためのマイクロアドレスを発生するマイク
ロアドレス発生回路とを備え、前記条件分岐マイクロ命
令の前記第1のフィールドには条件成立時の分岐アドレ
スを発生するための第1のベースアドレスが含まれ、第
2のフィールドには条件不成立時の分岐アドレスを発生
するための第2のベースアドレスが含まれており、前記
マイクロアドレス発生回路が前記条件分岐マイクロ命令
が読み出されたアドレスと、前記分岐アドレス選択回路
で選択された第1又は第2のベースアドレスとを用いて
、分岐先のアドレスを発生するようにしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コンピュータの命令動作を細分化したマイク
ロ命令の集まりであるマイクロプログラムを制御するマ
イクロプログラム制御装置の改良に関する。
近年、コンピュータの高機能化に伴いマイクロコンピュ
ータにおいてもマイクロプログラム方式により動作を制
御する方式が採用される。このマイクロプログラム方式
のコンピュータは構造が単純であるため一般的に安価な
ものとなるが、改良や変更に耐えられるように一般的な
構造を取っているために、必ずしも特定の仕様のために
は最適のハードウェアではない。
特に、前記マイクロプログラムが高機能な処理を行なう
ために複雑な条件分岐等が多(なると、制御記憶部に格
納されるマイクロプログラムも膨大なものとなり、制御
記憶部の容量を大きくする必要がある。この大容量の制
御記憶部を必要とすることのないマイクロプログラム制
御装置が要求される。
〔従来の技術〕
従来、この種のマイクロプログラム制御装置として第6
図に示すものがあった。この第6図は従来装置のアドレ
ス制御部ブロック構成図である。
同図において従来のマイクロプログラム制御装置は、マ
イクロプログラムを格納するマイクロプログラム用のR
OMで形成される制御記憶部1と、該制御記憶部1から
読出されるマイクロプログラムのマイクロ命令を保持す
るマイクロ出力ラッチ回路2と、該マイクロ出力ラッチ
回路2に保持されたマイクロ命令における選択指定のC
Cフィールド(コンデイションフィールド)で示される
内容に基づいて演算制御部側のステータスレジスタ8か
ら出力される分岐制御情報bc  −bc7のいずれか
を選択し、該選択された分岐条件入力値be  を出力
する分岐条件選択回路3と、前記マイクロ出力ラッチ回
路2のマイクロ命令の一部及び分岐条件選択回路3の分
岐条件入力値bCに基づいてマイクロアドレスを発生す
るマイクロアドレス発生回路5と、該マイクロアドレス
発生回路5のマイクロアドレスを格納するアドレスレジ
スタ6とを備える構成である。
前記制御記憶部1に格納される各マイクロ命令は、条件
分岐か無条件分岐かを示すMDフィールド、選択指定の
内容を示すCCフィールド及び条件分岐時の分岐先アド
レスを示すBAフィールド(ベースアドレスフィールド
)からなる次のマイクロ命令の実行アドレスを制御する
ための部分と、マイクロ命令の各演算制御のためのCT
フィールド(コントロールフィールド)の部分とから形
成される。
次に、前記構成に基づ〈従来装置の動作を第7図(A)
、(B)を参照して説明する。この第7図(A)は次の
マイクロ命令の実行アドレスを制御するためのMD(モ
ード) 、CC,BAの各フィールド(アドレス指定フ
ィールド)を示す。また、同図(B)はマイクロアドレ
ス発生回路5で発生されるマイクロアドレスの8bft
構成例を示す。
まず、制御記憶部1から読出されるマイクロ命令がラッ
チ回路2に保持される。この保持されたマイクロ命令の
うちMDフィールドの内容により分岐条件回路3及びマ
イクロアドレス発生回路5が各々動作する。
前記MDフィールド内容が無条件分岐“1”の場合には
、次のマイクロアドレスを構成する総てのビットを、マ
イクロアドレス特定のためのMDフィールドに指定し、
その内容MA   が7イクロアドレス発生回路5でそ
のまま選択され、アドレスレジスタ6に格納される。こ
のアドレスレジスタ6に格納されたマイクロアドレスの
内容に基づいて制御記憶部1から次に実行されるマイク
ロ命令を読出す。
また、前記MDフィールドの内容が条件分岐“0”の場
合には、CCフィールドの内容に基づき分岐条件選択回
路3が演算制御部側のステータスレジスタから出力され
る分岐条件を選択して装置の状態を表す分岐条件入力値
bc  をマイクロアドレス発生回路5に出力する。
なお、上記分岐条件入力値be  とは具体的にはステ
ータスレジスタ8に記憶されている1bitのフラグで
ある。CCは3bitなので、ステータスレジスタ8に
は8つのフラグb CO〜bc7があり、このCCの値
に従って8つのフラグのうちの1つが選択される。この
選択された分岐条件入力値bc がマイクロアドレス発
生回路5に入力される。条件分岐の際には、このフラグ
の“1”  10”に応じてジャンプ先がかわる。
前記マイクロアドレス発生回路5は選択された条件(装
置の状態を表わすキャリー等)の分岐条件入力値bc 
とBAフィールドの内容とからマイクロアドレスの一部
を発生し、これをアドレスレジスタ6の一部に格納する
。このアドレスレジスタ6において前回のマイクロアド
レスの内容(MAR)をそのまま利用するビットについ
ては、前回のデータMARをそのまま保持することとな
る。この保持された前回のデータM A Rs−7と前
記マイクロアドレス発生回路5で発生したマイクロアド
レスの一部(分岐先アドレスBA5−。
及び分岐条件入力値be  )とからなるマイクロアド
レスがアドレスレジスタ6に格納されることとなる。
このように条件分岐の場合には、分岐可能なアドレスを
制限して無条件分岐の場合と同じ長さ(8bit)のビ
ット情報で実現していた。このため、8bjtのマイク
ロアドレスは、前回のマイクロアドレスの内容のMAR
フィールドが2bitと、分岐先アドレスを示すBAフ
ィールドの一部が5bitと、装置の状態を表わす分岐
条件入力値bc  (ステータスレジスタ内のフラグ)
が1ビツトとで構成されている前記MARフィールド、
BAフィールドの一部及び入力値bc  により次の実
行アドレスを生成していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のマイクロプログラム制御装置は以上のように分岐
条件入力値bc   (フラグの値)そのものをアドレ
スとするように構成されていたので、条件分岐の場合に
は分岐条件入力値be  で指定される条件成立(フラ
グ−“1”に対応)、条件不成立(フラグ=“0”に対
応)の各分岐先アドレスが特定の1bitのみ違う1組
として存在させなければ条件分岐が制限されるという課
題を有していた。このため、い(つかのアドレスから同
一の他のアドレスに条件分岐したい場合でも、条件の成
立、不成立後どちらかの動作を変えたいときは、別のア
ドレスに同一の内容を書いて、その対になるアドレスに
マイクロ命令を配置しなければならない。そのため、マ
イクロプログラムが高機能な処理を行なうために複雑な
条件分岐を数多く使用する場合は、同じ内容のマイクロ
命令がいくつも必要となり、制御記憶部に格納されるマ
イクロプログラムのステップ数が増加して制御記憶部の
格納効率を悪化させるといった課題が生じることになる
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、複
雑な条件分岐を数多く有するマイクロプログラムであっ
ても、制御記憶部内で同一内容のステップを設けること
を極力抑制し、制御記憶部の効率的使用及び装置の高機
能化を図ることができるマイクロプログラム制御装置を
提供することを目的とする。
帽1を解決するための手段〕 第1図は本発明の原理説明図を示す。
同図において本発明に係るマイクロプログラム制御装置
は、マイクロプログラムを格納する制御記憶部1と、前
記制御記憶部1から読出されるマイクロ命令を保持する
マイクロ出力ラッチ回路2と、前記マイクロ出力ラッチ
回路2に条件分岐を指示する条件分岐マイクロ命令が保
持されたときに、該条件分岐マイクロ命令の選択指定の
内容に基づいて分岐制御情報bc  を選択する分岐条
件皿 選択回路3と、前記分岐条件選択回路3で選択された分
岐制御情報be  に基づいて前記条件分岐マイクロ命
令中の第1又は第2のフィールドA又はBを選択する分
岐アドレス選択回路4と、前記制御記憶部1をアクセス
するためのマイクロアドレスを発生するマイクロアドレ
ス発生回路5とを備え、前記条件分岐マイクロ命令の前
記第1のフィールドには条件成立時の分岐アドレスを発
生するための第1のベースアドレスが含まれ、第2のフ
ィールドには条件不成立時の分岐アドレスを発生するた
めの第2のベースアドレスが含まれており、前記マイク
ロアドレス発生回路5が前記条件分岐マイクロ命令が読
み出されたアドレスと、前記分岐アドレス選択回路で選
択された第1又は第2のベースアドレスとを用いて、分
岐先のアドレスを発生するようにしたものである。
〔作用〕
本発明においては、条件分岐マイクロ命令中に分岐条件
成立時及び条件不成立時の各分岐番地を各複数ビット情
報で指定する第1及び第2のフィールドASBを設け、
条件分岐マイクロ命令の選択指定の内容に基づいて選択
された分岐制御情報bc  によって第1のフィールド
Aか、第2のフイールドBかの情報を分岐アドレス選択
回路5で選択し、その情報を次に実行されるマイクロ命
令のアドレスの一部として使用することによって、条件
分岐マイクロ命令の選択指定の内容で選択された分岐制
御情報bc  に関わりなく、マイクロ命令で指定した
第1又は第2のフィールドASBにおける分岐番地の任
意の複数ビットの情報が次に実行されるマイクロ命令の
アドレスの一部となる。
これによって、指定したビットの数をNとすると、2N
個のアドレスの中で自由に条件分岐の成立と不成立時と
の分岐先のアドレスを設定できる。
従って、任意のアドレスから同一のアドレスに条件分岐
したい場合に条件の成立、不成立後どちらかの動作を変
えた場合には、一つのアドレスに対して2N−1個のア
ドレスと条件分岐の組に出来るため、2ゞ−1個分のマ
イクロ命令が共用可能となる。
〔実施例〕
(a)本発明の一実施例 以下、本発明の一実施例を第2図ないし第4図に基づい
て説明する。この第2図は本発明の一実施例構成図、第
3図はマイクロ命令のアドレス特定部分態様図、第4図
は第2図記載のマイクロアドレス発生回路の詳細回路構
成図を示す。
前記各図において本実施例に係るマイクロプログラム制
御装置は、アドレス制御部と演算制御部とからなり、該
アドレス制御部が前記従来装置(第6図に記載)の制御
記憶部1、マイクロ出力ラッチ回路2、分岐条件選択回
路3、マイクロアドレス発生回路5及びアドレスレジス
タ6を共通して備え、該構成に加え、前記分岐条件選択
回路3の分岐条件入力値bc  に基づいて前記マイク
ロ出力ラッチ回路2に格納されるマイクロ命令における
条件分岐マイクロ命令中の第1フィールド人(以下、A
フィールド)、第2フイールドB(以下、Bフィールド
)を選択する分岐アドレス選択回路4を備える構成であ
る。
前記制御記憶部1に格納されるマイクロ命令は、MDフ
ィールド、CCフィールド、CTフィールドに加え、条
件分岐の場合に条件成立時の分岐番地を複数ビット情報
で指定するAフィールドと、条件不成立時の分岐番地を
複数ビット情報で指定するBフィールドとを有して形成
される。
前記分岐アドレス選択回路4は、前記マイクロ出力ラッ
チ回路2に保持されるマイクロ命令の選択指定の内容で
あるCCフィールドに基づいて前記マイクロ出力ラッチ
回路2における条件成立時。
条件不成立時の分岐番地を指定するA、Bフィールドの
いずれかを選択し、当該選択されたA(又はB)フィー
ルドをマイクロアドレス発生回路5に出力する構成であ
る。
また、第4図におけるマイクロアドレス発生回路5は、
マイクロ出力ラッチ回路2に保持されるマイクロ命令中
における無条件分岐時の次の実行アドレスを示すマイク
ロアドレス特定のためのMAフィールドMA   及び
マイクロ命令以外からの要因(例えば、ユーザの命令、
演算制御部の状態等)により作成される次の実行アドレ
スを、条件分岐か無条件分岐かを示すMDフィールドの
内容に基づいて選択する第1の選択回路51と、該第1
の選択回路51で選択されたMAフィールールドB  
)を前記MDフィールドの内容に基づいて選択する第2
の選択回路52とを備える構成である。
次に、前記構成に基づく本実施例の動作について説明す
る。
まず、−のマイクロプログラムにおいてマイクロ命令を
順次読出す通常の動作は、マイクロROMで構成される
制御記憶部1からマイクロ命令を読出してマイクロ出力
ラッチ回路2に保持される。このマイクロ出力ラッチ回
路2のマイクロ命令は、次のマイクロ命令の実行アドレ
スを制御するためのMAフィールド(MDフィールド、
CCフィールド、Aフィールド、Bフィールド)と各演
算制御のためのCTフィールドとから形成され、前記M
AフィールドのMDフィールド、CCフィールド、Aフ
ィールド、Bフィールドがアドレス制御部側へ出力され
、前記CTフィールドが演算制御部側へ出力される。
前記MAフィールドの内容により無条件分岐か条件分岐
かに分かれ、以下の通り動作する。
■無条件分岐の場合 この無条件分岐(MDフィールドが“1”のとき)は、
前記CCフィールド、Aフィールド、Bフィールドが次
の実行アトイスを指定するMAフィールドとなる(第3
図(A)を参照)。この第3図(A)rMD=IJにお
いて、マイクロ命令の分岐モードより次の実行アドレス
を示しているMAフィールドのMA   を選択する。
この選択された次のマイクロ命令の実行アドレスを制御
するためのフィールドとしてアドレス出力レジスタ6に
格納しく第3図(B)を参照)、この格納した内容に基
づき次に実行されるマイクロ命令を制御記憶部1から読
出すこととなる。以後、無条件分岐の場合にはこれを繰
り返す。
■条件分岐の場合 条件分岐(MDフィールドが“0”のとき)は、前記C
Cフィールドに示される選択指定の内容に基づき演算制
御部側のステータスレジスタ8がら出力される分岐制御
情報b c  −b C7が分岐条件選択回路3で選択
され、この選択結果が装置(演算制御部)側の状態を表
わす分岐条件入力値be  として出力される。この分
岐条件入力値bc  が分岐アドレス選択回路4に入力
され、この分岐アドレス選択回路4は分岐条件入力値b
c  に基づき条件成立時の3bit情報であるAフィ
ールドA  か、条件不成立の3bit情報であるBフ
ィールドB  かの情報を選択する。
この選択された情報(AフィールドA  又は−O BフィールドB  )に基づきアドレスレジスタ6の任
意の複数bitのみを書替える。このようにして、現在
のマイクロアドレスから任意の複数bitの値が異なる
アドレスを特定する。この特定されたマイクロアドレス
に基づき次に実行されるマイクロ命令を制御記憶部1か
ら読出してマイクロ出力ラッチ回路2に保持する。条件
分岐の場合には前記動作が繰り返されることとなる。
なお、前記無条件分岐、条件分岐の通常の動作が終了し
、マイクロプログラムへ移行する場合には、命令レジス
タ12からの出力がマイクロアドレス発生回路5の第1
の選択回路51に入力され(第4図を参照)、次のマイ
クロプログラムの先頭マイクロアドレスがマイクロアド
レス発生回路5で発生され、この発生したマイクロアド
レスがアドレスレジスタ6に格納された後に制御記憶部
1から読出されることとなる。
また、マイクロ出力ラッチ回路2に保持されるマイクロ
命令のうち演算制御部のためのCTフィールドの内容は
、演算制御部のAlO2、汎用レジスタ9のデコーダ及
びプログラムカウンタ10へ各々入力される。
前記ALU7は、CTフィールドの内容に基づき演算処
理動作を行ない、この演算結果を前記汎用レジスタに格
納すると共に、演算処理の状態等をステータスレジスタ
8に出力する。このステータスレジスタ8の内容例えば
キャリー、オバーフロー等の状態が分岐条件選択回路3
に出力され、この分岐条件選択回路3でCCフィールド
の内容に基づいて選択される。
(b)本発明の他の実施例 第5図は他の実施例装置のマイクロ命令のアドレス特定
部分態様図を示し、同図(A)はアドレスフィールド、
同図(B)はマイクロアドレスを各々示す。
前記−の実施例では、次のマイクロ命令の実行アドレス
を制御するためのマイクロ命令のフィールドとして、条
件分岐か無条件分岐か指定するMDフィールドと、分岐
条件を指定するCCフィールドと、条件成立時の分岐番
地の任意の複数ビットの情報を指定するAフィールド、
条件不成立時の分岐番地の任意の複数ビットの情報を指
定するBフィールドとしているが、これらに加えて、第
5図に示すように構成することもできる。
即ち、前記−の実施例に加えて条件分岐時に条件の成立
、不成立に関係なく分岐番地の一部のビットの情報を指
定する第3のフィールドABを設ける構成とすることも
できる。この一部の共通するビット情報の第3のフィー
ルドABを設けることにより、条件分岐の場合には条件
に関係なく、第3のフィールドABの情報をアドレスレ
ジスタ6の任意ビットを書き変えるようにしてもよい。
この場合のマイクロ命令では第3のフィールドABが無
条件分岐時に分岐番地を示すMAフィールドにおいて共
用させているため、第3のフィールドABのビット位置
に対応するMAフィールドのアドレスのビット情報を同
じビットとすると、ハードウェアの規模としては、前記
−の実施例と同じで、アドレスレジスタ6の書き換える
ビット数を増やすのみで済む。即ち、接続の変更のみで
実現することができることとなる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明においては、条件分岐マイク
ロ命令中に分岐条件成立時及び条件不成立時の各分岐番
地を各複数ビット情報で指定する第1及び第2のフィー
ルドA、Bを設け、条件分岐マイクロ命令の選択指定の
内容に基づいて選択された制御情報bCによって第1フ
ィールドAか第2フイールドBかの情報を分岐アドレス
選択回路で選択し、その情報を次に実行されるマイクロ
命令のアドレスの一部として使用する構成を採ったこと
から、条件分岐マイクロ命令の選択指定の内容で選択さ
れた制御情報bc  に関わりなく、マイクロ命令で指
定した第1又は第2のフィールドA、Bにおける分岐番
地の任意の複数ビットの情報が次に実行されるマイクロ
命令のアドレスの一部となり共用できることとなったこ
とから、制御記憶部に格納されるマイクロプログラムに
おける同一内容のステップを作ることを極力制御できる
という効果を有する。
また、マイクロプログラムのマイクロ命令数が少なくな
り、制御記憶部の格納効率を向上させると共に、高機能
なマイクロコンピュータを低コストで提供できるという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例構成図、 第3図はマイクロ命令のアドレス特定部分態様図であり
、同図(A)はアドレス指定フィールド、同図(B)は
マイクロアドレス、 第4図は第2図記載のアドレス発生回路の詳細回路構成
図、 第5図は他の実施例装置のマイクロアドレス特定部分態
様図であり、同図(A)はアドレス指定フィールド、同
図(B)はマイクロアドレス、第6図は従来装置のアド
レス制御部ブロック構成図、 第7図は従来装置のマイクロ命令のアドレス特定部分態
様図であり、同図(A)はアドレス指定フィールド、同
図(B)はマイクロアドレスを示す図である。 1・・・制御記憶部 2・・・マイクロ出力ラッチ回路 3・・・分岐条件選択回路 4・・・分岐アドレス選択回路 5・・・マイクロアドレス発生回路 6・・・アドレスレジスタ 7・・・ALU 8・・・ステータスレジスタ 1・・・第1の選択回路 2・・・第2の選択回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、マイクロプログラムを格納する制御記憶部(1)と
    、 前記制御記憶部(1)から読出されるマイクロ命令を保
    持するマイクロ出力ラッチ回路(2)と、前記マイクロ
    出力ラッチ回路(2)に条件分岐を指示する条件分岐マ
    イクロ命令が保持されたときに、該条件分岐マイクロ命
    令の選択指定の内容に基づいて分岐制御情報(bc_n
    )を選択する分岐条件選択回路(3)と、 前記分岐条件選択回路(3)で選択された 分岐制御情報(bc_n)に基づいて前記条件分岐マイ
    クロ命令中の第1又は第2のフィールド(A又はB)を
    選択する分岐アドレス選択回路(4)と、 前記制御記憶部(1)をアクセスするためのマイクロア
    ドレスを発生するマイクロアドレス発生回路(5)とを
    備え、 前記条件分岐マイクロ命令の前記第1のフィールドには
    条件成立時の分岐アドレスを発生するための第1のベー
    スアドレスが含まれ、第2のフィールドには条件不成立
    時の分岐アドレスを発生するための第2のベースアドレ
    スが含まれており、前記マイクロアドレス発生回路(5
    )が前記条件分岐マイクロ命令が読み出されたアドレス
    と、前記分岐アドレス選択回路で選択された第1又は第
    2のベースアドレスとを用いて、分岐先のアドレスを発
    生するようにしたことを 特徴とするマイクロプログラム制御装置。 2、前記条件分岐マイクロ命令は、条件成立及び不成立
    時の分岐アドレス発生のために共用される第3のベース
    アドレスを含む第3のフィールド(AB)を有し、 前記マイクロアドレス発生回路(5)は前記条件分岐マ
    イクロ命令が読み出されたアドレスと、前記分岐アドレ
    ス選択回路(4)で選択された第1又は第2のベースア
    ドレスと、前記第3のベースアドレスとを用いて分岐先
    アドレスを発生するようにしたことを 特徴とする請求項1記載のマイクロプログラム制御装置
    。 3、上記制御記憶部に格納される条件分岐マイクロ命令
    の第1、第2のフィールド(A、B)を複数のビット情
    報で指定すること を特徴とする請求項1記載のマイクロプログラム制御装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201439A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Nec Corp マイクロプログラム制御方式
JPS62280934A (ja) * 1986-05-29 1987-12-05 Hitachi Ltd ビツト選択圧縮方式

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