JPH08194614A - マイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マクロ置き換えを多数行っても、アッセンブ
ルした後のプログラムステップ数を増加させないように
することを目的とする。 【構成】 命令デコーダ３がマクロ記述された命令デー
タを受け取ると、マルチプレクサ８に指示を出して、入
力をマクロ定義格納メモリ７からに切り替えさせる。次
いで、命令デコーダ３は、受け取った命令データのマク
ロに基づいて、対応したマクロ実行命令群の先頭アドレ
スをマクロ定義格納メモリ７に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、１命令を複数個の命
令に置き換えて実行するマクロ機能を有するマイクロコ
ンピュータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、通常よく用いられるマイクロコ
ンピュータの概略的な構成を示す構成図である。マイク
ロコンピュータ３１は、実行ユニット３２と命令デコー
ダ３３とから主に構成され、外部メモリ３４に格納され
ている命令により、やはり外部メモリ３４に格納されて
いるデータの加工などを行う。

【０００３】実行ユニット３２からのアドレス指定はア
ドレスバス３５を介して外部メモリ３４に伝わり、この
指定の位置に格納されているデータが、データバス３６
を介してマイクロコンピュータ３１に取り込まれる。取
り込まれたデータが命令データの場合、これは命令デコ
ーダ３３により実行ユニット３２が実行できる形態に翻
訳され、実行ユニット３２に渡される。命令デコーダ３
３によって翻訳された命令データにより、実行ユニット
３２は外部メモリ３４に格納されているデータの加工
や、ファイルの入出力などの動作指示を行う。

【０００４】ところで、このマイクロコンピュータ３１
を動作させるためのプログラムは、通常では、まず、高
級プログラミング言語を用いてソースプログラムを記述
し、これをアッセンブルしてマイクロコンピュータ３１
が受け付ける状態のプログラムとしている。ここで、ソ
ースプログラムを作成しているとき、複数の基本実行命
令から構成される１連の動作を示す実行命令群を、マク
ロと呼ばれる１つの命令に置き換えて記述するようにし
ている。これをマクロ機能という。

【０００５】この置き換えは、以下の理由のため行われ
る。すなわち、上述した１連の動作が、ソースプログラ
ムの中で何度も用いられるとき、これをいちいち複数の
基本実行命令で記述していると、ソースプログラムが膨
大なものとなってしまうためである。そして、前述した
アッセンブルのとき、このマクロ記述に関してはマクロ
アッセンブラを用い、実際にマイクロコンピュータ３１
が実行する、複数の命令に置き換えて展開される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は以上のように構
成されていたので、ソースプログラムにおいてマクロが
多数用いられていた場合、マイクロコンピュータが実行
できる形態のアッセンブルしたプログラムの量が増大し
てしまうという問題があった。ソースプログラムが少な
い量で構成されていても、マイクロコンピュータが実際
に実行できる状態のプログラムの量が大きいものとなっ
ていては、このプログラムを配置するメモリの量も大き
くしておかなくてはならない。

【０００７】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、マクロ置き換えを多数行
っても、アッセンブルした後のプログラムステップ数を
増加させないようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のマイクロコン
ピュータは、複数のステップの命令からなるプログラム
が格納されるメモリと、プログラム内に用いられている
マクロ命令に対応するマクロ命令を展開した基本プログ
ラム群が格納されているマクロ定義格納メモリと、プロ
グラムの命令を１ステップずつ実行する実行ユニット
と、プログラム内でマクロ命令が出現したときは、実行
ユニットが実行する命令をマクロ定義格納メモリのマク
ロ命令に対応する基本プログラム群より取り出すように
切り替える命令伝達経路切替手段とを有することを特徴
とする。

【０００９】

【作用】マクロ命令の展開は、実行ユニットが命令を実
行しようとする段階で行われる。

【００１０】

【実施例】以下この発明の１実施例を図を参照して説明
する。図１は、この発明の１実施例であるマクロ命令を
もつマイクロコンピュータの構成を示す構成図である。
同図において、１はこの発明によるマイクロコンピュー
タ、２は実行ユニット、３はアッセンブルされたプログ
ラムの命令を実行ユニット２が実行できる形態に翻訳す
る命令デコーダ、４はプログラムが格納される外部メモ
リ、５は実行ユニット２より必要とするデータの外部メ
モリ４における格納位置の指示が出力されるアドレスバ
ス、６はプログラムの命令などのデータが転送されるデ
ータバスである。

【００１１】また、７はマクロ定義が格納されているマ
クロ定義格納メモリ、８は命令デコーダ３からの指示に
より外部メモリ４からの命令データとマクロ定義格納メ
モリ７からの命令データとの入力を切り替えるマルチプ
レクサ（命令伝達経路切替手段）、９は実行ユニット２
からのマクロ定義格納メモリ７におけるアドレス指示が
出力されるマクロ構成命令アドレスバスである。

【００１２】このマイクロコンピュータ１は、実行ユニ
ット２から第１のアドレスバス４を介して外部メモリ８
のアドレスを指定し、このアドレスに格納されているデ
ータをデータバス６に取り込む。取り込んだデータが命
令データのときは、マルチプレクサ８を介して命令デコ
ーダ３に読み出され、ここでデコード（翻訳）され実行
ユニット２に送られる。そして、実行ユニット２は、こ
のデコードされた命令データの命令に従った処理を実行
する。

【００１３】ここで、命令デコーダ３がマクロ記述され
た命令データを受け取ると、マルチプレクサ８に指示を
出して、入力をマクロ定義格納メモリ７からに切り替え
させる。次いで、命令デコーダ３は、受け取った命令デ
ータのマクロに基づいて、対応したマクロ実行命令群の
先頭アドレスをマクロ定義格納メモリ７に出力する。こ
のことにより、このマクロ命令を構成する命令がマクロ
定義格納メモリ７からマルチプレクサ８を介して命令デ
コーダ３に取り込まれ、デコードされ実行ユニット２に
送られる。

【００１４】そして、実行ユニット２では、受け取った
命令を実行し終わると、次の命令を取り込むため、既に
実行した命令の次のアドレスを、マクロ構成命令アドレ
スバス９を介してマクロ定義格納メモリ７に送る。この
ことにより、上述したマクロを構成する次の命令が、マ
クロ定義格納メモリ７からマルチプレクサ８を介して、
命令デコーダ３に送られる。以上のことを、そのマクロ
を構成する全ての命令を実行するまで行い、マクロが終
了したら、命令デコーダ３はマルチプレクサ８の入力先
を外部メモリ４に切り替える。

【００１５】以上示したように、この発明においては、
従来ではアッセンブル時に行っていたマクロの展開を、
命令デコーダ３が命令をデコードするときに変更するよ
うにしたものである。このため、外部メモリ４に格納さ
れるアッセンブルされたプログラムは、マクロ記述が用
いられたままとなり、プログラム量の増大を招くことが
ない。

【００１６】以下、この発明におけるマクロの展開（置
き換え）について、図２を用いて説明する。図２（ａ）
は、図１の外部メモリ４の内容の一部であり、図２
（ｂ）はマクロ定義格納メモリ７の内容である。ここ
で、実行ユニット２は、図示していないが、４桁までの
数字を格納できる複数のレジスタＲ０〜Ｒ７をもってい
る。

【００１７】まず、図２（ａ）に示す、外部メモリ４の
１００番地に格納されている命令「ＭＯＶＩ Ｒ０，３
１」は、実行ユニット２のレジスタＲ０に数値「３１」
をロードするという命令である。次に、１０１番地に格
納されている「マクロＡ実行命令」はマクロＡを実行す
るという命令である。次に、１０２番地に格納されてい
る命令「ＬＤ Ｒ０［３００］」は、レジスタＲ０に外
部メモリ４の３００番地の内容をロードする命令であ
る。

【００１８】次に、１０３番地に格納されている「マク
ロＡ実行命令」は１０２番地と同様に、マクロＡを実行
するという命令である。そして、１０４番地の命令「Ｃ
ＡＬＬ ２００」は外部メモリ４の２００番地にサブル
ーチンコールする命令である。そして、１０１番地と１
０３番地の「マクロＡ実行命令」は、命令デコーダ３に
対する命令であり、まず、マルチプレクサ８の入力をデ
ータバス６からマクロ定義格納メモリ７への切り替えさ
せ、マクロ定義格納メモリ７に対して「マクロ命令Ａ」
に対応する先頭番地を指示させる。

【００１９】また、１５０番地はレジスタＲ０に数値
「１３５」をロードする命令、１５１番地はレジスタＲ
１に数値「０５８６」をロードする命令、１５２番地は
レジスタＲ２に数値「５０００」をロードする命令、１
５３番地はレジスタＲ３に数値「８５３２」をロードす
る命令である。そして、１５４番地は、命令デコーダ３
に対して、マルチプレクサ８の入力をデータバス６から
マクロ定義格納メモリ７への切り替えさせ、マクロ定義
格納メモリ７に対して「マクロ命令Ｂ」に対応する先頭
番地を指示させる命令である。

【００２０】図２（ｂ）に示したように、マクロ定義格
納メモリ７（図１）には０番地から５番地まで２種類の
マクロ展開された命令が格納されている。図２（ｂ）に
おいて、０番地の「ＡＤＤ Ｒ７，１」は、レジスタＲ
７に数値「１」を加算する命令、１番地の「ＳＴ Ｒ
０，［Ｒ７］」は、レジスタＲ７の指すアドレスに、レ
ジスタＲ０の内容を書き込む命令である。２番地の「マ
クロ終了命令」は、マクロ定義格納メモリ７からデータ
バス６へと、マルチプレクサ８の入力の切り替えを指示
する命令である。

【００２１】また、３番地の「ＡＤＤ Ｒ１，Ｒ３」は
レジスタＲ１に格納されている数値とレジスタＲ３に格
納されている数値を加算する命令、４番地の「ＡＤＤ
Ｒ０，Ｒ２」はレジスタＲ０に格納されている数値とレ
ジスタＲ２に格納されている数値を加算する命令であ
る。そして、５番地の「マクロ終了命令」は、２番地と
同様であり、マクロ定義格納メモリ７からデータバス６
へと、マルチプレクサ８の入力の切り替えを指示する命
令である。

【００２２】ここで、上述した図２（ａ）の１００番地
からに示すプログラムは、１０４番地のサブルーチンコ
ールの前に所定の引数を所定のメモリ位置（スタック）
に格納する処理を想定している。レジスタＲ７はスタッ
クポインタとして使用している。そして、１５０番地か
らのプログラムは、「１３５０５８６＋５０００８５３
２」の演算を行わせる処理を想定している。

【００２３】以下、処理の実行について説明する。処理
は、外部メモリ４の１００番地から始まる。最初に１０
０番地の命令を読み込み、それに従って実行する。この
場合は、レジスタＲ０に数値「３１」が設定される。次
に、１０１番地の命令を読み込み、これを実行する。こ
のことにより、マルチプレクサ８の入力先がマクロ定義
格納メモリ７に切り換わる。そして、マクロ定義格納メ
モリ７の０番地が指定される。

【００２４】次いで、指定された０番地から実行され、
０番地の内容に従い、レジスタＲ７に数値「１」を加算
し、次いで１番地の内容に従い、レジスタＲ７の指す外
部メモリ４のアドレスにレジスタＲ０の内容を書き込む そして、２番地の内容に従い、マルチプレクサ８の入力
をマクロ定義格納メモリ７からデータバス６へ切り替え
る。

【００２５】次に、同様に命令を実行していき、今度
は、１５０番地の命令が読み込まれるとレジスタＲ０に
数値「１３５」が設定され、１５１番地の命令が読み込
まれてレジスタＲ１に数値「０５８６」が設定され、１
５２番地の命令が読み込まれてレジスタＲ２に数値「５
０００」が設定され、１５３番地の命令が読み込まれて
レジスタＲ３に数値「８５３２」が設定される。そし
て、１５４番地の命令が読み込まれると、マルチプレク
サ８の入力先がマクロ定義格納メモリ７に切り換わり、
マクロ定義格納メモリ７の３番地が指定される。

【００２６】次いで、指定された３番地から実行され、
３番地の内容に従い、レジスタＲ１とレジスタＲ３の数
値を加算し、４番地の内容に従いレジスタＲ０とレジス
タＲ２の数値を加算する。そして、５番地の内容に従
い、マルチプレクサ８の入力をマクロ定義格納メモリ７
からデータバス６へ切り替え、外部メモリ４に格納され
ている１５５番地からの内容に従った処理が行われてい
く。

【００２７】以上示したように、この実施例によれば、
外部メモリ４に格納されるプログラムにおいては、マク
ロ記述が用いられ、この展開は、命令デコーダ３の直前
でマクロ定義格納メモリ７を用いることで行われる。こ
のため、外部メモリ４におけるプログラムのサイズは大
きくなることがない。マクロ命令は、種類としては多い
ものではなく、プログラムの中で頻繁に行われる同一の
命令群をまとめたものであるので、マクロ定義格納メモ
リ７として大きな容量を用意しなくても良い。

【００２８】なお、上記実施例では、マクロ定義格納メ
モリ７における次の実行命令の番地の指示が、実行ユニ
ット２をよりマクロ構成命令アドレスバス９を介して出
されるようにしているが、これに限るものではなく、命
令デコーダ３から出されるようにしても同様である。実
行ユニット２が次の命令を実行できる状態となっている
かどうかは、命令デコーダ３も把握しているからであ
る。この場合、マクロ構成命令アドレスバス９はいらな
くなる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、マクロ命令の置き換えをソースプログラムのアッセ
ンブル時でなく、マイクロコンピュータ内の命令デコー
ダ直前で行うようにした。このため、マイクロコンピュ
ータのメモリに格納するプログラムにおいては、マクロ
機能を用いることが可能となり、そのプログラムのステ
ップ数を減少させられるという効果を有する。このこと
により、例えば、３つのステップの基本命令からなるマ
クロ実行命令を１００回使用すれば、使用しない場合と
比較してプログラム容量を２００ステップ削除すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の１実施例であるマクロ命令をもつ
マイクロコンピュータの構成を示す構成図である。

【図２】 外部メモリ４に格納されているプログラム
と、マクロ定義格納メモリ７に格納されているプログラ
ムの１例を示す説明図である。

【図３】 通常よく用いられるマイクロコンピュータの
概略的な構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１…マイクロコンピュータ、２…実行ユニット、３…命
令デコーダ、４…外部メモリ、５…アドレスバス、６…
データバスであ、７…マクロ定義格納メモリ、８…マル
チプレクサ（命令伝達経路切替手段）、９…マクロ構成
命令アドレスバス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アドレス指定されたメモリの内容に従っ
   て実行するマイクロコンピュータにおいて、 複数のステップの命令からなるプログラムが格納される
   メモリと、 前記プログラム内に用いられているマクロ命令に対応す
   る前記マクロ命令を展開した基本プログラム群が格納さ
   れているマクロ定義格納メモリと、 前記プログラムの命令を１ステップずつ実行する実行ユ
   ニットと、 前記プログラム内でマクロ命令が出現したときは、前記
   実行ユニットが実行する命令を、前記マクロ定義格納メ
   モリの前記マクロ命令に対応する基本プログラム群より
   取り出すように切り替える命令伝達経路切替手段とを有
   することを特徴とするマイクロコンピュータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマイクロコンピュータに
   おいて、 前記実行ユニットと命令伝達経路切替手段との間に配置
   され、前記命令伝達切替手段とマクロ定義格納メモリを
   制御し、前記プログラムの命令を翻訳して前記実行ユニ
   ットに引き渡す命令デコーダを備えたことを特徴とする
   マイクロコンピュータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のマイクロコンピ
   ュータにおいて、 前記マクロ定義格納メモリは、書き換えが可能であるこ
   とを特徴とするマイクロコンピュータ。