JPS61285537A - マイクロプログラム制御によるデ−タ処理装置 - Google Patents

マイクロプログラム制御によるデ−タ処理装置

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JPS61285537A
JPS61285537A JP12609485A JP12609485A JPS61285537A JP S61285537 A JPS61285537 A JP S61285537A JP 12609485 A JP12609485 A JP 12609485A JP 12609485 A JP12609485 A JP 12609485A JP S61285537 A JPS61285537 A JP S61285537A
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伸一朗 山口
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Hiroaki Nakanishi
宏明 中西
Kenji Hirose
広瀬 健二
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Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、マイクロプログラム制御データ処理装置に係
シ、特にマイクロ命令制御の一部をナノプログラムによ
多制御する装置に好適なマイクロプログラム制御データ
処理装置に関するものである。
〔発明の背景〕
演算の種類を示すオペコードと演算の対象となるオペラ
ンドを示すオペランド指定子より成る命令では、ソース
となるオペランド(ソースオペランド)がメモリ上ある
い社レジスタ上のどちらに存在するかという情報は、オ
ペコードでは与えられずソースオペランドのオペランド
指定子で与えられる。このためマイクロ命令先順アドレ
スを、オペコードのみを基に生成するならば、ソースオ
ペランドの所在が認識されない。また、オペランド指定
子まで含めてマイクロプログラム先頭アドレスを生成す
れば、オペランドの所在がメモリかレジスタかによって
マイクロプログラムを分ける必要が生じ、マイクロプロ
グラム容量の増加を招く。そこで一般には特開昭59−
79354号、59−58546号で述べられているよ
うに、オペコードによってのみマイクロプログラムの先
頭アドレスを生成し、オペランドの差異はサブルーチン
又はナノプログラムで吸収するととKよってマイクロプ
ログラム容量を抑える方法が採られる。
第4図は、ナノプログラムによる方式でのデータ処理装
置における実行ユニット(Eユニット)のマイクロプロ
グラムフローを示すもので、第4図(a)が、ナノプロ
グラム起動のためのマイクロ命令であυ、第4図(b)
がンースオベランド読み出しナノプログラム70−であ
る。第1図(a) K示すように、マイクロプログ2ム
中に@0PDA#又は=OFDB”のパターンが存在す
ると、第4図世)に示すナノプログラムが起動され、第
1ステツプ400においてソースオペランドの所在を判
定してメモリ上あるいはレジスタ上に存在するオペラン
ドをソースオペランドとしていた。しかし、このような
方式ではオペランドの所在の判定が必要となシ、実行時
間の低下を招いていた。
本発明は、ナノプログラム制御を用いた時に生じる、こ
の実行速度低下を最小限に抑えるためになされたもので
ある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、オペランドの所在の判定によって実行
速度低下が生じないマイクロプログラム制御データ処理
装置を提供するととKある。
〔発明の概要〕
本発明では、マイクロ命令中に”OPD”のパターンが
存在すると、まず、ソースオペランドがレジスタである
としてレジスタ読み出しと転送を行い、同時にそのサイ
クルでナノプログラムによってオペランドの所在の判定
を行う。そして、オペランドがメモリであった場合には
、ディスティネーションへの書き込みパルスをマスクす
ると共にメモリへの読み出し起動を行う。従って1本発
明によれば、レジスタ間転送又はメモリ読み出し起動と
ナノプログラムによるオペランド所在の判定が同時に行
われるために、オペランドがレジスタの場合もメモリの
場合も実行速度の低下がない。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例の詳細を図を用いて説明する。
第2図は、本発明に適用したマイクロプログラム制御デ
ータ処理装置の一実施例の全体構成を示すブロック図で
ある。このデータ処理装置は、主記憶装置(略称MM)
200、主記憶制御装置(略称MCU)205、命令準
備ユニット(略称IFU)210、命令解読&アドレス
演算ユニット(略称DAU)215、命令実行ユニット
(略称EU)220から構成される。
第2図において、MM200は命令及びこの命令が扱う
オペランドを記憶する装置で、IFU210tl!MM
200から読み込むべき命令をMCU2O5を介してI
FU内の命令一時格納場所に取シ込む。
DAU215IriIFU210内の命令一時格納場所
から命令を読み込み、オペレーションを指定するオペコ
ードをデコードしてマイクロプログラムの先頭アドレス
を生成する。それと同時にオペランド指定子をデコード
して、オペランドの種類と、オペランドが存在するアド
レスを生成する。EU220は信号線14Aを介してマ
イクロプログラム先頭アドレスを取り込み、信号線14
Bを介してオペランドのアドレスを取シ込み、信号線1
4Cを介してオペランドの種類を取り込み、信号線15
Aを介してオペランドの取シ込み起動信号をMCU2O
5へ送出し、信号線15Bを介してオペランドの取シ込
み完了信号t−MCU2O5より受は取シ、信号線15
Cを介してオペランドを取シ込み、命令の実行を行う。
本発明は、マイクロ命令の実行制御方式に係シ、これは
第3図のEU220の部分に特徴がある。
そこで第3図により更に詳しく説明する。
第3図は、EU220の詳細を示すブロック図である。
EU220はマイクロプログラム制御部(略称EC0N
T)300.2ボートのレジスタファイル(略称REF
)325.レジスタファイルのアドレスレジスタ(略称
BRAR)305.L/ジスタフアイル人ボートのアド
レスセレクタ(略称R8ELA) 310、レジスタフ
ァイルBボートのアドレスセレクタ(R8ELB) 3
15 、レジスタファイルのディスティネーションのア
ドレスセレクタ(略称DADR)327.演算器(略称
ALU)340、メモリ上に存在するオペランドの一時
格納レジスタ(略称0BR)320%ALU340のA
ボートの入力セレクタ(略称ASELA)330、AL
U340のBボートの入力セレクタ(略称ASELB)
335、メモリ上に存在するオペランドのアドレスを格
納するレジスタ(略称MAR,)345から構成される
。
第3図において、EC0NT300はDAU215から
の信号を信号線14A、140を介し、MCU2O5か
らの信号を信号1fA15Bを介して取シ込み、EU2
20内の動作を制御する信号を信号線20B、20C,
21A、21B、22,23A。
23B、15A及び25C’t”介して送出する。
BRAR,305はオペランドがレジスタの時に信号1
1114B上のデータ、レジスタアドレスを保持してお
シ信号線20Aを介しREF 325のアドレスを送出
する。R8ELA310は20A又は20B上のレジス
タアドレスを選択し、REF325のAボート用レジス
タアドレスを信号線25Aに送出する。R8BLB31
5もR8ELA310と同様である。DADR327は
レジスタファイルのディスティネーションアドレスセレ
クト信号線250の制御によって25A又は25Bのア
ドレスをB、Ell’325のディスティネーションア
ドレスとして選択する。REF325は書き込みデータ
をデータバス30Cから取り込み、読み出しデータはデ
ータバス30A、30Bへ送出する。MAR345には
、オペランドがメモリ上に存在する場合のメモリアドレ
スが格納される。0BR320には。
MM200からのデータが信号線15Cを介して取り込
まれる。ALU340のAボー−ト入力を指定するセレ
クタASELA330は、信号線27又は26A上のい
ずれかのデータを選択し人LU340のAボート用デー
タ信号線28Aに送出する。
ASELB335もASEI、A330と同様である。
ALU340によって演算されたデータVi、データバ
ス300に送出される。
EU220の中で、マイクロプログラム制御部EC0N
T300が本発明に特に係るため、第1図によ!l) 
EC0NT 300の構成を詳しく説明する。
EC0NT300は、マイクロ命令の格納、読み出し、
デコードを行うマイクロプログラムデコーダ(略称MP
DEC) 100、マイクロ命令読み出しアドレスを選
択するセレクタ(略称MPADH)105、ナノプログ
ラムの格納、読み出し、デコードを行うナノプログラム
デコーダ(NPDEC)工10、レジスタファイルAボ
ートアドレスを選択するためのセレクト信号を生成する
デコーダ(略称RADRA)115、レジスタファイル
Bボートアドレスを選択するためのセレクト信号を生成
するデコーダ(略称RADRB) 117、ナノプログ
ラム終了を検出するORゲート(略称OR)120゜A
LUのAボート入力を選択するためのセレクト信号を生
成するデコーダ(略称ALUA)130、ALUのBボ
ート入力を選択するためのセレクト信号を生成するデコ
ーダ(略称ALUB)132゜レジスタファイルへの書
き込み信号を生成するANDゲ−)(略称AND)13
5,150゜ORゲート(略称0R)155、MCU2
O5へのオペランド読み出し起動信号を生成するNOT
ゲート(略称N0T)145、ORゲート(略称0R)
140、ANDゲート(略称AND)160、ナノ命令
中処“↑0PDREG↑”のパターンを検出するデコー
ダ(略称几EG)165から構成される。
第1図において、 MPDEC100は、マイクロプロ
グラム先頭アドレスを信号線14Aを介し取シ込み、信
号線4OA、40Bの制御を受けてマイクロ命令のアド
レスを決定し、読み出し、解読する。NPDECllo
 #lj:、マイクロ命令中にALUOAポート側の入
力として一0PDA”のパターンが存在する場合Fi@
l’、存在しない場合には@O”の信号を信号線45A
を介し受は取シ。
11”の時K、ナノプログラムを読み出し、解読を行う
。@0PDB”のパターンが存在する場合も@0PDA
”と同様である。REGI 65は、ナノ命令を信号線
46を介して受は取シ、オペランドがレジスタ上に存在
するかという1↑0PDR,EG’のパターンの存在を
判定し、存在する場合は、信号線47を介して@1#を
出力する。REG165の判定が決定するまでの間に%
RADR,A115は、第7図(a)、(b)に示すよ
うに、”0PDA’のパターンが存在する場合には、無
条件に′1”を出力し、レジスタファイルAボートのア
ドレスとじてBRAR305を選択させる。RADRB
 117も几ADRI 15と同様である。ALUA1
30は、第6図(a)、 (b)に示すように、”0P
DA”のパターンが存在する場合%0BR320にメモ
リ上データの読み出し完了信号を信号線15Bを介して
受けとるまでは、無条件に@1”を出力し、ALU。
Aボート入力として、データバス30Bを選択させる。
ALUB 132もALUAI 30と同様である。
上記に示すように、マイクロ命令中に@0PDA’又は
’0PDB”が存在する場合、ナノプログラムが起動さ
れ、ナノ命令で、オペランドがメモリ上又はレジスタ上
のどちらに存在するかを判定している間に、マイクロ命
令では、オペランドがレジスタ上に存在すると仮定し、
レジスタ上のデータはディスティネーションであるレジ
スタファイルまで転送され、後は書き込み起動信号を待
つだけとなっている。
AND150は信号線47が1#の時(ナノ命令中に↑
0PDREG↑のパターンが存在する時)かつ信号線1
4Cが″l”の時(オペランドがレジスタ上に存在する
時)に、信号線50を介して@1#を出力する。AND
 135は、信号線50が″l#の時かつ信号線43A
が11#の時(マイクロ命令中でディスティネーション
がレジスタファイルの時)に、信号線51を介して1#
を出力する。0R155は、信号線51が′1”の時又
は信号線15Bが11”の時(OBR320へのデータ
書き込み終了時)に、信号線22を介して61”を出力
し、レジスタファイルへの書き込み起動をかける。AN
D160は、信号線47が@1”の時かつ信号線48が
′1#の時(信号線14(にt@o”であり、N0T1
45によって信号線48は1”、すなわち、オペランド
がメモリ上に存在する時)に、信号線49を介して1#
を出力する。OR,140は、信号線49が“1#の時
又は信号線43Bが′1“の時(マイクロ命令中でメモ
リ上データの読み出し起動をかけている時)に、信号線
15Aを介して“1”を出力し、メモリ上データの読み
出し起動をMCU2O5へ送出する。0R120は、信
号線50が’1’+7)時又は信号線44が′1″の時
(ナノ命令中に、ナノプログラム終了のパターンが存在
する時)に。
信号線41Aを介して1”を出力する。マイクロプログ
ラムカウンタMPADR105Fi、第5図(a)。
■)に示すように、信号線41Aが″0”の時(ナノプ
ログラム実行中)には、信号線40Aは@O#。
信号線40Bも′0#を出力し、新たなマイクロ命令の
読み出しを禁止する。
上記に示すように、ディスティネーションであるレジス
タファイルへの書き込み信号待ちとなっていたデータは
、ナノ命令によるオペランド所在判定によって、オペラ
ンドがレジスタ上に存在する場合は、レジスタファイル
書き込み信号線22によってレジスタファイルへの書き
込みを許される。オペランドがメモリ上に存在する場合
には、信号線22によって、レジスタファイルへの書き
込みが禁止され、メモリ起動信号線15Aによってメモ
リ読み出し起動がかかる。OBR,にメモリ上のデータ
取り込みが完了すると、ALUの入力は、信号線23A
又は23Bによって強制的にOBRとなシ・ディスティ
ネーションであるレジスタファイルへ書き込まれる。
なお信号線25Cはレジスタファイルのディスティネー
ションアドレスセレクト信号、信号線20AはREF3
25のAボートのリテラルアトL/スe示Lm信号!2
0BflREF3250Bボートのリテラルアドレスを
示す。
第8図は、第1図、第2図及び第3図で説明したデータ
処理装置の命令実行時間ツ) (EU220)の転送命
令のマイクロプログラム例を示すものである。第8図(
a)、第1ステツプ800の中での’0PDA”又は@
0PDB”が現われることによって、第8図(b)で示
されるナノプログラムが起動される。第1ステツプ81
0では、ソースオペランドがメモリ上又はレジスタ上の
いずれに存在するかの判定と同一サイクルでレジスタ上
のオペランドをディスティネーションへ書き込む又はメ
モリ読み出し起動を行う。第2ステツプ820では、メ
モリ上データの読み出し待ちを行い、ディスティネーシ
ョンへの書き込みを行う。第1ステツプ810でソース
オペランドがメモリ上に存在することが認識されると、
0R155の出力信号線22が′0″となりレジスタ上
のソースオペランドのディスティネーションへの書き込
みを禁止する。それと同時にOR,140の出力信号1
5Aが@l”となシ、メモリ読み出し起動をかける。
第2ステツプ820では、メモリ読み出し待ちを行い、
信号線15Bが“1”となシ、ソースオペランドの準備
が完了したという条件で、0BR320のデータはAL
U340を通り、ディスティネーションへの書き込みが
行われる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ソースとなるオペランドの所在をナノ
プログラムで判定し、そのナノプログラムのステップ数
を短縮することができ、命令実行時間の短縮とマイクロ
プログラム容量の削減を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、第3図の内の本発明に係わる部分の詳細なブ
ロック図、第2図は1本発明を適用するデータ処理装置
全体を示すブロック図、第3図は。 第2図の内の本発明に係わる部分の詳細なブロック図、
第4図は、従来方式のナノプログラムフローを示す図、
第5図、第6図、第7図は、それぞれ第1図の内の本発
明に係わる部分の詳細を示す説明図、第8図は、本発明
を使用した場合のナノプログラムフローを示す図である
。 105.115,117,130,132・・・デコー
ダ、305,310,315,327,330゜335
.320・ L/レジスタ120,135゜140.1
45,150,155,160川グー)、325・・・
レジスタファイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、演算の種類を指定するオペレーションコードとオペ
    ランドの所在を指定するオペランド指定子が互いに独立
    している命令体系を持ち、該命令(以下マクロ命令と称
    す)を格納するメモリ装置と該メモリ装置よりマクロ命
    令を読み出して、これを実行する命令実行装置より成り
    、マクロ命令のオペランド指定子で指定されるオペラン
    ドが、メモリ装置内の特定のメモリセル又は、命令実行
    装置内のレジスタであり、命令実行装置の制御がマイク
    ロプログラムによつて行われ、マイクロプログラムには
    少なくとも演算のソースとディスティネーションを制御
    するフィールドを持つデータ処理装置において、マイク
    ロプログラムのソースを制御するフィールドに特定のパ
    ターンを設け、命令の解釈実行時、該特定のパターンが
    検出された場合には、ソースオペランドとしてレジスタ
    を指定し、レジスタの読み出しを行うようにしたことを
    特徴とするマイクロプログラム制御によるデータ処理装
    置。 2、特許請求の範囲第1項において、特定のパターンが
    存在した時に、オペランド指定子によつて指定されるソ
    ースオペランドが、メモリセルかレジスタかを判定可能
    な手段を具備し、オペランドがメモリセルと判定された
    場合には、マイクロプログラムのディスティネーション
    フィールドで指定されるディスティネーションオペラン
    ドへの書き込みを禁止する手段を具備することを特徴と
    するマイクロプログラム制御によるデータ処理装置。
JP12609485A 1985-06-12 1985-06-12 マイクロプログラム制御によるデ−タ処理装置 Granted JPS61285537A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57756A (en) * 1980-06-04 1982-01-05 Hitachi Ltd Data processor
JPS58146941A (ja) * 1982-02-26 1983-09-01 Hitachi Ltd マイクロプログラム制御デ−タ処理装置

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS58146941A (ja) * 1982-02-26 1983-09-01 Hitachi Ltd マイクロプログラム制御デ−タ処理装置

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