JPS58168151A - パイプライン制御形情報処理装置 - Google Patents
パイプライン制御形情報処理装置Info
- Publication number
- JPS58168151A JPS58168151A JP57051689A JP5168982A JPS58168151A JP S58168151 A JPS58168151 A JP S58168151A JP 57051689 A JP57051689 A JP 57051689A JP 5168982 A JP5168982 A JP 5168982A JP S58168151 A JPS58168151 A JP S58168151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- instruction
- phases
- controller
- type information
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/30—Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
- G06F9/38—Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead
- G06F9/3885—Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead using a plurality of independent parallel functional units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Advance Control (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
- Image Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数筒の演算装置によって並列処理を行い、こ
れによって実行サイクルを高速化することができる様に
構成したパイプライン制御形情報処理装置に関する。
れによって実行サイクルを高速化することができる様に
構成したパイプライン制御形情報処理装置に関する。
従来、パイプライン制御形情報処理装置において処理速
度をあげるため各マシンサイクル速度をあげる場合には
、各実行フェーズ内で処理しうる情報量が減少するのを
避けるため、命令実行処理過程をさらに細分化してフェ
ーズの数を大幅に増加させていた。しかし、この方法で
Utべてのフェーズに割当てられる処理時間を均等化す
ることは困−であるため、最も処理時間を長く必要とす
るフェーズに合わせて処理時間を決定していえ。このた
め1%に処理時間の短いフェーズの性能を有効に発揮す
ることができず、・全体として高速処理をすることがで
きなかった。
度をあげるため各マシンサイクル速度をあげる場合には
、各実行フェーズ内で処理しうる情報量が減少するのを
避けるため、命令実行処理過程をさらに細分化してフェ
ーズの数を大幅に増加させていた。しかし、この方法で
Utべてのフェーズに割当てられる処理時間を均等化す
ることは困−であるため、最も処理時間を長く必要とす
るフェーズに合わせて処理時間を決定していえ。このた
め1%に処理時間の短いフェーズの性能を有効に発揮す
ることができず、・全体として高速処理をすることがで
きなかった。
本発明の目的は並列処理を行うための複数爾の演算器を
、パイプライン制御形情報処理装置の内部に具備するこ
とによって前記欠点を解決し、各フェーズに割当てられ
九実行処理時間を均等化して全体の処理を高速化できる
様に構成し丸パイプライン制御形情報処理装置を提供す
るととにある。
、パイプライン制御形情報処理装置の内部に具備するこ
とによって前記欠点を解決し、各フェーズに割当てられ
九実行処理時間を均等化して全体の処理を高速化できる
様に構成し丸パイプライン制御形情報処理装置を提供す
るととにある。
本発明によるパイプライン制御形情報処理装置は制御器
、複数箇の演算器、ならびに複数箇のセレクタを具備し
、各フェーズに対応する処理時間を均一化して割当てた
ものである。制御器は複数のフェーズを高速タイミング
パルスによって制御するものであり、複数の7エーズは
命令の取出し、オペランドの取出し、オペランドアドレ
スの計算、演算の実行、ならびに結果の格納を含む命令
実行処理過程から成立つ。複数箇の演算器は複数のフェ
ーズのひとつに対応し、演算の実行に%する処理時間を
短縮するために相互に接続してあり、並列処理を行うも
のである。これらの複数箇の演算器を単位iシンサイク
ルだけ相互にずらせた位相で動作させ。
、複数箇の演算器、ならびに複数箇のセレクタを具備し
、各フェーズに対応する処理時間を均一化して割当てた
ものである。制御器は複数のフェーズを高速タイミング
パルスによって制御するものであり、複数の7エーズは
命令の取出し、オペランドの取出し、オペランドアドレ
スの計算、演算の実行、ならびに結果の格納を含む命令
実行処理過程から成立つ。複数箇の演算器は複数のフェ
ーズのひとつに対応し、演算の実行に%する処理時間を
短縮するために相互に接続してあり、並列処理を行うも
のである。これらの複数箇の演算器を単位iシンサイク
ルだけ相互にずらせた位相で動作させ。
これKよって各フェーズを高速化して割当てるので処理
を高速化することができる。依って、演算結果が確定す
る時点で複数箇のセレクタを動作させ、各演算器の動作
位相に一致したタイ建ング関係を保持しながら各演算器
からの出方を選択し、高速で並列処理の演算結果を得る
ことができる。
を高速化することができる。依って、演算結果が確定す
る時点で複数箇のセレクタを動作させ、各演算器の動作
位相に一致したタイ建ング関係を保持しながら各演算器
からの出方を選択し、高速で並列処理の演算結果を得る
ことができる。
以下、図面に従って本発明によるパイプライン制御形情
報処理装置を詳細に説明する。第1図は本発明によって
構成したパイプライン制御形情報処理装置の実施例を示
すブロック図である。第1図において命令はフェーズ■
から7エーズ■に分割して実行される。第1図における
1はフェーズ■で命令を実行するためのハードウェアで
あり、璽はフェーズ厘で命令を実行するためのハードウ
ェアであり、■は7エーズ■で命令を実行するためのハ
ードウェアであり、■は7 x −x yで命令を実行
するためのハードウェアであり、■はフェーズVで命令
を実行するためのハードウェアであり:■はフェーズ■
で命令を実行するためのハードウェアである。
報処理装置を詳細に説明する。第1図は本発明によって
構成したパイプライン制御形情報処理装置の実施例を示
すブロック図である。第1図において命令はフェーズ■
から7エーズ■に分割して実行される。第1図における
1はフェーズ■で命令を実行するためのハードウェアで
あり、璽はフェーズ厘で命令を実行するためのハードウ
ェアであり、■は7エーズ■で命令を実行するためのハ
ードウェアであり、■は7 x −x yで命令を実行
するためのハードウェアであり、■はフェーズVで命令
を実行するためのハードウェアであり:■はフェーズ■
で命令を実行するためのハードウェアである。
フェーズI〜■では次の動作を行う。す々わち。
フェーズI:命令用の第1のバッファメモリからの命令
の取出し フェーズl:命令レジスタからのオペランドの読出し、
およびキャッシュメモリ 内のオペランドアドレスの計算 フェーズII:キャッシュメモリからのオペランドの続
出し フェーズ■:乗算の実行 フェーズ■;加算の実行 フェーズ■:結果の格納 である。第1図において本実施例のパイプライン制御形
情報処理装置は命令“用の第1のバッファメモリ8、命
令−を保持するための命令レジスタlO1同時に独立な
2語を読出すことができる汎用レジスタ3、アドレス加
算器4、汎用レジスタ3の内容を続出して保持する丸め
の第1および第2のバッファレジスタ11.12、アド
レス加算結果を保持するための第3のバッファレジスタ
13.第3のバッファレジスタ13に保持されたアドレ
スに従ってアクセスされるキャッシュメモリ5、キャッ
シュメモリ5より読出された内容か第2のバッファレジ
スタ12の内容かを選択する第1のセレクタ21.第1
のバッファレジスタ11の内容を受ける第4シよび第6
のバッファレジスタ14.16.第1のセレクタ21の
出力を受ける第5および第7のバッファレジスタ15゜
17、第4および第6のバッファレジスタの内容間で乗
算を行う第1の乗算器l、第6および第7のバッファレ
ジスタの内容間で乗算を行う第2の乗算器2、第1また
け第2の乗算器1.2の出力を選択するための第2シよ
び第3のセレクタ22.23.それぞれ第2および第3
のセレクタ22.23の出力を受けるための第8および
第9のバッファレジスタ18.19、第8および縞9の
バッファレジスタ18.19に保持された内容を加算す
るための加算器−1加算器6の出力を保持するための第
1Oのバッファレジスタ20、第1Oのバッファレジス
タ20に保持された内容を記憶するための第2のバッフ
ァメモリ9、ならびに制御器7から成立つ。制御器7は
命令レジスタ10、ならびに第1〜第1Oのバッファレ
ジスタ11.12.13 、14.15.16.17.
18.19.20にロード信号を与え、第2および第3
のセレクタ22.23にセレクト信号を与える。第1お
よび第2の乗算91.2の処理時間は加算器6に比べて
はソ2倍である。第1〜第1Oのバッフアレシス−11
,12,13,14,ILIL17.18.19.20
にはロード信号の立上りで入力データがロードされる。
の取出し フェーズl:命令レジスタからのオペランドの読出し、
およびキャッシュメモリ 内のオペランドアドレスの計算 フェーズII:キャッシュメモリからのオペランドの続
出し フェーズ■:乗算の実行 フェーズ■;加算の実行 フェーズ■:結果の格納 である。第1図において本実施例のパイプライン制御形
情報処理装置は命令“用の第1のバッファメモリ8、命
令−を保持するための命令レジスタlO1同時に独立な
2語を読出すことができる汎用レジスタ3、アドレス加
算器4、汎用レジスタ3の内容を続出して保持する丸め
の第1および第2のバッファレジスタ11.12、アド
レス加算結果を保持するための第3のバッファレジスタ
13.第3のバッファレジスタ13に保持されたアドレ
スに従ってアクセスされるキャッシュメモリ5、キャッ
シュメモリ5より読出された内容か第2のバッファレジ
スタ12の内容かを選択する第1のセレクタ21.第1
のバッファレジスタ11の内容を受ける第4シよび第6
のバッファレジスタ14.16.第1のセレクタ21の
出力を受ける第5および第7のバッファレジスタ15゜
17、第4および第6のバッファレジスタの内容間で乗
算を行う第1の乗算器l、第6および第7のバッファレ
ジスタの内容間で乗算を行う第2の乗算器2、第1また
け第2の乗算器1.2の出力を選択するための第2シよ
び第3のセレクタ22.23.それぞれ第2および第3
のセレクタ22.23の出力を受けるための第8および
第9のバッファレジスタ18.19、第8および縞9の
バッファレジスタ18.19に保持された内容を加算す
るための加算器−1加算器6の出力を保持するための第
1Oのバッファレジスタ20、第1Oのバッファレジス
タ20に保持された内容を記憶するための第2のバッフ
ァメモリ9、ならびに制御器7から成立つ。制御器7は
命令レジスタ10、ならびに第1〜第1Oのバッファレ
ジスタ11.12.13 、14.15.16.17.
18.19.20にロード信号を与え、第2および第3
のセレクタ22.23にセレクト信号を与える。第1お
よび第2の乗算91.2の処理時間は加算器6に比べて
はソ2倍である。第1〜第1Oのバッフアレシス−11
,12,13,14,ILIL17.18.19.20
にはロード信号の立上りで入力データがロードされる。
第2および第3のセレクタ22.23ではセレクト信号
の状態が00時に第1の乗算器1の出力を選択し、セレ
クト信号の状態が1の時に第2の乗算器2の出力を選択
する。第1図に示したパイプライン制御形情報処理装置
の動作タイミングを第2図に示す。1142図において
、(1)はマシンサイクル、(2)は第1のロード信号
−(3)は第2のロード信号、(4)は第3のロード信
号、(5)はセレクト信号、(6)〜(9)は命令A〜
命令りの実行フェーズである。第2図(6)および(8
)において、fV(乗算器l)はフェーズ■で第1の乗
算器IKよって演算が実行される事を示す。第2図(7
)および(9)において、ff(乗算器2)はフェーズ
■で第2の乗算器2によって演算が実行される事を示す
。以下に第1図と第2図を参照して各フェーズの実行を
考察する。マシンサイクルlで命令人のフェーズIが実
行され、命令Aは第1のバッファレジスタ8から取出さ
れる。
の状態が00時に第1の乗算器1の出力を選択し、セレ
クト信号の状態が1の時に第2の乗算器2の出力を選択
する。第1図に示したパイプライン制御形情報処理装置
の動作タイミングを第2図に示す。1142図において
、(1)はマシンサイクル、(2)は第1のロード信号
−(3)は第2のロード信号、(4)は第3のロード信
号、(5)はセレクト信号、(6)〜(9)は命令A〜
命令りの実行フェーズである。第2図(6)および(8
)において、fV(乗算器l)はフェーズ■で第1の乗
算器IKよって演算が実行される事を示す。第2図(7
)および(9)において、ff(乗算器2)はフェーズ
■で第2の乗算器2によって演算が実行される事を示す
。以下に第1図と第2図を参照して各フェーズの実行を
考察する。マシンサイクルlで命令人のフェーズIが実
行され、命令Aは第1のバッファレジスタ8から取出さ
れる。
マシンサイクル2.ならびにマシンサイクル3でそれぞ
れ命令人のフェーズ■、ならびにフェーズ量が実行され
、演算に必要な命令人のオペランドが信号線108 、
112 Kl!出される。マシンサイクル4で命令人の
フェーズ■が実行され、制御器7からの第2のロード信
号の立上り位相で信号線108.112上のオペランド
はそれぞれ第4シよび第5のバッファレジスタ14.1
5に取込まれ、第1の乗算器lが乗算を開始する。
れ命令人のフェーズ■、ならびにフェーズ量が実行され
、演算に必要な命令人のオペランドが信号線108 、
112 Kl!出される。マシンサイクル4で命令人の
フェーズ■が実行され、制御器7からの第2のロード信
号の立上り位相で信号線108.112上のオペランド
はそれぞれ第4シよび第5のバッファレジスタ14.1
5に取込まれ、第1の乗算器lが乗算を開始する。
いっぽう、マシンサイクル4では命令Bのフェーズ■も
実行され、命令Bのオペランドが信号線tos、ttz
上へ取出される。マシンサイクル5では第3のロード信
号が立上′るため、命令Bのオペランドが第6および第
7のバッファレジスタ16.17に取込まれ、第2の乗
算器2Fiフエーズ■の乗算を開始する。論っぽう、第
1の乗算器lは命令Aのフェーズ■を終了し、演算結果
を信号線117.118上に出力している。信号fIs
128上のセレクト信号によって、第シおよび第3のセ
レクタ22.23は第1の乗算器lの出力を選択する。
実行され、命令Bのオペランドが信号線tos、ttz
上へ取出される。マシンサイクル5では第3のロード信
号が立上′るため、命令Bのオペランドが第6および第
7のバッファレジスタ16.17に取込まれ、第2の乗
算器2Fiフエーズ■の乗算を開始する。論っぽう、第
1の乗算器lは命令Aのフェーズ■を終了し、演算結果
を信号線117.118上に出力している。信号fIs
128上のセレクト信号によって、第シおよび第3のセ
レクタ22.23は第1の乗算器lの出力を選択する。
マシンサイクル6では第2および第3のセレクタ22.
23で選択された命令Aの演算結果を第8および第9の
バッファレジスタ18.19に取込み、加算器6は7エ
ーズ■の加算を実行する。この時、第2の乗算器2は命
令Bの7エーズ■を実行し、演算結果は信号線119゜
120上に出力される。第2および第3のセレクタ22
、23はこれらの演算結果を選択する。同時に、命令
Cのオペランドは第2のロード信号によって第4および
第5のバッファレジスタ14゜15にセットされ、乗算
器lは命令Cのフェーズ■を開始する。マシンサイクル
7では命令Aのフェーズ■が実行され、命令人の演算結
果は第100バツフアレジスタ20にセットサレ、続イ
て第2のバッファメモリ11に記憶される。いっぽう、
第2および第3のセレクタ22.23 で選択された命
令Bの乗算結果は第8および第9のバッファレジスタ1
8.19にセットされ、加算器6はフェーズVを実行し
て加算を行う。この時、第1の乗算器IKよって命令C
のフェーズ■が演算され、乗算結果は第2および第3の
セレクタ22.23によって選択される。以下、同様に
して命令が繰返して実行される。上記一連の命令の実行
[Thいては一7エーズIVK対して他のフェーズの2
倍の処理時間を要するが、みかけ上輪のフェーズと同様
な高速処理を行う様にサイクル時間を設定しである。
23で選択された命令Aの演算結果を第8および第9の
バッファレジスタ18.19に取込み、加算器6は7エ
ーズ■の加算を実行する。この時、第2の乗算器2は命
令Bの7エーズ■を実行し、演算結果は信号線119゜
120上に出力される。第2および第3のセレクタ22
、23はこれらの演算結果を選択する。同時に、命令
Cのオペランドは第2のロード信号によって第4および
第5のバッファレジスタ14゜15にセットされ、乗算
器lは命令Cのフェーズ■を開始する。マシンサイクル
7では命令Aのフェーズ■が実行され、命令人の演算結
果は第100バツフアレジスタ20にセットサレ、続イ
て第2のバッファメモリ11に記憶される。いっぽう、
第2および第3のセレクタ22.23 で選択された命
令Bの乗算結果は第8および第9のバッファレジスタ1
8.19にセットされ、加算器6はフェーズVを実行し
て加算を行う。この時、第1の乗算器IKよって命令C
のフェーズ■が演算され、乗算結果は第2および第3の
セレクタ22.23によって選択される。以下、同様に
して命令が繰返して実行される。上記一連の命令の実行
[Thいては一7エーズIVK対して他のフェーズの2
倍の処理時間を要するが、みかけ上輪のフェーズと同様
な高速処理を行う様にサイクル時間を設定しである。
本発明を適用しない場合には、フェーズI。
1.1.V、および■に対してもフェーズ■と同様に処
理時間を長く設定しなければならないので、約2倍の処
理時間を要することは勿論であるO 本発明は以上説明した様に、・複数のフェーズを制御す
る制御器と、複数環の演算器と、複数−のセレクタとを
具備してパイプライン制御形情報処理装置を構成し、各
フェーズに対する処理時間を均等化して割当てるととK
より、処理時間の長いフェーズに対してもみかけ上処理
時間の短いフェーズと同様な高速処理を行う様にサイク
ル時間を設定でき、命令の実行速度を実効的に高めるこ
とが可能であると云う効果がある。
理時間を長く設定しなければならないので、約2倍の処
理時間を要することは勿論であるO 本発明は以上説明した様に、・複数のフェーズを制御す
る制御器と、複数環の演算器と、複数−のセレクタとを
具備してパイプライン制御形情報処理装置を構成し、各
フェーズに対する処理時間を均等化して割当てるととK
より、処理時間の長いフェーズに対してもみかけ上処理
時間の短いフェーズと同様な高速処理を行う様にサイク
ル時間を設定でき、命令の実行速度を実効的に高めるこ
とが可能であると云う効果がある。
第1は本発明によるパイプライン制御形情報処理装置の
実施例を示すブロック図、42図は第1図に示すパイプ
ライン制御形情報処理装置の処理過程を示すタイミング
図である。・l、 ・・・乗算器 3・・・汎用レ
ジスタ4・・・アドレス加算器 」・・・キャッシュメ
モリ6・・・加算器 7・・・制御器8.9・
・・バッフアメ篭り 10−・・命令レジスタ 11.12,13,14.15.16.17.18.1
9.20・・・バッファレジスタ 21.2L2B・・・セレクタ 101〜izs・・・信号線 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽
実施例を示すブロック図、42図は第1図に示すパイプ
ライン制御形情報処理装置の処理過程を示すタイミング
図である。・l、 ・・・乗算器 3・・・汎用レ
ジスタ4・・・アドレス加算器 」・・・キャッシュメ
モリ6・・・加算器 7・・・制御器8.9・
・・バッフアメ篭り 10−・・命令レジスタ 11.12,13,14.15.16.17.18.1
9.20・・・バッファレジスタ 21.2L2B・・・セレクタ 101〜izs・・・信号線 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽
Claims (1)
- 命令の取出し・オ″7″′ドや取出し・オゝランドアド
レスの計算、演算の実行、ならびに結果の格納を含む命
令実行処理過程を複数のフェーズに分割して実行をする
手段を具備したパイプライン制御形情報処理装置におい
て、前記複数のフェーズを高速タイミングパルスによっ
て制御するための制御器と、前記複数のフェーズのひと
つに対応し、且つ、前記演算の実行に要する処理時間を
短縮するために相互に接続してあって並列処理を行うた
めの複数筒の演算器と、前記制御器の指示によって前記
複数筒の演算装置の出力を選択するための複数筒のセレ
クタとを具備し、前記複数のフェーズのそれぞれに対応
する処理時間を均等化して割当てて構成したことを特徴
とするパイプライン制御形情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57051689A JPS58168151A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | パイプライン制御形情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57051689A JPS58168151A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | パイプライン制御形情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168151A true JPS58168151A (ja) | 1983-10-04 |
Family
ID=12893861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57051689A Pending JPS58168151A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | パイプライン制御形情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168151A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60193045A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-01 | Nec Corp | パイプライン演算装置 |
| JPS60201442A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-11 | Nec Corp | デ−タ処理装置 |
| JPS61241832A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-28 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | パイプライン式プロセツサ |
| JPH0328898A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-07 | Pioneer Electron Corp | データ処理装置 |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP57051689A patent/JPS58168151A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60193045A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-01 | Nec Corp | パイプライン演算装置 |
| JPS60201442A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-11 | Nec Corp | デ−タ処理装置 |
| JPS61241832A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-28 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | パイプライン式プロセツサ |
| JPH0328898A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-07 | Pioneer Electron Corp | データ処理装置 |
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