JPH0744448A - メモリアクセス装置 - Google Patents
メモリアクセス装置Info
- Publication number
- JPH0744448A JPH0744448A JP18534993A JP18534993A JPH0744448A JP H0744448 A JPH0744448 A JP H0744448A JP 18534993 A JP18534993 A JP 18534993A JP 18534993 A JP18534993 A JP 18534993A JP H0744448 A JPH0744448 A JP H0744448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- write
- address
- instruction
- register
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 1命令実行サイクルを2つのステージに分け
てリードとライトを交互に行い、同時リード、ライトを
回避して安定な高速化を図る。 【構成】 1/2命令実行サイクルのクロックを基に遅
延回路7、8でフェッチステージ信号と実行ステージ信
号を生成し、実行命令サイクルをフェッチステージと実
行ステージの2つに分け、フェッチステージでリード、
続く実行ステージで命令の実行とライトデータアドレス
生成、次の実行ステージでライトをするようフェッチレ
ジスタ11、マイクロ命令レジスタ12、ライトアドレ
スレジスタ13、リードデータバッファ16、ライトデ
ータバッファ17を構成する。
てリードとライトを交互に行い、同時リード、ライトを
回避して安定な高速化を図る。 【構成】 1/2命令実行サイクルのクロックを基に遅
延回路7、8でフェッチステージ信号と実行ステージ信
号を生成し、実行命令サイクルをフェッチステージと実
行ステージの2つに分け、フェッチステージでリード、
続く実行ステージで命令の実行とライトデータアドレス
生成、次の実行ステージでライトをするようフェッチレ
ジスタ11、マイクロ命令レジスタ12、ライトアドレ
スレジスタ13、リードデータバッファ16、ライトデ
ータバッファ17を構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置のメモリ
アクセスの高速化に関する。近年、情報処理装置が高速
化されてくるにつれてメモリアクセスの高速化が要求さ
れているが、ダウンサイジングに伴い、高価な高速記憶
素子を使用しないでメモリアクセスの高速化をはかるこ
とが特に要求されている。
アクセスの高速化に関する。近年、情報処理装置が高速
化されてくるにつれてメモリアクセスの高速化が要求さ
れているが、ダウンサイジングに伴い、高価な高速記憶
素子を使用しないでメモリアクセスの高速化をはかるこ
とが特に要求されている。
【0002】
【従来の技術】図16は従来例の原理ブロック図で、情
報処理装置において一般に用いられているメモリアクセ
ス部分の図である。図17は該メモリアクセス部分の動
作タイムチャートである。コントロールストレージ9に
は情報処理装置で実行される命令が格納されている。
報処理装置において一般に用いられているメモリアクセ
ス部分の図である。図17は該メモリアクセス部分の動
作タイムチャートである。コントロールストレージ9に
は情報処理装置で実行される命令が格納されている。
【0003】フェッチレジスタ31にはフェッチクロッ
クのタイミングで該コントロールストレージ9からの命
令がセットされる。マイクロ命令レジスタ32には実行
クロックのタイミングで該フェッチレジスタ31の内容
がセットされる。フェッチクロックと実行クロックは交
互に出ており、実行クロックと次の実行クロックの間を
1命令実行サイクルといい、通常の命令においては1命
令実行サイクルの間にメモリのリード、ライトが行われ
る。
クのタイミングで該コントロールストレージ9からの命
令がセットされる。マイクロ命令レジスタ32には実行
クロックのタイミングで該フェッチレジスタ31の内容
がセットされる。フェッチクロックと実行クロックは交
互に出ており、実行クロックと次の実行クロックの間を
1命令実行サイクルといい、通常の命令においては1命
令実行サイクルの間にメモリのリード、ライトが行われ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなメモリアク
セスを高速化しようとすると以下の問題点が発生する。
リードアクセスタイム、ライトデータセットアップの大
きい記憶素子を使用すると遅延が大きいために高速化に
限界がある。この解決のために高速な記憶素子を使うと
コストアップになる。
セスを高速化しようとすると以下の問題点が発生する。
リードアクセスタイム、ライトデータセットアップの大
きい記憶素子を使用すると遅延が大きいために高速化に
限界がある。この解決のために高速な記憶素子を使うと
コストアップになる。
【0005】メモリ内のデータ転送においては1命令実
行サイクル内にリード、ライトを同時に行う必要があ
り、この要求を満たす限定されたタイプのメモリしか使
用できない。部分ライトを実現しようとする場合、部分
毎にライトイネーブルがある記憶素子を使用するかメモ
リを部分ライトのデータ幅で分けるかの対策が必要でコ
ストアップとなる。
行サイクル内にリード、ライトを同時に行う必要があ
り、この要求を満たす限定されたタイプのメモリしか使
用できない。部分ライトを実現しようとする場合、部分
毎にライトイネーブルがある記憶素子を使用するかメモ
リを部分ライトのデータ幅で分けるかの対策が必要でコ
ストアップとなる。
【0006】2つのクロックを使用しているために、高
速動作時にクロック間のスキューが無視できなくなり、
高速化が困難である。本発明の目的は、上記のような問
題点に対処して、比較的アクセスタイムの遅い安価な記
憶素子を使用しても高速にメモリアクセスができるメモ
リを実現し、提供することである。
速動作時にクロック間のスキューが無視できなくなり、
高速化が困難である。本発明の目的は、上記のような問
題点に対処して、比較的アクセスタイムの遅い安価な記
憶素子を使用しても高速にメモリアクセスができるメモ
リを実現し、提供することである。
【0007】
〔第1ー第3発明〕図1は本発明の原理ブロック図であ
る。図5は本発明の1命令実行時の動作タイムチャート
である。図6は本発明の命令連続実行時の動作タイムチ
ャートである。
る。図5は本発明の1命令実行時の動作タイムチャート
である。図6は本発明の命令連続実行時の動作タイムチ
ャートである。
【0008】図7はリード動作時のタイムチャートであ
る。図8はライト動作時のタイムチャートである。高速
化の阻害要因となっている1命令実行サイクル内の同時
リード、ライトを回避するため、クロックを基にしてフ
ェッチクロックに同期したフェッチステージ信号と該フ
ェッチステージ信号に1/2命令実行サイクル遅れた実
行ステージ信号を作るクロックステージ部10を設け、
情報処理装置において実行される命令が格納されている
コントロールストレージ9からフェッチしてきた命令
を、フェッチステージにおいてセットして格納するフェ
ッチレジスタ11を設け、該フェッチレジスタ11の内
容を、実行ステージにおいてセットして格納するマイク
ロ命令レジスタ12を設け、該マイクロ命令レジスタ1
2の内容のライトデータアドレスを、実行ステージにお
いてセットし、1命令実行サイクル格納しておくライト
アドレスレジスタ13を設け、前記フェッチレジスタ1
1に格納してあるリードアドレスと前記ライトアドレス
レジスタ12に格納してあるライトアドレスを、フェッ
チステージと実行ステージとで1/2命令実行サイクル
ごとに交互に切り換えてメモリに出力するアドレスマル
チプレクサ14を設け、リードデータを、実行ステージ
においてセットして、1命令実行サイクル蓄えるリード
データバッファ16を設け、ライトデータを、実行ステ
ージにおいてセットして、1命令実行サイクル蓄えるラ
イトデータバッファ17を設け、命令実行サイクルを後
半のリードサイクルと前半のライトサイクルに分けて、
後半のリードサイクルでメモリ15からデータをリード
し、次の命令実行サイクルの前半のライトサイクルでメ
モリ15にデータをライトするように構成する。
る。図8はライト動作時のタイムチャートである。高速
化の阻害要因となっている1命令実行サイクル内の同時
リード、ライトを回避するため、クロックを基にしてフ
ェッチクロックに同期したフェッチステージ信号と該フ
ェッチステージ信号に1/2命令実行サイクル遅れた実
行ステージ信号を作るクロックステージ部10を設け、
情報処理装置において実行される命令が格納されている
コントロールストレージ9からフェッチしてきた命令
を、フェッチステージにおいてセットして格納するフェ
ッチレジスタ11を設け、該フェッチレジスタ11の内
容を、実行ステージにおいてセットして格納するマイク
ロ命令レジスタ12を設け、該マイクロ命令レジスタ1
2の内容のライトデータアドレスを、実行ステージにお
いてセットし、1命令実行サイクル格納しておくライト
アドレスレジスタ13を設け、前記フェッチレジスタ1
1に格納してあるリードアドレスと前記ライトアドレス
レジスタ12に格納してあるライトアドレスを、フェッ
チステージと実行ステージとで1/2命令実行サイクル
ごとに交互に切り換えてメモリに出力するアドレスマル
チプレクサ14を設け、リードデータを、実行ステージ
においてセットして、1命令実行サイクル蓄えるリード
データバッファ16を設け、ライトデータを、実行ステ
ージにおいてセットして、1命令実行サイクル蓄えるラ
イトデータバッファ17を設け、命令実行サイクルを後
半のリードサイクルと前半のライトサイクルに分けて、
後半のリードサイクルでメモリ15からデータをリード
し、次の命令実行サイクルの前半のライトサイクルでメ
モリ15にデータをライトするように構成する。
【0009】また、命令を実行する命令実行サイクルの
直前に命令実行用のリードデータをフェッチするよう
に、フェッチステージでフェッチレジスタ11にリード
データアドレスをセットし、アドレスマルチプレクサ1
4を通じてデータにアクセスしてリードし、続く実行ス
テージでマイクロ命令レジスタ12に命令をセットして
実行するよう各々のレジスタを構成する。
直前に命令実行用のリードデータをフェッチするよう
に、フェッチステージでフェッチレジスタ11にリード
データアドレスをセットし、アドレスマルチプレクサ1
4を通じてデータにアクセスしてリードし、続く実行ス
テージでマイクロ命令レジスタ12に命令をセットして
実行するよう各々のレジスタを構成する。
【0010】また、命令を実行する命令実行サイクルの
直後に命令により実行されたライトデータをライトする
ように、実行ステージでマイクロ命令レジツタ12に命
令をセットして実行し、続くクロックでライトアドレス
レジスタ13にライトデータアドレスをセットし、アド
レスマルチプレクサ14を通じてデータにアクセスして
ライトするよう各々のレジスタを構成する。
直後に命令により実行されたライトデータをライトする
ように、実行ステージでマイクロ命令レジツタ12に命
令をセットして実行し、続くクロックでライトアドレス
レジスタ13にライトデータアドレスをセットし、アド
レスマルチプレクサ14を通じてデータにアクセスして
ライトするよう各々のレジスタを構成する。
【0011】〔請求項4〕図2は請求項4の原理ブロッ
ク図である。図6はバイパス動作時のタイムチャートで
ある。請求項1乃至請求項3の構成において、リードア
ドレスとライトアドレスが一致したとき旧いデータをリ
ードするというデータ矛盾を回避するため、リードデー
タアドレスとライトデータアドレスが一致したときに一
致信号を出力する一致判定部18を設け、該一致判定部
18からの一致信号を制御信号とし、ライトデータとメ
モリからのリードデータとのどちらかを選択してリード
データバッファ16に出力するリードデータマルチプレ
クサ19を設け、リードデータアドレスとライトデータ
アドレスが一致したとき、直前のライトデータをリード
データとするように、前記リードデータマルチプレクサ
19がライトデータをリードデータバッファ16にバイ
パスして接続するように構成する。
ク図である。図6はバイパス動作時のタイムチャートで
ある。請求項1乃至請求項3の構成において、リードア
ドレスとライトアドレスが一致したとき旧いデータをリ
ードするというデータ矛盾を回避するため、リードデー
タアドレスとライトデータアドレスが一致したときに一
致信号を出力する一致判定部18を設け、該一致判定部
18からの一致信号を制御信号とし、ライトデータとメ
モリからのリードデータとのどちらかを選択してリード
データバッファ16に出力するリードデータマルチプレ
クサ19を設け、リードデータアドレスとライトデータ
アドレスが一致したとき、直前のライトデータをリード
データとするように、前記リードデータマルチプレクサ
19がライトデータをリードデータバッファ16にバイ
パスして接続するように構成する。
【0012】〔請求項5〕図3は請求項5の原理ブロッ
ク図である。図10は部分ライト動作時のフローチャー
トである。請求項1乃至請求項4の記載において、デー
タの部分書き込みを可能とするため、扱うデータを、上
位データと下位データとの2つに分け、ライトデータバ
ッファ17へのライトデータの上位データとリードデー
タバッファ16からのリードデータの上位データとの2
つを入力とし、上位ライトデータセット信号がオンのと
きのみ該ライトデータの上位データをライトデータバッ
ファ17に出力する上位ライトデータマルチプレクサ
と、ライトデータバッファ17へのライトデータの下位
データとリードデータバッファ16からのリードデータ
の下位データとの2つを入力とし、下位ライトデータセ
ット信号がオンのときのみ該該ライトデータの下位デー
タをライトデータバッファ17に出力する下位ライトデ
ータマルチプレクサとを設け、上位ライトデータセット
信号および下位ライトデータセット信号の制御によって
上位データまたは下位データを書き込むように構成す
る。
ク図である。図10は部分ライト動作時のフローチャー
トである。請求項1乃至請求項4の記載において、デー
タの部分書き込みを可能とするため、扱うデータを、上
位データと下位データとの2つに分け、ライトデータバ
ッファ17へのライトデータの上位データとリードデー
タバッファ16からのリードデータの上位データとの2
つを入力とし、上位ライトデータセット信号がオンのと
きのみ該ライトデータの上位データをライトデータバッ
ファ17に出力する上位ライトデータマルチプレクサ
と、ライトデータバッファ17へのライトデータの下位
データとリードデータバッファ16からのリードデータ
の下位データとの2つを入力とし、下位ライトデータセ
ット信号がオンのときのみ該該ライトデータの下位デー
タをライトデータバッファ17に出力する下位ライトデ
ータマルチプレクサとを設け、上位ライトデータセット
信号および下位ライトデータセット信号の制御によって
上位データまたは下位データを書き込むように構成す
る。
【0013】〔請求項6〕図4は請求項6の原理ブロッ
ク図である。請求項1乃至請求項5の構成においてクロ
ックスキューを回避するため、1クロックの遅延回路7
を基本クロックで制御して、周期が1命令実行サイクル
で1/2命令実行サイクル持続するフェッチステージ信
号を生成する手段を設け、該フェッチステージ信号を入
力とする1クロックの遅延回路8を基本クロックで制御
して、該フェッチステージ信号に命令実行サイクルの1
/2遅れる実行ステージ信号を生成する手段を設け、1
命令実行サイクルを命令実行サイクルの1/2ずつのフ
ェッチステージと実行ステージの2つに分け、各々のス
テージにおいて1つのクロックで各部を制御するように
構成する。
ク図である。請求項1乃至請求項5の構成においてクロ
ックスキューを回避するため、1クロックの遅延回路7
を基本クロックで制御して、周期が1命令実行サイクル
で1/2命令実行サイクル持続するフェッチステージ信
号を生成する手段を設け、該フェッチステージ信号を入
力とする1クロックの遅延回路8を基本クロックで制御
して、該フェッチステージ信号に命令実行サイクルの1
/2遅れる実行ステージ信号を生成する手段を設け、1
命令実行サイクルを命令実行サイクルの1/2ずつのフ
ェッチステージと実行ステージの2つに分け、各々のス
テージにおいて1つのクロックで各部を制御するように
構成する。
【0014】
【作用】このような構成を備えた本発明のメモリアクセ
ス装置によって以下の作用が得られる。 〔請求項1〕図1は本発明の原理ブロック図である。
ス装置によって以下の作用が得られる。 〔請求項1〕図1は本発明の原理ブロック図である。
【0015】図5は本発明の1命令実行時のタイムチャ
ートである。図6は本発明の命令連続実行時の動作タイ
ムチャートである。リードデータに関しては、フェッチ
レジスタ11に命令がセットされると同時にフェッチレ
ジスタ11のメモリリードアドレスがアドレスマルチプ
レクサ14を通じてメモリアドレスとなり、メモリリー
ドが行われ、続く実行ステージで、リードデータバッフ
ァ16にリードデータがセットされる。
ートである。図6は本発明の命令連続実行時の動作タイ
ムチャートである。リードデータに関しては、フェッチ
レジスタ11に命令がセットされると同時にフェッチレ
ジスタ11のメモリリードアドレスがアドレスマルチプ
レクサ14を通じてメモリアドレスとなり、メモリリー
ドが行われ、続く実行ステージで、リードデータバッフ
ァ16にリードデータがセットされる。
【0016】ライトデータに関しては、命令実行サイク
ルで生成されたライトデータは続く実行ステージでライ
トデータバッファ17にセットされ、同時にマイクロ命
令レジスタ12のライトデータアドレスがライトアドレ
スレジスタ13にセットされる。次の命令実行サイクル
のクロックで、ライトアドレスレジスタ13の内容がア
ドレスマルチプレクサ14を通じてメモリライトアドレ
スとなり、ライトデータバッファ17のライトデータを
メモリ15にライトする。
ルで生成されたライトデータは続く実行ステージでライ
トデータバッファ17にセットされ、同時にマイクロ命
令レジスタ12のライトデータアドレスがライトアドレ
スレジスタ13にセットされる。次の命令実行サイクル
のクロックで、ライトアドレスレジスタ13の内容がア
ドレスマルチプレクサ14を通じてメモリライトアドレ
スとなり、ライトデータバッファ17のライトデータを
メモリ15にライトする。
【0017】図6のように、命令実行サイクルの前半は
ライト動作、後半はリード動作と分かれており、同時に
リード動作とライト動作が行われることはない。 〔請求項2〕図7はリード動作時のタイムチャートであ
る。フェッチされた命令がフェッチステージでフェッチ
レジスタ11にセットされ、セットされた命令のリード
メモリアドレスが、命令実行サイクル直前の同期信号が
オフになる時点でメモリアドレスとなり、メモリリード
を行う。リードされたデータはリードデータバッファ1
6にセットされる。
ライト動作、後半はリード動作と分かれており、同時に
リード動作とライト動作が行われることはない。 〔請求項2〕図7はリード動作時のタイムチャートであ
る。フェッチされた命令がフェッチステージでフェッチ
レジスタ11にセットされ、セットされた命令のリード
メモリアドレスが、命令実行サイクル直前の同期信号が
オフになる時点でメモリアドレスとなり、メモリリード
を行う。リードされたデータはリードデータバッファ1
6にセットされる。
【0018】このようにして、命令が実行される直前に
リード動作が行われる。 〔請求項3〕図8はライト動作のタイムチャートであ
る。フェッチされた命令がフェッチステージでフェッチ
レジスタ11にセットされ、続く実行ステージでマイク
ロ命令レジスタ12にセットされる。
リード動作が行われる。 〔請求項3〕図8はライト動作のタイムチャートであ
る。フェッチされた命令がフェッチステージでフェッチ
レジスタ11にセットされ、続く実行ステージでマイク
ロ命令レジスタ12にセットされる。
【0019】マイクロ命令レジスタ12に格納されてい
る命令のレジスタライトアドレスが次のフェッチステー
ジでライトアドレスレジスタ13にセットされ、次の命
令実行サイクルの始めの同期信号がオンになる時点でラ
イトメモリアドレスとなり、このアドレスにライトデー
タバッファ17のライトデータが書き込まれる。このよ
うにして、命令が実行された直後の次の命令実行サイク
ルの始めにライト動作が行われる。
る命令のレジスタライトアドレスが次のフェッチステー
ジでライトアドレスレジスタ13にセットされ、次の命
令実行サイクルの始めの同期信号がオンになる時点でラ
イトメモリアドレスとなり、このアドレスにライトデー
タバッファ17のライトデータが書き込まれる。このよ
うにして、命令が実行された直後の次の命令実行サイク
ルの始めにライト動作が行われる。
【0020】〔請求項4〕図2は請求項4の原理ブロッ
ク図である。図8はバイパス動作時のタイムチャートで
ある。ライトレジスタアドレスとリードレジスタアドレ
スの一致を検出するために設けた一致判定部18から一
致信号が出力されると、リードデータマルチプレクサは
リードデータバッファ16へライトデータ出力を接続す
る。
ク図である。図8はバイパス動作時のタイムチャートで
ある。ライトレジスタアドレスとリードレジスタアドレ
スの一致を検出するために設けた一致判定部18から一
致信号が出力されると、リードデータマルチプレクサは
リードデータバッファ16へライトデータ出力を接続す
る。
【0021】このバイパス動作により、ライトレジスタ
アドレスと同じリードレジスタアドレスのデータをリー
ドする命令時に旧いデータをリードしてしまうという矛
盾が回避でき、目的とする正しいデータをリードするこ
とができる。 〔請求項5〕図3は請求項5の原理ブロック図である。
アドレスと同じリードレジスタアドレスのデータをリー
ドする命令時に旧いデータをリードしてしまうという矛
盾が回避でき、目的とする正しいデータをリードするこ
とができる。 〔請求項5〕図3は請求項5の原理ブロック図である。
【0022】図10は部分ライト動作時のタイムチャー
トである。ライトデータマルチプレクサは上位データラ
イトデータマルチプレクサ20と下位ライトデータマル
チプレクサ21に別れている。上位ライトデータマルチ
プレクサ20がライトデータを選択して出力し、下位ラ
イトデータマルチプレクサ21がリードデータバッファ
16のデータを選択して出力するように上位ライトデー
タマルチプレクサ20と下位ライトデータマルチプレク
サ21を制御すれば、上位データにはライトデータが書
き込まれるが下位データにはリードデータが書き込まれ
るため実行前と変わらない。
トである。ライトデータマルチプレクサは上位データラ
イトデータマルチプレクサ20と下位ライトデータマル
チプレクサ21に別れている。上位ライトデータマルチ
プレクサ20がライトデータを選択して出力し、下位ラ
イトデータマルチプレクサ21がリードデータバッファ
16のデータを選択して出力するように上位ライトデー
タマルチプレクサ20と下位ライトデータマルチプレク
サ21を制御すれば、上位データにはライトデータが書
き込まれるが下位データにはリードデータが書き込まれ
るため実行前と変わらない。
【0023】下位ライトデータマルチプレクサ21がラ
イトデータを選択して出力し、上位ライトデータマルチ
プレクサ20がリードデータバッファ16のデータを選
択して出力するように上位ライトデータマルチプレクサ
20と下位ライトデータマルチプレクサ21を制御すれ
ば、下位データにはライトデータが書き込まれるが上位
データにはリードデータが書き込まれるため実行前と変
わらない。
イトデータを選択して出力し、上位ライトデータマルチ
プレクサ20がリードデータバッファ16のデータを選
択して出力するように上位ライトデータマルチプレクサ
20と下位ライトデータマルチプレクサ21を制御すれ
ば、下位データにはライトデータが書き込まれるが上位
データにはリードデータが書き込まれるため実行前と変
わらない。
【0024】このように、ライトデータマルチプレクサ
を制御することにより上位データまたは下位データの部
分書き込みを行うことができる。 〔請求項6〕図4は請求項6の原理ブロック図である。
図15はステージ信号の動作タイムチャートである。
を制御することにより上位データまたは下位データの部
分書き込みを行うことができる。 〔請求項6〕図4は請求項6の原理ブロック図である。
図15はステージ信号の動作タイムチャートである。
【0025】図15の動作タイムチャートのように、命
令実行サイクルの1/2の周期のクロックを基にして作
られたフェッチステージ信号と実行ステージ信号によっ
て1命令実行サイクルを2つのステージに分ける。各部
の制御はフェッチステージまたは実行ステージにおいて
一つのクロックで制御を行う。
令実行サイクルの1/2の周期のクロックを基にして作
られたフェッチステージ信号と実行ステージ信号によっ
て1命令実行サイクルを2つのステージに分ける。各部
の制御はフェッチステージまたは実行ステージにおいて
一つのクロックで制御を行う。
【0026】このことによって、クロックを速くしても
クロックスキューを回避することができ、装置の高速化
を計ることができる。
クロックスキューを回避することができ、装置の高速化
を計ることができる。
【0027】
〔請求項1ー3〕図11は本発明の実施例構成図であ
る。ステージ信号の生成は下記のように行われる。図1
5はステージ信号の動作タイムチャートである。
る。ステージ信号の生成は下記のように行われる。図1
5はステージ信号の動作タイムチャートである。
【0028】クロックステージ部においては、命令実行
サイクルの1/2周期のクロックと同期信号を基にして
フェッチステージ信号と実行ステージ信号を作る。同期
信号をD─フリップフロップ107で受け、その出力が
オフでフェッチ抑止信号がオフのとき次に接続されたD
─フリップフロップ108がクロックでトリガーされて
フェッチステージ信号がオンとなる。
サイクルの1/2周期のクロックと同期信号を基にして
フェッチステージ信号と実行ステージ信号を作る。同期
信号をD─フリップフロップ107で受け、その出力が
オフでフェッチ抑止信号がオフのとき次に接続されたD
─フリップフロップ108がクロックでトリガーされて
フェッチステージ信号がオンとなる。
【0029】フェッチ抑止信号は命令実行サイクルを延
ばす必要のあるときオンになる外部からの信号である。
フェッチステージ信号をクロックでトリガーされるD─
フリップフロップ108で受けて実行ステージ信号を作
る。従って実行ステージ信号は1クロック即ち1/2命
令サイクルフェッチステージ信号に対して遅れた信号と
なる。
ばす必要のあるときオンになる外部からの信号である。
フェッチステージ信号をクロックでトリガーされるD─
フリップフロップ108で受けて実行ステージ信号を作
る。従って実行ステージ信号は1クロック即ち1/2命
令サイクルフェッチステージ信号に対して遅れた信号と
なる。
【0030】アドレスの生成とリード、ライト動作は次
のように行われる。フェッチステージ信号がオンでフェ
ッチステージ信号セット信号がオンのときコントロール
ストレージ109に格納されている命令がフェッチレジ
スタ111にセットされる。フェッチレジスタに命令を
セットする方法には、他にも図14のようにフェッチレ
ジスタ111の制御はクロックのみとし、入力をマルチ
プレクサ141で切り換える方法もあり、方法を限定す
るものではない。
のように行われる。フェッチステージ信号がオンでフェ
ッチステージ信号セット信号がオンのときコントロール
ストレージ109に格納されている命令がフェッチレジ
スタ111にセットされる。フェッチレジスタに命令を
セットする方法には、他にも図14のようにフェッチレ
ジスタ111の制御はクロックのみとし、入力をマルチ
プレクサ141で切り換える方法もあり、方法を限定す
るものではない。
【0031】セットされた命令のアドレス部分はリード
データアドレスとしてアドレスマルチプレクサ114に
送られる。マイクロ命令レジスタ112には実行ステー
ジ信号がオンでマイクロ命令レジスタセット信号がオン
のときフェッチレジスタ111の内容がセットされる。
同時に命令の実行が開始される。
データアドレスとしてアドレスマルチプレクサ114に
送られる。マイクロ命令レジスタ112には実行ステー
ジ信号がオンでマイクロ命令レジスタセット信号がオン
のときフェッチレジスタ111の内容がセットされる。
同時に命令の実行が開始される。
【0032】ライトアドレスレジスタ113はマイクロ
命令レジスタ112のアドレス部分を保持するレジスタ
で各クロックでセットされる、該ライトアドレスレジス
タ113の出力はアドレスマルチプレクサ114に送ら
れる。アドレスマルチプレクサ114は、フェッチステ
ージ信号がオンのときライトアドレスレジスタ113の
ライトデータアドレスを選択し、ライト動作が行われ
る。フェッチステージ信号がオフのときはフェッチレジ
スタ111のリードデータアドレスを選択し、リード動
作が行われる。メモリアドレスの生成と、リード動作と
ライト動作は、このように、1命令実行サイクルを2つ
のステージに分け、各ステージにおいてライト動作とリ
ード動作が行われ、リード、ライトの2つの動作が同時
に行われることはない。
命令レジスタ112のアドレス部分を保持するレジスタ
で各クロックでセットされる、該ライトアドレスレジス
タ113の出力はアドレスマルチプレクサ114に送ら
れる。アドレスマルチプレクサ114は、フェッチステ
ージ信号がオンのときライトアドレスレジスタ113の
ライトデータアドレスを選択し、ライト動作が行われ
る。フェッチステージ信号がオフのときはフェッチレジ
スタ111のリードデータアドレスを選択し、リード動
作が行われる。メモリアドレスの生成と、リード動作と
ライト動作は、このように、1命令実行サイクルを2つ
のステージに分け、各ステージにおいてライト動作とリ
ード動作が行われ、リード、ライトの2つの動作が同時
に行われることはない。
【0033】リード、ライト動作と命令実行の関係は下
記の通りである。フェッチステージ信号オン、フェッチ
レジスタセット信号がオン、でクロックがオンになると
リードデータアドレスが確立し、実行ステージ信号がオ
ンでアドレスマルチプレクサ114を通じてデータリー
ドが行われる。マイクロ命令レジスタ112オンで、実
行ステージオンで、次のクロックがオンになるとマイク
ロ命令レジスタ112にフェッチレジスタ111の内容
がセットされ、命令が実行される。マイクロ命令のライ
トデータアドレス部分は次のクロックでライトアドレス
レジスタ113にセットされ、ライトデータアドレスが
確立し、フェッチステージ信号がオンでアドレスマルチ
プレクサ114を通じてデータライトが行われる。
記の通りである。フェッチステージ信号オン、フェッチ
レジスタセット信号がオン、でクロックがオンになると
リードデータアドレスが確立し、実行ステージ信号がオ
ンでアドレスマルチプレクサ114を通じてデータリー
ドが行われる。マイクロ命令レジスタ112オンで、実
行ステージオンで、次のクロックがオンになるとマイク
ロ命令レジスタ112にフェッチレジスタ111の内容
がセットされ、命令が実行される。マイクロ命令のライ
トデータアドレス部分は次のクロックでライトアドレス
レジスタ113にセットされ、ライトデータアドレスが
確立し、フェッチステージ信号がオンでアドレスマルチ
プレクサ114を通じてデータライトが行われる。
【0034】このようにして,命令実行の直前にリード
動作が行われ、命令実行の直後にライト動作が行われ
る。 〔請求項4〕図12は請求項4の実施例構成図である。
リードアドレスとライトアドレスとが一致したとき、一
致を検出する一致判定部118は、リードデータアドレ
スとライトデータアドレスを比較し、一致のときに一致
信号をオンとしてリードデータマルチプレクサ119に
送出する。
動作が行われ、命令実行の直後にライト動作が行われ
る。 〔請求項4〕図12は請求項4の実施例構成図である。
リードアドレスとライトアドレスとが一致したとき、一
致を検出する一致判定部118は、リードデータアドレ
スとライトデータアドレスを比較し、一致のときに一致
信号をオンとしてリードデータマルチプレクサ119に
送出する。
【0035】一致信号がオンで、ライトデータセット信
号がオンのときリードデータマルチプレクサ119は2
つの入力のうちライトデータを選択してリードデータバ
ッファ116にバイパスしてセットする。このようにし
て、まだライトされていない旧いデータをリードすると
いうデータ矛盾を回避することができる。
号がオンのときリードデータマルチプレクサ119は2
つの入力のうちライトデータを選択してリードデータバ
ッファ116にバイパスしてセットする。このようにし
て、まだライトされていない旧いデータをリードすると
いうデータ矛盾を回避することができる。
【0036】リードアドレスとライトアドレスが同一で
ないときは、一致信号はオフで、リードデータマルチプ
レクサ119は2つの入力のうちメモリリードデータを
リードデータバッファ116にセットする。 〔請求項5〕図13は請求項5の実施例構成図である。
ないときは、一致信号はオフで、リードデータマルチプ
レクサ119は2つの入力のうちメモリリードデータを
リードデータバッファ116にセットする。 〔請求項5〕図13は請求項5の実施例構成図である。
【0037】部分ライト命令には、上位ライトデータの
みライトする命令と下位ライトデータのみライトする命
令とがある。上位データのみのライト命令においては、
上位ライトデータセット信号がオンとなり、実行ステー
ジ信号がオンとなったとき上位ライトデータマルチプレ
クサ120は入力データとして上位ライトデータを選択
してライトデータバッファ117にセットする。このと
き、下位ライトデータセット信号はオフとなり、下位ラ
イトデータマルチプレクサ121はリードデータバッフ
ァ116の出力を選択し、ライトデータバッファ117
にセットするが、前にあったデータと同じデータをセッ
トすることになり、実質的に下位データは変わらない。
ライトデータバッファ117のデータは次のクロックで
メモリ115に書き込まれる。このようにして、上位ラ
イトデータのみの部分書き込みができる。
みライトする命令と下位ライトデータのみライトする命
令とがある。上位データのみのライト命令においては、
上位ライトデータセット信号がオンとなり、実行ステー
ジ信号がオンとなったとき上位ライトデータマルチプレ
クサ120は入力データとして上位ライトデータを選択
してライトデータバッファ117にセットする。このと
き、下位ライトデータセット信号はオフとなり、下位ラ
イトデータマルチプレクサ121はリードデータバッフ
ァ116の出力を選択し、ライトデータバッファ117
にセットするが、前にあったデータと同じデータをセッ
トすることになり、実質的に下位データは変わらない。
ライトデータバッファ117のデータは次のクロックで
メモリ115に書き込まれる。このようにして、上位ラ
イトデータのみの部分書き込みができる。
【0038】下位データのみのライト命令においては、
下位ライトデータセット信号がオンとなり、実行ステー
ジ信号がオンとなったとき下位ライトデータマルチプレ
クサ121は入力データとして下位ライトデータを選択
してライトデータバッファ117にセットする。このと
き、上位ライトデータセット信号はオフとなり、上位ラ
イトデータマルチプレクサ120はリードデータバッフ
ァ116の出力を選択し、ライトデータバッファ117
にセットするが、前にあったデータと同じデータをセッ
トすることになる。このようにして、下位ライトデータ
のみの部分書き込みができる。
下位ライトデータセット信号がオンとなり、実行ステー
ジ信号がオンとなったとき下位ライトデータマルチプレ
クサ121は入力データとして下位ライトデータを選択
してライトデータバッファ117にセットする。このと
き、上位ライトデータセット信号はオフとなり、上位ラ
イトデータマルチプレクサ120はリードデータバッフ
ァ116の出力を選択し、ライトデータバッファ117
にセットするが、前にあったデータと同じデータをセッ
トすることになる。このようにして、下位ライトデータ
のみの部分書き込みができる。
【0039】
【発明の効果】以上の説明のように、命令実行サイクル
をリードサイクルとライトサイクルに分け、メモリへの
同時アクセスを避け、命令実行直前にリード、命令実行
直後にライトを行うことでアクセスタイムの遅いメモリ
を用いてもエラーのない高速化が実現できる。
をリードサイクルとライトサイクルに分け、メモリへの
同時アクセスを避け、命令実行直前にリード、命令実行
直後にライトを行うことでアクセスタイムの遅いメモリ
を用いてもエラーのない高速化が実現できる。
【0040】ライト直後のリード命令による、まだ書き
替え前のデータをリードするというデータ矛盾はデータ
のバイパス制御によって回避できる。部分ライトは、ラ
イトデータをメモリの外部でアライメントして書き込む
のでメモリはレジスタの全データ幅と同じタイプを使用
すればよい。また、部分毎にライトイネーブルのあるメ
モリを使用する必要もない。
替え前のデータをリードするというデータ矛盾はデータ
のバイパス制御によって回避できる。部分ライトは、ラ
イトデータをメモリの外部でアライメントして書き込む
のでメモリはレジスタの全データ幅と同じタイプを使用
すればよい。また、部分毎にライトイネーブルのあるメ
モリを使用する必要もない。
【0041】実行クロック、フェッチクロックを一つの
クロックでステージ制御するため、クロックスキューを
減らすことができ、安定に高速化が計れる。
クロックでステージ制御するため、クロックスキューを
減らすことができ、安定に高速化が計れる。
【図1】本発明原理ブロック図
【図2】請求項4原理ブロック図
【図3】請求項5原理ブロック図
【図4】請求項6原理ブロック図
【図5】本発明の動作タイムチャート(1命令実行時)
【図6】本発明の動作タイムチャート(命令連続実行
時)
時)
【図7】リード動作時のタイムチャート
【図8】ライト動作時のタイムチャート
【図9】バイパス動作時のタイムチャート
【図10】部分ライト動作時のタイムチャート
【図11】本発明の実施例構成図
【図12】請求項4の実施例構成図
【図13】請求項5の実施例構成図
【図14】フェッチレジスタセットの他の実施例
【図15】ステージ信号の動作タイムチャート
【図16】従来例の原理ブロック図
【図17】従来例の動作タイムチャート
7,8:遅延回路 9:コントロールストレージ 10:クロックステージ部 11:フェッチレジスタ 12:マイクロ命令レジスタ 13:ライトアドレスレジスタ 14:アドレスマルチプレクサ 15:メモリ 16:リードデータバッファ 17:ライトデータバッファ 18:一致判定部 19:リードデータマルチプレクサ 20:上位ライトデータマルチプレクサ 21:下位ライトデータマルチプレクサ 31:従来例のフェッチレジスタ 32:従来例のマイクロ命令レジスタ 34:従来例のアドレスレジスタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正内容】
【図12】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 達也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 桜井 康智 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 野中 巧 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 星 健二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 金谷 英治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (6)
- 【請求項1】命令実行サイクルの1/2の周期のクロッ
クを基にして、同期信号を入力とし、フェッチクロック
に同期したフェッチステージ信号を出力する遅延回路
(7)と、該遅延回路(7)の出力を入力とし、該フェ
ッチステージ信号に対して1/2命令実行サイクル遅れ
る実行ステージ信号とを作る遅延回路(8)とから構成
されるクロックステージ部(10)と、 フェッチステージにおいて、実行される命令が格納され
ているコントロールストレージ(9)からフェッチして
きた命令をセットして格納しておくフェッチレジスタ
(11)と、 実行ステージにおいて、該フェッチレジスタ(11)の
内容をセットして格納しておくマイクロ命令レジスタ
(12)と、 実行ステージにおいて、該マイクロ命令レジスタ(1
2)のライトデータアドレスをセットして1命令実行サ
イクル格納しておくライトアドレスレジスタ(13)
と、 前記フェッチレジスタ(11)に格納されているリード
データアドレスと前記ライトアドレスレジスタ(13)
に格納されているライトデータアドレスとを1/2命令
実行サイクル毎に交互に切り換えて、フェッチステージ
においてはリードデータアドレスを、実行ステージにお
いてはライトデータアドレスをメモリに出力するアドレ
スマルチプレクサ(14)と、 実行ステージにおいてリードデータをセットして1命令
実行サイクル蓄えるリードデータバッファ(16)と、 実行ステージにおいてライトデータをセットして1命令
実行サイクル蓄えるライトデータバッファ(17)とを
備えたことを特徴とするメモリアクセス装置。 - 【請求項2】請求項1記載の構成のメモリアクセス装置
において、 フェッチステージにおいて前記フェッチレジスタ(1
1)の指すリードデータアドレスのデータを前記アドレ
スマルチプレクサ(14)を通じてリードし、続く実行
ステージにおいて前記フェッチレジスタ(11)の内容
の命令を前記マイクロ命令レジスタ(12)にセットし
て実行するように構成したことを特徴とするメモリアク
セス装置。 - 【請求項3】請求項1記載の構成のメモリアクセス装置
において、 実行ステージにおいて前記マイクロ命令レジスタ(1
2)にセットした命令を実行し、次のクロックで前記マ
イクロ命令レジスタ(12)のライトデータアドレスを
前記ライトアドレスレジスタ(13)にセットし、続く
実行ステージにおいて前記ライトアドレスレジスタ(1
3)の指すライトデータアドレスのデータを前記アドレ
スマルチプレクサ(14)を通じてライトするように構
成したことを特徴とするメモリアクセス装置。 - 【請求項4】請求項1乃至3記載のメモリアクセス装置
において、 リードデータアドレスとライトデータアドレスの2つの
入力が一致したときに一致信号を出力する一致判定部
(18)と、 該一致判定部(18)からの一致信号で制御してリード
データとライトデータの2つの入力を選択し、リードデ
ータバッファへ出力するリードデータマルチプレクサ
(19)とを備え、 該一致判定部(18)が一致信号を出力したときに該リ
ードデータマルチプレクサ(19)がライトデータをリ
ードデータバッファにバイパスして出力するように構成
したことを特徴とするメモリアクセス装置。 - 【請求項5】請求項1乃至4記載のメモリアクセス装置
において、 メモリに書き込むべきデータの上位データと前記リード
データバッファ(16)の上位データとの2つの入力を
選択して前記ライトデータバッファ(17)の上位の部
分に出力する上位ライトデータマルチプレクサ(20)
と、 メモリに書き込むべきデータの下位データと前記リード
データバッファ(16)の下位データとの2つの入力を
選択して前記ライトデータバッファ(17)の下位の部
分に出力する下位ライトデータマルチプレクサ(21)
とを備え、 該上位ライトデータマルチプレクサ(20)に上位ライ
トデータセット信号が加えられているときにはメモリに
書き込むべきデータの上位データを選択し、 該下位ライトデータマルチプレクサ(21)に下位ライ
トデータセット信号が加えられているときにはメモリに
書き込む部木データの下位データを選択して出力するよ
うに構成したことを特徴とするメモリアクセス装置。 - 【請求項6】請求項1乃至5に記載したメモリアクセス
装置において、 同期信号を入力とし、フェッチステージ信号を出力とす
る遅延回路(7)と、 該遅延回路(7)の出力を入力とし、実行ステージ信号
出力とする遅延回路(8)との両方の遅延回路を、同一
の1/2命令実行サイクル周期のクロックで制御するよ
うに構成したことを特徴とするメモリアクセス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18534993A JPH0744448A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | メモリアクセス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18534993A JPH0744448A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | メモリアクセス装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0744448A true JPH0744448A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16169239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18534993A Withdrawn JPH0744448A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | メモリアクセス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744448A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017182759A (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 正仁 櫨田 | コンピューターのcpuの動作速度の倍速化法 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP18534993A patent/JPH0744448A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017182759A (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 正仁 櫨田 | コンピューターのcpuの動作速度の倍速化法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5761150A (en) | Synchronous memory with pipelined write operation | |
| JPS5847741B2 (ja) | パタ−ン発生器 | |
| US4642757A (en) | Microinstruction controlled arithmetic control unit | |
| JPH0744448A (ja) | メモリアクセス装置 | |
| JPH06301596A (ja) | マイクロプロセッサ | |
| KR900005306A (ko) | 회복시간을 설정하기 위한 방법 및 컴퓨터 시스템 | |
| JP2854301B2 (ja) | メモリアクセス回路 | |
| JPH0654505B2 (ja) | 並列型演算処理装置 | |
| JP2004199608A (ja) | メモリ制御回路 | |
| JP2595992B2 (ja) | 電子楽器 | |
| JP2512945B2 (ja) | 画像メモリ装置 | |
| JP2758624B2 (ja) | マイクロプログラムの調速方式 | |
| JPH0792902A (ja) | プログラマブルコントローラ | |
| JP2000285013A (ja) | インターフェース装置 | |
| JP2580649B2 (ja) | 記憶装置制御方式 | |
| JP3531208B2 (ja) | ディジタル信号処理装置 | |
| JPH02190968A (ja) | ベクトル処理装置 | |
| JP3045731B2 (ja) | シーケンス制御方式 | |
| JPH0721133A (ja) | 情報処理装置 | |
| JPH03242724A (ja) | デジタル演算処理装置 | |
| JPH09146769A (ja) | パイプライン処理装置 | |
| JPH03180946A (ja) | アドレス変換装置 | |
| JPH02282825A (ja) | シーケンス制御回路 | |
| JPH04152426A (ja) | エラスティックストアメモリ制御回路 | |
| JPS6246353A (ja) | メモリ読出し方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |