JPH04256039A - 命令カウント可能な情報処理装置 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は各機械語命令実行回数の計測手段
を備えた命令カウント可能な情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来技術】情報処理装置の処理速度向上、とくにファ
ームウェアやソフトウェアの処理速度の向上を効率よく
行うための情報として各機械語命令実行回数は非常に有
効な情報である。従来の情報処理装置におけるこの各機
械語命令実行回数の計測には、ファームウェア及びソフ
トウェアによる各計測の２つの方法がある。

【０００３】まず、ファームウェアによる計測方法を図
３を参照して説明する。図３を参照すると、機械語の処
理が開始されると、オペコードデコード手段１１により
各機械語命令コードに対応したマイクロ命令の先頭アド
レスが出力されマイクロプログラムが起動される。各機
械語処理マイクロプログラムの先頭にある、計測用にあ
らかじめ用意されたマイクロ命令が実行される。このマ
イクロ命令では、主記憶装置上に確保された命令カウン
ト用メモリアドレスが作成される（１２）。

【０００４】次に計測用共通サブルーチンへのジャンプ
が実行される（１３）。すなわち、計測用共通サブルー
チンでは、共に作成されたメモリアドレスに指定された
場所からデータが読出され（１３１）　、データがカウ
ントアップされ（１３２）　、そしてカウントアップさ
れたデータが書込まれる。このようなマイクロ命令が実
行されたあと、もとの機械語処理マイクロルーチンにタ
ーンされる。そして次のサイクルから各機械語処理マイ
クロプログラム（１４）が実行され機械語の１回の計測
が終了することになる。

【０００５】このようなファームウェアによる計測方法
において、ファームウェアの書換えが必要である。この
ため読出専用制御記憶装置のみ備えるシステムでは計測
できず、さらにファームウェアの書換作業が必要となり
、また計測用マイクロ命令が各機械語処理毎に実行され
マイクロ命令の処理ステップが増加されるという数々の
欠点がある。

【０００６】次にハードウェアによる計測方法について
図４を参照して説明する。図４を参照すると、機械語の
処理が開始されると、オペコードレジスタ１に保持され
ているオペコードがアドレスとして命令カウント用記憶
装置に与えられる。この記憶装置３は１マシンサイクル
でデータ読出しが行なわれ、データ書込みが行なわれる
。また、記憶装置３から読出されたデータはインクリメ
ント手段５に与えられる。インクリメント手段５でカウ
ントアップされたデータは記憶装置３にそのまま書込ま
れ機械語の１回の計測が終了する。

【０００７】このようなハードウェアによる計測方法に
おいて、通常の処理では全く使用しない計測専用の記憶
装置を備えなければならず、ハードウェア量が増大する
という欠点がある。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、計測時間を大幅に低減
しハードウェア量が増大しないようにした命令カウント
可能な情報処理装置を提供することにある。

【０００９】

【発明の構成】本発明によれば、データ処理操作手順を
記憶するマイクロプログラムの実行中該マイクロプログ
ラムを構成するマイクロ命令のアドレスを保護するマイ
クロプログラムカウンタ手段と、１マシンサイクルに読
出し書込みの両動作が可能で前記マイクロプログラムの
動作履歴または機械語命令ごとの実行回数のいずれかを
記憶する記憶手段と、この記憶手段から読出されたデー
タに予め定めた数を加えるインクリメント手段と、実行
中のマイクロ命令アドレスをトレースできるようなメモ
リアドレスを発生するトレースメモリ制御アドレス発生
手段と、データ処理操作コードを示す機械語コードフィ
ールドと前記記憶手段に記憶するデータがマイクロプロ
グラムの動作履歴かまたは機械語命令ごとの実行回数か
という動作モードを示す動作モードフィールドの２つの
フィールドからなる機械語命令を保持するオペコード保
持手段と、前記記憶手段に与えるアドレスとして前記ト
レースメモリ制御アドレス発生手段から得られるデータ
および前記オペコード保持手段の機械語コードフィール
ドから得られるデータのどちらか一方を前記オペコード
保持手段の動作モードフィールドの値により選択する第
１の選択手段と、前記記憶手段に書込むデータとして前
記マイクロプログラムカウンタ手段から得られるデータ
および前記インクリメント手段から得られるデータを前
記オペコード保持手段の動作モードフィールドの値によ
り選択する第２の選択手段とを含むことを特徴とする命
令カウント可能な情報処理装置が得られる。

【００１０】

【実施例】次に本発明について図面を参照して詳細に説
明する。

【００１１】図１を参照すると、本発明の第１の実施例
は、実行中のデータ処理操作コードを示す機械語コード
フィールド１３１　、およびマイクロプログラムの動作
履歴または機械語命令ごとの実行回数のどちらを記憶す
るかという動作モードを示す動作モードフィールド１３
２　からなる機械語を保持するオペコードレジスタ１を
含む。

【００１２】各機械語の実行回数計測時には、このレジ
スタ１の機械語コードフィールド１３１　の値が記憶装
置８へのアドレスデータとなり、各機械語ごとに１ワー
ドの領域が割当てられる。また、オペコードレジスタ１
の動作モードフィールド１３２　は１ビットであり、こ
のフィールド１３２　の値が“Ｈ”のとき各機械語命令
の実行回数を計測するモードであることを示し、フィー
ルド１３２　の値が“Ｌ”のときはマイクロプログラム
動作履歴記憶モードであることを示す。

【００１３】マイクロプログラムカウンタ２は、実行中
のマイクロ命令アドレスを保持するレジスタである。

【００１４】トレースメモリ制御アドレス発生手段４は
、実行中のマイクロ命令アドレスからＮステップ古いマ
イクロ命令アドレスまでを常に記憶させるため、０，１
，２，…，Ｎ−１，Ｎ，０，１，…，Ｎ−１，Ｎ，０，
…のような常に巡回する記憶装置８のためのアドレスを
出力する。

【００１５】インクリメント手段５は与えられたデータ
をプラス１して出力する加算器である。

【００１６】第１の選択手段６は、トレースメモリ制御
アドレス発生手段４の値とオペコードレジスタ１の機械
語コードフィールド１３１　の値が入力され、オペコー
ドレジスタ１の動作モードフィールド１３２　の値が“
Ｌ”のときはトレースメモリ制御アドレス発生手段４の
値を記憶装置８のアドレスとして選択出力し、動作モー
ドフィールド１３２　の値が“Ｈ”のときは機械語コー
ドフィールド１３１　の値を記憶装置８のアドレスとし
て選択出力する。

【００１７】第２の選択手段７はオペコードレジスタ１
の動作をモードフィールド１３２　の値が“Ｌ”のとき
はマイクロプログラムカウンタ２の値を記憶装置８への
書込データとして選択出力し、動作モードフィールド１
３２　の値が“Ｈ”のときはインクリメント手段５の値
を記憶装置８への書込データとして選択出力する。

【００１８】記憶装置８は、１マシンサイクルで読出し
、書込みの両動作が実行可能であり、マイクロプログラ
ムの動作履歴または各機械語命令の実行回数のいずれか
を記憶する。

【００１９】次に本発明の第１の実施例の動作について
図１を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、オ
ペコードレジスタ１の動作モードフィールド１３２　の
値が“Ｌ”の場合、第１の選択手段６はトレースメモリ
制御アドレス発生手段４の値を選択し、第２の選択手段
７はマイクロプログラムカウンタ２の値を選択する。

【００２０】従って、記憶装置８に与えられるアドレス
はトレースメモリ制御アドレス発生手段４によりラウン
ドロビン方式で作成された“Ｏ”から“Ｎ”の間を順序
よく昇順に巡回する値となる。このアドレスで指定され
る記憶装置８の位置に第２の選択手段７で選択されたマ
イクロプログラムカウンタ２からの値を書込む。この書
込動作によりマイクロプログラムの動作履歴を記憶する
ことができる。

【００２１】オペコードレジスタ１の動作モードフィー
ルド１３２　の値が“Ｈ”のとき第１の選択手段６から
機械語コードフィールド１３１　の値が選択される。従
って、記憶装置８に与えられるアドレスは各機械語コー
ドごとに異なるものとなり、記憶装置８上に各機械語命
令個々の実行回数値の記憶場所が確保される。

【００２２】機械語の１つの実行とともに機械語コード
フィールド１３１　の値に対応した機械語命令の実行回
数値が記憶装置８から読出される。記憶装置８から読出
された実行回数値はインクリメント手段５で“１”が加
えられたあと、第２の選択手段７に与えられる。動作モ
ードフィールド１３２　の値が“Ｈ”であるため、第２
の選択手段７から記憶装置８に与えられるデータは、イ
ンクリメント手段５から出力された値となる。従って、
記憶装置８から以前に読出された機械語命令の実行回数
値にプラス１された機械語命令の実行回数値が記憶装置
８に書込まれ、一機械語命令に対する計測動作が完了す
る。

【００２３】次に本発明の第２の実施例について図２を
参照して詳細に説明する。図２を参照すると、本発明の
第２の実施例は、実行中のデータ処理操作コードを示す
機械語コードフィールド１３１　とマイクロプログラム
の動作履歴または機械語命令ごとの実行回数のうちどち
らを記憶するかという動作モードを示す動作モードフィ
ールド１３２　とからなる機械語を保持するオペコード
レジスタ１を備えている。

【００２４】各機械語の実行回数計測時にはこのレジス
タ１の機械語コードフィールド１３１　の値が記憶部８
１へのアドレスとなり各機械語ごとに１ワードの領域が
割当てられる。また、動作モードフィールド１３２　は
１ビットであり、このフィールド１３２　の値が“Ｈ”
のときは各機械語命令の実行回数を計測するモードであ
ることを示し、フィールド１３２　の値が“Ｌ”のとき
はマイクロプログラム動作履歴記憶モードであることを
示す。

【００２５】マイクロプログラムカウンタ２は、実行中
のマイクロ命令アドレスを保持するレジスタである。

【００２６】トレースメモリ制御アドレス発生手段４は
、実行中のマイクロ命令アドレスからＮステップ古いマ
イクロ命令アドレスまでを常に記憶させるため、０，１
，２，…，Ｎ−１，Ｎ，０，１，…，Ｎ−１，Ｎ，０，
…のような常に巡回する記憶部８１用アドレスを出力す
る。

【００２７】インクリメント手段５は、与えられたデー
タに“１”を加えて出力する加算器である。

【００２８】第１の選択手段６は、動作モードフィール
ド１３２　の値が“Ｌ”のとき、トレースメモリ制御ア
ドレス発生手段４の値を記憶部８１のアドレスとして選
択出力し、動作モードフィールド１３２　の値が“Ｈ”
のとき機械語コードフィールド２３１　の値を記憶部８
１のアドレスとして選択出力する。

【００２９】第２の選択手段７は、動作モードフィール
ド１３２　の値が“Ｌ”のとき、マイクロプログラムカ
ウンタ２の値を記憶部８１の書込みデータとして選択出
力し、動作モードフィールド１３２　の値が“Ｈ”のと
きインクリメント手段５の値を該書込データとして選択
出力する。記憶部８１は、マイクロプログラムの動作履
歴または各機械語命令の実行回数のいずれかを記憶する
。

【００３０】記憶部制御手段９は、記憶部８１に対して
マシンサイクルの前半に読出動作とマシンサイクルの後
半に書込動作を行う制御指示を出力するとともに、マシ
ンサイクルが前半から後半に変化するタイミングで記憶
部８１から読出されたデータをデータラッチ１０に記憶
させるよう制御指示する。

【００３１】データラッチ１０は、記憶部８１から読出
されたデータを一時記憶しインクリメント手段５に対し
、データを出力する。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例の動作を図２
を参照して詳述する。図２を参照すると、オペコードレ
ジスタ１の動作モードフィールド１３２　の値が“Ｌ”
の場合、第１の選択手段６はトレースメモリ制御アドレ
ス発生手段４の値を選択し、第２の選択手段７はマイク
ロプログラムカウンタ２の値を選択する。従って、記憶
部８１に与えられるアドレスは、トレースメモリ制御ア
ドレス発生手段４によりラウンドロビン方式で作成され
た“０”から“Ｎ”の間を順序よく昇順に巡回する値と
なる。

【００３３】マイクロプログラムカウンタ２の値は第２
の選択手段７を介して記憶部８に書込まれて、マイクロ
プログラムの動作履歴が記憶される。オペコードレジス
タ１の動作モードフィールド１３２　の値が“Ｈ”であ
ると、第１の選択手段６は、機械語コードフィールド１
３１　の値を選択する。従って、記憶部８１に与えられ
るアドレスは、各機械語コードごとに異なるものとなり
、記憶部８１上に各機械語命令個々の実行回数値の記憶
場所が確保される。

【００３４】マシンサイクルの開始とともに機械語の一
つの実行が開始される。これと同時に、機械語コードフ
ィールド１３１　の値に対応した機械語命令の実行回数
値を記憶部制御手段９の指示により記憶部８１から読出
す。

【００３５】記憶部８１から読出された実行回数値はデ
ータラッチ１０に与えられる。

【００３６】マシンサイクルの前半から後半に変わるタ
イミングで記憶部制御手段９はデータラッチ１０にデー
タ保持を指示し、データラッチ１０は与えられたデータ
を保持する。また、このタイミングで記憶部制御手段９
は記憶部８１にデータ読出動作を終了し書込動作となる
ように指示を出力する。

【００３７】マシンサイクルの後半はデータラッチ１０
に保持された機械語命令の実行回数値がデータラッチ１
０から読出され、インクリメント手段５に与えられる。 インクリメント手段５に与えられた機械語命令の実行回
数値に“１”が加えられ、第２の選択手段７に与えられ
る。　　動作モードフィールド１３２　の値が“Ｈ”で
あるため、第２の選択手段７はインクリメント手段５か
らの値を選択し、記憶部８１にデータとして供給する。 従って、記憶部８１から以前読出された機械語命令の実
行回数値に“１”を加えられた機械語命令の実行回数値
が記憶部８に書込まれ、一機械語命令に対しての計測動
作が完了する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ハードウ
ェアによる機械語命令実行数の計測手段を提供すること
により計測時間を大幅に低減し、かつこの計測手段を、
マイクロプログラムトレース用記憶装置と機械語命令実
行数の計測記憶装置とを共用して実現したことにより、
ハードウェア量が増大しないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図３】従来技術のファームウェアによる処理手順を説
明するための図である。

【図４】従来技術のハードウェアによる処理手順を説明
するための図である。

【符号の説明】

１　　オペコードレジスタ ２　　マイクロプログラムカウンタ ３　　記憶装置 ４　　トレースメモリ制御アドレス発生手段５　　イン
クリメント手段 ６　　第１の選択手段 ７　　第２の選択手段 ８　　記憶装置 ９　　記憶部制御手段 １０　　データラッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　データ処理操作手順を記憶するマイク
   ロプログラムの実行中該マイクロプログラムを構成する
   マイクロ命令のアドレスを保護するマイクロプログラム
   カウンタ手段と、１マシンサイクルに読出し書込みの両
   動作が可能で前記マイクロプログラムの動作履歴または
   機械語命令ごとの実行回数のいずれかを記憶する記憶手
   段と、この記憶手段から読出されたデータに予め定めた
   数を加えるインクリメント手段と、実行中のマイクロ命
   令アドレスをトレースできるようなメモリアドレスを発
   生するトレースメモリ制御アドレス発生手段と、データ
   処理操作コードを示す機械語コードフィールドと前記記
   憶手段に記憶するデータがマイクロプログラムの動作履
   歴かまたは機械語命令ごとの実行回数かという動作モー
   ドを示す動作モードフィールドの２つのフィールドから
   なる機械語命令を保持するオペコード保持手段と、前記
   記憶手段に与えるアドレスとして前記トレースメモリ制
   御アドレス発生手段から得られるデータおよび前記オペ
   コード保持手段の機械語コードフィールドから得られる
   データのどちらか一方を前記オペコード保持手段の動作
   モードフィールドの値により選択する第１の選択手段と
   、前記記憶手段に書込むデータとして前記マイクロプロ
   グラムカウンタ手段から得られるデータおよび前記イン
   クリメント手段から得られるデータを前記オペコード保
   持手段の動作モードフィールドの値により選択する第２
   の選択手段とを含むことを特徴とする命令カウント可能
   な情報処理装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の命令カウント可能な情
   報処理装置において、前記記憶手段は、マイクロプログ
   ラムの動作履歴または機械語命令ごとの実行回数のいず
   れかを記憶する記憶部と、この記憶部からの読出された
   データを保持するデータ保持手段と、１マシンサイクル
   の前半に前記記憶部をデータ読出動作とする指示を出す
   とともに前記データ保持手段に前記記憶部から読出され
   たデータを保持させる指示を出しかつ１マシンサイクル
   の後半に前記データ保持手段に保持されているデータを
   インクリメントし前記第２の選択手段から受取ったデー
   タを前記記憶部に書込むよう指示を出す記憶部制御手段
   とを含むことを特徴とする命令カウント可能な情報処理
   装置。