JPS604492B2 - 計算機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロプログラムと機械語プログラムとで相
互交信を行なうことのできる計算機に関する。

従来の計算機においては、プログラムは機械語命令の羅
列で表現され、計算機はその機械語命令間の関係を意識
せずに機械語命令を逐一取り出し、実行する。

従って、例えば、プログラムのある位置から他の位置ま
でのシークェンスを別のシークェンスが呼び出して実行
するとき、前者シークェンスの最後に予め分岐命令を埋
め込んでおく必要がある。また、プログラムの一部シ−
クェンスを条件が成立するまで繰返し実行するような制
御においても、プログラムの然るべき位置に制御のため
の命令を埋め込んでおく必要がある。このような方式で
は命令埋め込みのための前処理が必要なばかりでなく、
命令数が増加して実行時間も余分にかかるという欠点が
ある。本発明の目的はこれらの欠点を除くためにマイク
ロプログラムと機械語との間で制御のやりとりをするこ
とのできる計算機を提供することにある。

本発明の他の目的はマイクロプログラムからプログラム
上の指定された部分の実行を起動することが可能な計算
機を提供するにある。

本発明の別の目的はマイクロプログラムから起動された
プログラムの指定された位置の実行が終了したときその
プログラムを起動したマイクロプログラムに制御を戻す
ことが可能な計算機を提供するにある。

即ち、本発明の計算機は、プログラム上の第１の位置を
保存する第１の貯蔵手段と、前記プログラム上の第２の
位置を保持する第２の貯蔵手段と、前記プログラム上の
第１の位置から前記プログラム上の第２の位置までのプ
ログラムシークェンスを起動し前記プログラムシークェ
ンスの実行が終了した後の戻りのマイクロ命令位置を保
存するマイクロ命令を実行する手段と、前記戻りのマイ
クロ命令位置を保存する第３の貯蔵手段と、実行中の前
記プログラムシークェンスの命令位置が前記第２の貯蔵
手段の内容と一致するか否かを時々刻々調べる検出手段
と、この検出手段が一致を検出したとき前記第３の貯蔵
手段で指示されるマイクロ命令位置に制御を戻す手段と
を具備し、マイクロプログラムから前記プログラム上の
指定されたシークェンスの実行を制御する。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図の〔ＳＯＵＲＣＥ〕は、ＦＯＲＴＲＡＮ言語のＤ
Ｏ命令を例示したもので、ステートメント０１０１から
１０００までを５回線返し実行するプログラムを示して
いる。第１図の〔ＯＢＪＥＣＴ〕（機械語命令列）は、
従来の計算機における上記ＤＯルーチンの機械語オブジ
ェクトの一例である。ここで命令ステップ００１００、
０１０００、０１００１は〔ＳＯＵＲＣＥ〕のステート
メント０１００を実現するために挿入された制御のため
の命令で、通常はコンパイラが発生し、マイクロプログ
ラムが前記各命令ステップ毎に読み出し、実行を繰返し
て実現される。第２図は第１図の〔ＳＯＵＲＣＥ〕に対
応する本発明に用いられる機械語オブジェクトの一例で
、ステップ番号０１００のＤＯ命令が０１０１から１０
００までを５回繰返して実行する命令であることを示し
ている。

第３図は第２図の機械語を実現するマイクロプログラム
の例を示しており、第４図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図である。

第４図は説明簡単化のため本発明の説明に必要な部分に
ついてのみ示してあり、従来のマイクロプログラム制御
計算機において行なわれている部分についてはとくに記
述していない。即ち、第４図のマイクロプログラム制御
装置４０１は、マイクロプログラム議出しレジスタ、マ
イクロプログラム解読回路、アドレス計算等のための演
算回路、シフト回路、マスク回路および内部レジスタ等
を備えた通常のマイクロプログラム制御装置であり、マ
イクロプログラムシークェンスカウンタ４１０もこ制御
記憶装置４１１の番地を与えてマイクロ命令を読出し、
その内容によって種々の制御信号を発生する。なお、上
の制御装置４０１の詳細な構成や動作は１９７２丑こ情
報処理学会から発行された刊行物「情報処理」（Ｖｏｌ
．１４、Ｎｏ．６）の第３７９頁−第３８７頁（特に図
２）に説明されている。また、ＳＴＡＲＴ４０２及びＥ
ＮＤ４０３は、マイクロプログラムから起動すべき機械
語ルーチンのそれぞれ開始及び終了番地を保存するレジ
スタであり、本発明で実行されるＤＯ命令においては、
ＳＴＡＲＴ４０２にはＤＯ命令の直後の機械語番地（第
２図の０１０１）が格納され、ＥＮＤ４０３にはＣＯＮ
ＴＩＮＵＥ文の機械語番地（第２図の１０００）が格納
される。ＰＳＣ４０４はプログラムシークエンスカウン
タであり、この内容で指される主記憶装置４０６の番地
から機械語が取り出される。ＤＯ命令を実行するマイク
ロプログラムは、起動すべき機械語シークェンスの開始
番地（ＳＴＡＲＴ４０２に格納されている）をＰＳＣ４
０４に与えることによって、そのシークェンスを起動す
る。比較回路４０５は、マイクロプログラムから起動さ
れた機械語シークェンスの主記憶番地（ＰＳＣ４０４の
内容で、機械語ステップ毎に更新される）と、ＥＮＤ４
０３の内容とを時々刻々比較し、一致したときフリッブ
フロップ（以下ＦＦと称す）４０７をセットするための
回路である。ＲＴＮ４０８はマイクロプログラムが起動
した機械語シークェンスの最終機械語命令が実行された
後の戻りのマイクロ命令番地を格納するレジスタである
。前記制御装置４０１は、ＦＦ４０７がセットされたこ
とを検出すると、レジスタＲＴＮ４０８の内容をＭＳＣ
４１０にロードすることによってＤＯ命令のマイクロプ
ログラムに制御を戻す。次に第３図のマイクロルーチン
の流れを第４図と対応させながら更に詳細に説明する。

マイクロプログラム制御は第３図のＭＯＯＯから始まる
主記憶装置４０６内の機械語命令取出しフェーズの実行
に端を発する。

即ち、第４図においてマイクロプログラム制御装置４０
１‘まマイクロプログラムアドレスＭＯＯ０を発生し、
母線４３０、マルチプレクサ（以下ＭＰＸと称す）４０
９および母線４３１を介してＭＳＣ４ １ ０‘こＭＯ
ＯＯがセットされると、制御記憶装置４１１から１つの
マイクロ命令が取り出され、マイクロプログラム制御装
置４０１がこれを解読して種々の制御信号を発生した後
、次のマイクロ命令が取り出される。このマイクロ命令
の実行の繰返し‘こよって読み出された機械語命令のオ
ペレーションコード（命令指示コード）のビットパター
ンを前記装置４０１内の図示していない解読回路が解読
した結果、ＤＯ命令であることが判ると、マイクロプロ
グラム制御は第３図のＭＯＩＯから始まるＤＯ命令実行
フェーズに入る。機械語ＤＯ命令は、第２図０１００ス
テップに示されており、繰返し実行すべきルーチンの最
終番地（１０００）と、繰返し回数（５）とをパラメー
タとして持っており、命令取出しフェーズにおいてこれ
ら二つのパラメータと、繰返しルーチンの先頭番地であ
るＤＯ命令の直後の番地（０１０１）が前記制御装置４
０１の内部レジスタ（図示していない）に保存される。
第３図のＭＯＩ０、ＭＯＩ１、ＭＯ１２ステップでは上
記繰返し回数を保存した後、繰返しルーチンの開始番地
を母線４２０を介してＳＴＡＲＴ４０２レジスタにセッ
トし、終了番地を母線４２２を介してＥＮＤ４０３レジ
スタにセットする。ステップＭＯ１３では信号線４３４
を介して一致フリップフロップＦＦ４０７をリセットし
、戻りのマイクロ命令アドレスＭＯ１４を母線４２８を
介してＲＴＮ４０８‘こセットした後、ＳＴＡＲＴ４０
２に格納されている機械語ルーチンの開始番地を母線４
２１を介してプログラムシークェンスカウンタＰＳＣ４
０４に転送し、マイクロプログラムの機械語命令取出し
開始番地ＭＯＯＯをＭＳＣ４ １ ０１こセットする。
以後、制御記憶装置４１１内のマイクロルーチンを用い
てＰＳＣ４０４で指される主記憶装置４０６の記憶位置
からの機械語の取り出し、実行、ＰＳＣ４０４の更新を
繰返す動作を前記制御装置４０１は行なう。上記動作に
よって起動された機械語ルーチンの実行の間、ＰＳＣ４
０４及びＥＮＤ４０３の内容はそれぞれ母線４２４およ
び４２３を介して比較回路４０５に送らて比較され、一
致すると比較回路４０５は信号線４２６を介してＦＦ４
０７をセットする。マイクロプログラムの機械語取出し
ルーチンの先頭である第３図のＭＯＯＯステップではマ
イクロプログラム制御装置４０１が信号線４２７を介し
てＦＦ４０７がセットされているか否かをテストする。
テストの結果、セットされていることが検出されると、
前記制御装置４０１はＲＴＮ４０８の内容を母線４２９
、ＭＰＸ４０９、および母線４３１を介してＭＳＣ４１
０に送るよう信号線４３３に信号を印放してＭＰＸ４０
９を切換える。この動作によってマイクロプログラム制
御は第３図のＭＯ１４ステップの実行へと移る。ＭＯ１
４ステップではＦＦ４０７をリセットし、くり返し回数
ＣＯＵＮＴを減算して、もし再び機械語を実行するとき
にはＭＯ１３ステップへ分岐し、そうでなければ次のＭ
Ｏ１５へ進んでＤＯ命令の最終処理を行なう。以上、本
発明の計算機を説明するために、簡単な例について述べ
たが、これは単なる一例にすぎず、本発明の範囲を限定
するものではない。

即ち、上記説明ではＦＯＲＴＲＡＮの言語のＤＯ命令を
例に挙げたが、その他の言語においても、機械語のシー
クェンスを起動する命令であれば適用が可能である。例
えば、ＣＯＢＯＬ言語のＰＥＲＦＯＲＭ命令の一つであ
る ＰＥＲＦＯＲＭ Ａ ＴＨＲＵ Ｂ Ｎ ＴＩＭＥＳ
．の命令は、処理手順Ａの開始番地と処理手順Ｂの終了
番地をそれぞれ第４図のＳＴＡＲＴ４０２及びＥＮＤ４
０３に格納し、これをＮ回線返して実行するマイクロプ
ログラムを作ることにより、全く同様に実行できる。

上記説明では、ＤＯ命令で実行されるプログラムシーク
ェンスの中にＤＯ命令を含むこと（ＮＥＳＴ）は許され
ないが、第４図のレジスタＳＴＡＲＴ４０２，ＥＮＤ４
０３，ＲＴＮ４０８及び内部レジスタ（図示していない
）（第３図のマイクロルーチンのＭＯＩ０、ＭＯ１４で
使用）の代わりにＬＩＦＯ型のレジスタフアィル（スタ
ツク）を用いて、プッシュダウンやポップアップの制御
を付加すれば前記ＮＥＳＴ処理が実行できる。

このときには、一致フリップフロツプＦＦ４０７のセッ
ト及びリセットを適切な制御の下に行なう必要があるこ
とは言うまでもない。上記説明では、プログラムシーク
ェンスの最終命令が実行されたか否かをマイクロ命令で
テストする（第３図のＭＯＯＯステップ）方法について
述べたが、この部分は組み合わせ回路（ハードウェア）
によって実現することも可能である。

上記説明では、番地の貯蔵手段としてレジスタを用い、
プログラムシークェンスの最終番地実行の検出手段とし
て比較回路を用いているが、これらの一部または全部が
マイクロプログラムで実現されてもよい。

また、上述の例では、ＦＯＲＴＲＡＮ言語のＤＯ命令を
例にとって、指定された回数だけ機械語シークェンスを
繰返す制御について述べたが、指定された条件を満たす
まで繰返すような制御についても適用が可能である。

例えばＣＯＢＯＬ言語のＰＥＲＦＯＲＭ Ａ Ｔ
ＨＲＵ Ｂ ＵＮＴＩＬＣＯＮＤＩＴＩＯＮ．と
いう命令は、ＡからＢまでのシークェンスを実行する毎
にＣＯＮＤＩＴＩＯＮで示される条件を調べ、条件が満
たされるまでくり返し実行することを指示しており、こ
れを本発明の計算機で実現するためには、第３図のＭＯ
１４ステップ以降に、条件を調べてその結果により条件
分岐する制御を付加すればよい。

ここで、条件を調べる制御はマイクロプログラムで書か
れていてもよいが、ここで再びＤＯ命令に相当する動作
を行なわせて、機械語プログラムで書かれた条件試験ル
ーチンを呼出すこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦＯＲＴＲＡＮ言語のＤＯ命令を含むソースプ
ログラムとそれに対応する従来の計算機における機械語
オブジェクトの例を示す図、第２図は第１図のソースプ
ログラムに対応する本発明の計算機を用いる機械語オブ
ジェクトの例を示す図、第３図は第２図の機械語ＤＯ命
令を実行するマイクロルーチンを示す図および第４図は
本発明の一実施例を示すブロック図である。 第４図において、４０１はマイクロプログラム制御装置
、４０２はしジスタ（ＳＴＡＲＴ）、４０３はしジスタ
（ＥＮＤ）、４０４は力ウンタＰＳＣ、４０５は比較回
路、４０６は主記憶装置、４０７はフリツプフロツプ、
４０８はしジスタ（ＲＴＮ）、４０９はマルチプレクサ
、４１０は力ウン夕（ＭＳＣ）、４１１は制御記憶装置
である。 オー図オ２図 オ３図 オ４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プログラム上の第１の位置を保存する第１の貯蔵手
   段と、前記プログラム上の第２の位置を保存する第２の
   貯蔵手段と、前記プログラム上の第１の位置から前記プ
   ログラム上の第２の位置までのプログラムシークエンス
   を起動し前記プログラムシークエンスの実行が終了した
   後の戻りのマイクロ命令位置を保存するマイクロ命令を
   実行する手段と、前記戻りのマイクロ命令位置を保存す
   る第３の貯蔵手段と、実行中の前記プログラムシークエ
   ンスの命令位置が前記第２の貯蔵手段の内容と一致する
   か否かを時々刻々調べる検出手段と、この検出手段が一
   致を検出したとき前記第３の貯蔵手段で指示されるマイ
   クロ命令位置に制御を戻す手段とを具備しマイクロプロ
   グラムから前記プログラム上の指定されたシークエンス
   の実行を制御するようにしたことを特徴とする計算機。