JPS62174833A - デ−タ処理システム - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明はデータ処理技術さらには、プログラム制御方
式のシステムにおける命令形式に適用して有効な技術に
関し１例えば、ポインタとなるレジスタを用いたアドレ
ス指定を行なう場合の命令形式に利用して有効な技術に
関する。

［従来技術］ 従来、［株］日立製作所製ＨＤ６８０００のようなマイ
クロプロセッサでは、スタックポインタやフレームポイ
ンタ等種々のポインタレジスタを用いてアドレス指定を
行なう命令の実効アドレス指定部が６ビツトで構成され
ている。そして、この６ビツトのうち３ビツトでアドレ
ッシングモードを指定し、かつ残りの３ビツトでポイン
タとして使用するレジスタの番号を指定するようにされ
ていた（［株］日立製作所、１９８２年９月発行、「日
立マイクロコンピュータ、ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＥＲ
ＤＡＴＡ　ＢＯＯＫ、８／１６ビツトマイクロコンピユ
ータ」第９０２頁、第９４５頁〜９５２頁参照）。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記命令形成によると、ポインタとして使用するレジス
タを実効アドレス指定部内の３ビツトで指定しているの
で、指定できるレジスタの数が８本に限定されてしまう
。しかるに、マイクロプロセッサの高機能化に伴い内蔵
させたいレジスタの数はますます多くなると予想される
。

そこで、より多くのレジスタを指定できるようにするた
め実効アドレス指定部内のレジスタ指定フィールドを４
ビツト以上にする方法が考えられる。しかしながら、マ
イクロプロセッサの各命令長は、メモリ構成等より８ビ
ツト幅単位か１６ビツト幅単位にしておきたい。ここで
、レジスタ指定フィールドを大きくすると、オペレーシ
ョンコード指定部の幅か狭くなって命令の種類が減少さ
れてしまう。これを回避するには、その命令を２ワ一ド
以上に分けてやらなければならない。例えば１６ビツト
幅単位の場合、多くの命令が少なくても３２ビツト長に
なってしまう。そのため、命令のワード数が大きくなっ
て、プログラムの実行速度が遅くなってしまうとともに
、メモリの使用効率も悪くなるという問題点があった。

この発明は、プログラムの実行速度やメモリの使用効率
をほとんど低下されることなく、数多くのレジスタをア
ドレスポインタとして使用できるようなマイクロプロセ
ッサの命令形式を提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、実効アドレス指定部の一部のビットが特定の
状態（コード）になったならば、そのコードを本来の機
能として用いずに、その命令に続く拡張部内にポインタ
となるレジスタの番号が入っている命令であることを指
定するような命令形式とするものである。

［作用］ 上記した手段によれば、実効アドレス指定部の大きさを
変えることなく拡張部でレジスタ番号を指定できると共
に、特定のレジスタについては従来どおり実効アドレス
指定部で指定できるという作用により、プログラムの実
行速度やメモリの使用効率をほとんど低下させることな
く、数多くのレジスタをアドレスポインタとして使用で
きるようにするという上記目的を達成することができる
。

［実施例１］ 第１図には、本発明により提案されたポインタを使用す
る命令のような実効アドレス指定部を有する命令のフォ
ーマットの一例が示されている。

同図において、符号○Ｐで示されているのは。

オペレーションコードの入るオペレーション指定部、符
号ＥＡで示されているのは、実効アドレス指定部である
。この実効アドレス指定部ＥＡは６ビツトで構成されて
おり、このうち、符号ＭＤで示される３ビツトのフィー
ルドはアドレッシングモードを指定するのに使用される
。また、残りの３ビツトのフィールドは、原則としてレ
ジスタ番号を指示するのに使われる。

ここで１ｇ則といったのは、次のようにレジスタ番号指
定フィールドＲｎがアドレッシングモード指定フィール
ドＭＤの一部になる場合があるからである。

すなわち、この実施例では、アドレッシングモード指定
フィールドＭＤによって例えば第１表ａ〜ｇに示すよう
に各アドレッシングモードが定義される。これらのアド
レッシングモードａ−ｇでは、各命令がレジスタ番号指
定フィールドＲｎ内にレジスタ番号Ｒ８−Ｒ７が入るよ
うにされた第１図（Ａ）のようなフォーマットになる。

しかして、アドレッシングモード指定フィールドＭＤが
ｒｌ　１１Ｊにされた場合には、第１図（Ａ）における
実効アドレス指定部ＥＡ全体がアドレッシングモード指
定フィールドＭＤとされる。そして、このアドレッシン
グモードでは、その命令は第１図（Ｂ）に示すように、
実効アドレス指定部ＥＡを含む命令ワードに続く拡張部
ＥＸにレジスタ番号が入るようなフォーマットにされる
。このようなフォーマットをとるアドレッシングモード
として、特に制限されないが、この実施例では拡張レジ
スタ直接と、拡張レジスタ間接の２つのモードを用意し
た。第１表り、ｉにその場合の実効アドレス指定部ＥＡ
のコードの一例が示されている。すなわち、第１図（Ａ
）におけるレジスタ番号指定フィールドＲｎに入るコー
ドによって新しい２つのアドレッシングモードを区別し
ている。また、この実施例では、拡張部ＥＸとして１バ
イトを割り当ててやることにより、最大２５６本までレ
ジスタを指定することができるようにされている。

以上説明したように、この実施例では、アドレッシング
モード指定フィールドＭＤが特定のコード（「１１１」
）にされた場合には、レジスタ番号指定フィールドＲｎ
を含めてアドレッシングモード指定フィールドとして扱
い、その場合レジスタ番号はその命令ワードに続く拡張
部ＥＸに入れるようにしたので、ポインタとして使用で
きるレジスタの数を増加させることができる。

また、拡張部ＥＸでレジスタ番号を指定する上記アドレ
ッシングモード以外のモードでは、従来と同じように６
ビツトの実効アドレス指定部ＥＡでアドレッシングモー
ドとレジスタ番号を指定できるので、所定のレジスタに
ついては拡張部を使わずに１命令ワードで指定できると
いう作用により、プログラムの実行速度が低下されない
という効果がある。

なお、上記実施例では、実効アドレス指定部ＥＡがオペ
レーション指定部ｏＰの後に続く形式になっているが、
オペレーション指定部ＯＰが２つに分割されて実効アド
レス指定部ＥＡの前後にそれぞれ位置されるような形式
にされていてもよい。

表　　１ 上記実効アドレス指定部ＥＡのコードによるアドレッシ
ングモードの切換えは、マイクロプログラム制御方式の
マイクロプロセッサにおいて、マイクロプログラムを書
き換えると共にマイクロ命令コードをデコードするコン
トロールデコーダの構成を変更してやることにより、容
易に実現することができる。

第２図にそのようなマイクロプログラム制御方式のマイ
クロプロセッサの一般的な構成例を示す。

同図において、１はマイクロプロセッサの制御部で、こ
の制御部１には、マイクロプログラムが格納されたマイ
クロＲＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）２が設けられ
ている。マイクロＲＯＭ２は、マイクロアドレスデコー
ダ５によってアクセスされ、マイクロプログラムを構成
するマイクロ命令が順次読み出される。

マイクロアドレスデコーダ５には、命令レジスタ３にフ
ェッチされたマクロ命令のオペレーションコードに基づ
いてマイクロアドレス発生回路４において発生されたア
ドレスが供給され、これをデコードすることによって、
そのマクロ命令を実行する一連のマイクロ命令群の最初
の命令が読み出される。このマイクロ命令コードをコン
トロールデコーダ６によりデコードすることによって、
各種レジスタ、演算論理ユニット等からなる実行ユニッ
ト１０などに対する制御信号が形成される。

マクロ命令に対応する一連のマイクロ命令群のうち２番
目以降のマイクロ命令は、直前に読み出されたマイクロ
命令のネクストアドレスフィールドのコードがマイクロ
アドレス発生回路４に供給されること等により読み出さ
れる。このようにして、一連のマイクロ命令が読み出さ
れて形成された制御信号によって実行ユニット１０が制
御され、マクロ命令に対応する処理が実行される。

［実施例２コ 上記実施例では、本来のアドレッシングモード指定フィ
ールドＭＤが特定コード（「１１１」）になったときに
、実効アドレス指定部ＥＡ全体がアドレッシングモード
を指定するようにされている。これに対し、本発明の第
２の実施例では、実効アドレス指定部ＥＡ内のレジスタ
番号指定フィールドＲｎが特定のコードになったならば
、それをレジスタ番号として認識する代わりに、実効ア
ドレス指定部ＥＡ全体でアドレッシングモードを指定す
るものである。そして、このアドレッシングモードでは
、その命令は第１の実施例と同じく実効アドレス指定部
ＥＡを含む命令ワードに、レジスタ番号の入った拡張部
ＥＸが付加されたフォーマットとなる。

第２表に本実施例における実効アドレス指定部ＥＡのコ
ードと、それによって指定されるアドレッシングモード
との関係の一例を示す。このうち、ａ−ｇのモードは第
１の実施例と同じである。しかして、この実施例では、
レジスタ番号指定フィールドＲｎがｒｌ　１１Ｊになる
と、第２表り、ｉに示すように、実効アドレス指定部Ｅ
Ａ全体でアドレッシングモードを指定し、たとえば「０
００１１１」で拡張レジスタ直接を、またｒｏ　１０１
１１」で拡張レジスタ間接をそれぞれ指定するようにさ
れている。つまり、この実施例ではレジスタ番号指定フ
ィールドＲｎのｒｌ　１１」はレジスタ番号Ｒ７を意味
するのでなく、アドレッシングモード指定フィールドＭ
Ｄの一部を構成するようにされる。

この実施例に従うと、本来のレジスタ番号指定フィール
ドＲｎで指定できる特定のレジスタの数は８本か゛ら７
本に減るが、第１の実施例と同様、新しく設けられた拡
張レジスタ直接モードおよび拡張レジスタ間接モードで
それぞれ２５６本のレジスタを指定できるようになる。

表　　２ なお、この実施例では、第２表り、ｉの拡張レジスタモ
ードに対するＭＤ部分のコードを「０００］またｒｏｌ
ｏＪとしているが、ＭＤ部分のコートはこれに限定され
ず任意のコードを取ることができる。

以上説明したように、この実施例では、レジスタ番号指
定フィールドＲｎが特定のコード（「１１１」）にされ
た場合には、アドレッシングモード指定フィールドＭＤ
を含めて実効アドレス指定部ＥＡ全体をアドレッシング
モード指定フィールドとして扱い、その場合レジスタ番
号はその命令ワードに続く拡張部ＥＸに入れるようにし
たので。

ポインタとして使用できるレジスタの数を増加させるこ
とができる。

また、拡張部でレジスタ番号を指定する上記アドレッシ
ングモード以外のモードでは、従来と同じように６ビツ
トの実効アドレス指定部ＥＡでアドレッシングモードと
レジスタ番号を指定できるので、所定のレジスタについ
ては拡張部を使わずに１命令ワードで指定できるという
作用により、プログラムの実行速度が低下されないとい
う効果がある。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば上記実施例では、ＨＤ６８０００の命令体系のよ
うに実効アドレス指定部が６ビツトで構成されたものに
適用した場合について説明したが、６ビツト幅以外の実
効アドレス指定部を持つ命令フォーマットについても適
用することができる。

また、拡張部ＥＸの大きさも１バイトに限定されるもの
でない。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるマイクロプロセッサ
に適用した場合について説明したが、この発明はそれに
限定されるものでなく、計算機やミニコン等プログラム
制御方式のデータ処理システム一般に利用することがで
きる。

［発明の効果コ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

すなわち、プログラムの実行速度やメモリの使用効率を
ほとんど低下させることなく、数多くのレジスタをアド
レスポインタとして使用できるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る実効アドレス指定部を有す
る命令の一般的なアドレッシングモードにおけるフォー
マットの一例を示す説明図、第１図（Ｂ）は、特殊なア
ドレッシングモードにおける命令のフォーマットの一例
を示す説明図、第２図は、本発明が適用可能なマイクロ
プロセッサの構成例を示すブロック図である。 ＯＰ・・・・オペレーション指定部、ＭＤ・・・・アド
レッシングモード指定フィールド、ＥＡ・・・・実効ア
ドレス指定部、Ｒｎ・・・・レジスタ番号指定フィール
ド、ＥＸ・・・・拡張部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、オペレーションコードの入るオペレーション指定部
   と、アドレッシングモード指定フィールドおよびレジス
   タ番号指定フィールドとからなる実効アドレス指定部と
   を有する命令であって、上記実効アドレス指定部の一部
   が特定のコードに一致したときは実効アドレス指定部全
   体でアドレッシングモードを指定し、かつこの命令の拡
   張部にてレジスタ番号を指定するようにされた命令を具
   備備してなることを特徴とするデータ処理システム。 ２、上記実効アドレス指定部内の本来のアドレッシング
   モード指定フィールドが、特定のコードに一致したとき
   は実効アドレス指定部全体でアドレッシングモードを指
   定し、かつこの命令の拡張部にてレジスタ番号を指定す
   るようにされた命令を具備してなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のデータ処理システム。 ３、上記実効アドレス指定部内の本来のレジスタ番号指
   定フィールドが、特定のコードに一致したときは実効ア
   ドレス指定部全体でアドレッシングモードを指定し、か
   つこの命令の拡張部似にレジスタ番号を指定するように
   された命令を具備してなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のデータ処理システム。