JPS62208130A - 電子計算機 - 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） 本発明はオブジェクト指向言語を実行する電子計算機に
関し、更に詳細にはＳｍａｌｌｔａｌｋ−８０の専用電
子計算機のデータを保持するハードウェア・スタックに
関する。

（従来の技術） 近年、電子計算機の分野においては、従来から広く用い
られている手続き指向言語（手続きでプログラムを記述
する）に代えて、オブジェクト指向言語（内部状態とし
ての値と手続きを持つオブジェクトでプログラムを記述
する）の使用が提案されている。オブジェクト指向言語
としては、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ−８０が代表的なものと
して知られている。

これに関しては、次の文献に詳しい：スモールト−クー
８０＝ザラングエッジアンドイッツインプレメンテーシ
ョン、アディソンーウエスレイ１１３７１、１９８３年
５月（Ｓｍａｌｌｔａｌｋ−８０：　ＴＨＥ　ＬＡＮＧ
ＵＡＧＥＡＮＤ　ＩＴＳ　ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯ
Ｎ、　ＡＤＤＩＳＯＮ−リＥＳＬＥＹ　１１３７１゜Ｍ
ａｙ　１９８３）。

第３図は、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ−８０実行用計算機の一
構成例を示すブロック図である。同図において、シーケ
ンサ１０１はＣバス１０２とＮバス１０３に接続され、
マイクロ・プログラム・メモリ１０４はＮバス１０３と
Ｃバス１０２に接続される。レジスタＡ　１０５はＡバ
ス１０６とＹバス１０７に接続され、レジスタＢ１０８
はＢバス１０９とＹバス１０７に接続される。ＡＬＵＩ
ＩＯはＡバス１０６、Ｂバス１０９、Ｙバス１０７どＮ
バス１０３に接続される。また、Ｃバス１０２からは、
レジスタＡｌＯ３、レジスタＢ１０８、ＡＬＵＩＩＯへ
接続される。

メモリ・インターフェース１１１はＡバス１０６．　Ｙ
バス１０７と外部バス１１２に接続される。メモリ１１
３は外部バス１１２に接続される。制御部１１４は計算
機全体をコントロールしている。

次に１本計算機を動作させるには、第４図に示すような
３相のクロックを制御部１１４から全体へ　″供給する
。計算機はこのクロックに同期して動作する。３相のク
ロックをＣＬＫＩ、ＣＬＫ２．ＣＬＫ３と表わすと、Ｃ
ＬＫＩとＣＬＫ２の差はクロック周期の２０％に設定す
る。又ＣＬＫ２とＣＬＫ３の差も、クロック周期の２０
％に設定する。パイプライン・ステージ内のタイミング
として、ＣＬＫ２の立上りをＴＯ１ＣＬＫ３の立上りを
Ｔｌ。

ＣＬＫＩの立下りをＴ２、ＣＬＫ２の立下りをＴ３、Ｃ
ＬＫ３の立下りをＴ４、ＣＬＫＩの立上りをＴ５．ＣＬ
Ｋ２の立上りをＴ６と定義する。第５図はこの構成全体
の時間関係を表わした図である。まず、シーケンサ１０
１から１ステージ目のＴＯからＴ４までの間、Ｎバス１
０３へ、マイクロ・プログラムのアドレスを出力する。

Ｎバス１０３は、オープンコレクタのバスであり負論理
である。１ステージ目のＴ４から２ステージ目のＴｏま
での間は、Ｎバス１０３はかならず「０」状態を保つ。

マイクロ・プログラム・メモリ１０４はＮバス１０３か
らマイクロ・プログラムのアドレスを入力し、メモリの
アクセスを開始する。マイクロ・プログラム・メモリ１
０４はマイクロ・プログラムのアドレスをＴ１からＴ３
のタイミングでトランスペレントにラッチし、２ステー
ジ目のＴ１まで保持する。マイクロ・プログラム・メモ
リ１０４は、メモリアクセスの結果得たマイクロ命令を
、１ステージ目のＴ３から２ステージ目のＴ１までＣバ
ス１０２に出力する。

Ｃバス１０２はスリーステートのバスであり、Ｔ１から
Ｔ３まではハイ・インピーダンス状態であり、複数のマ
イクロ・プログラム・メモリ１０４からの出力をゆるし
ている。次に、レジスタＡｌＯ３は１ステージ目のＴ３
から２ステージ目のＴＯのタイミングで、Ｃバス１０２
の内容をトランスペレントラッチする。Ｃバス１０２は
、１ステージ目のＴ５には確定している。ラッチしたマ
イクロ命令がレジスタＡｌＯ３からの出力を指定してい
るなら、レジスタＡ　１０５は、メモリアクセスを１ス
テージ目のＴ５から２ステージ目のＴ１までに行ない、
２ステージ目のＴＯからＴ４までの間得られたデータを
Ａバス１０６に出力する。同様に、レジスタ８１０８は
１ステーシロのＴ３から２ステージ目のＴＯのタイミン
グで、Ｃバス１０２の内容をトランスベレントラッチす
る。ラッチしたマイクロ命令がレジスタＢ１０８からの
出力を指定しているなら、レジスタ８１０８はメモリア
クセスを１ステージのＴ５から２ステージ目のＴ１まで
に行ない、２ステージ目のＴＯからＴ４までの間、得ら
れたデータをＢバス１０９に出力する。次にマイクロ命
令で指定された場合、ＡＬＵＩＩＯはＡバス１０６、Ｂ
バス１０９の内容を２ステージ目のＴ１からＴ３までの
タイミングでトランスベレントラッチし、ＡＬＵオペレ
ーションを行なう、演算は３ステージ目のＴ２までに行
ない、結果をラッチし、３ステージ目のＴ２から３ステ
ージ目のＴ６までの間Ｙバス１０７に出力する。Ｙバス
１０７はスリーステートのバスであり、ＴＯからＴ２ま
ではハイ・インピーダンス状態であり、複数の演算ユニ
ットからの出力をゆるしている。Ａバス１０６、Ｂバス
１０９も同様にスリーステートのバスであり、Ｔ４から
次のＴＯまではハイ・インピーダンス状態であり、複数
のしジスタなどからの出力をゆるしている。ＡＬＵｌｌ
ｏは演算の結果条件フラッグをＮバス１０３に出力する
。出力するタイミングは、３ステージ目のＴＯからＴ４
までの間である。Ｎバス１０３上では。

シーケンサ１０１からのマイクロ・プログラムのアドレ
スとＡＬＵＩＩＯからの条件フラッグがワイヤードＯＲ
され条件スキップを行なう。外部バス１１２に接続され
たメモ１月１３などにデータを書き込む場合、メモリ・
インターフェース１１１はＹバス１０７からアドレス情
報と、書き込むデータを受は取り。

外部バス１１２に出力する。外部バス１１２に接続され
たメモリなどからデータを読み出す場合、メモリ・イン
ターフェース１１１はＹバス１０７からアドレス情報を
受けとり、外部バス１１２に出力する。メモリ・インタ
ーフェース１１１はメモリアクセスの結果得られたデー
タを外部バス１１２を通じて受は取り、Ａバス１０６に
出力する。そのタイミングは上記のとうりである。なお
、外部バスの一例としてはＶＭＥバスなどがあげられる
。

ＳｍａｌｌｔａｌｋＪＯを実行する場合、パラメータを
データ評価用スタックに積み、メツセージセンドを行な
う。メツセージセンドは、従来のサブルーチンコールに
相当する。メツセージセンドにより起動されたメソッド
は、パラメータをスタックから取り除き、演算を行ない
、結果をスタックに積み、リターンする。この場合、演
算とは、スタック操作とメツセージセンドである。スタ
ックはメモリ１１３に置かれる。スタックポインタはレ
ジスタＡｌＯ３に置かれる。

スタックにデータをブツシュする場合、レジスタＡｌＯ
３からスタックポインタをＡバス１０６に出力し、Ａ　
Ｌ　ＵＩＩＯでスタックポインタ＋１の値を計算し、Ｙ
バス１０７に出力する。スタックポインタ＋１の値をレ
ジスタＡｌＯ３とメモリ・インターフェース１１１に書
き込む。次にブツシュするデータをＡＬＵＩＩＯ１Ｙバ
ス１０７を通じメモリ・インターフェース１１１に書き
込む。メモリ・インターフェース１１１では、外部バス
１１２を通じ、メモリ１１３にデータを書き込む。

スタックからデータをポツプする場合は、レジスタＡｌ
Ｏ３からスタックポインタをＡバス１０６に出力する。

次に、スタックポインタをＡ　Ｌ　ＵＩＩＯ１Ｙバス１
０７を通じメモリ・インターフェース１１１に書き込む
。メモリ・インターフェース１１１は外部バス１１２を
通じメモリ１１３からデータを読む。一方、レジスタＡ
ｌＯ３からスタックポインタをＡバス１０６に出力し、
ＡＬＵＩＩＯでスタックポインター１の値を計算し、Ｙ
バス１０７を通じレジスタＡｌＯ３に書き込む。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記構成の装置では、５Ｌｌａｌｌｔａｌ
ｋ−８０を実行する上で、スタック操作を行なう頻度が
高いのにもかかわらず、スタック操作に時間がかかり、
　Ｓｍａｌｌｔａｌｋ−８０を高速に実行できないとい
う問題点があった。

本発明は、以上述べたスタックを操作するのに時間がか
かるという問題点を除去し、高速のｓｍａｌｌｔａｌｋ
−８０実行用電子計算機を提供することを目的にする。

（問題点を解決するための手段） 本発明はオブジェクト指向言話を実行する電子計算機を
対象とし、前記従来技術の問題点を解決するため、プロ
セス番号を保持する第１の手段と、スタックポインタの
保持と読み出しをする第２の手段と、スタックポインタ
に１を加算又は減算する第３の手段と、スタックポイン
タにデータを書き込む第４の手段と、スタックポインタ
にオフセット値を加算する第５の手段と、スタック本体
となるメモリからなる第６の手段と、スタックトップと
同一の内容を保持する第７の手段と、スタックトップと
同一の内容を第７の手段からバスに出力する第８の手段
と、第７の手段のデータの一部をバスに出力し、マイク
ロ命令のシーケンスを制御する第９の手段から成るデー
タスタックを設けたものである。

（作用） 本発明では、データスタックに第１の手段ないし第９の
手段を設けたことにより、これらの働きがあいまってス
タック操作時間の短縮化に寄与する。とりわけ、第７の
手段はデータのポツプ時に早期にデータの出力を可能と
する。また、第４の手段はスタックポインタの値を直接
設定可能とし、第２の手段はスタックポインタの値の読
み出しを可能とする。更に第５の手段はスタックポイン
タにオフセット値の加算を可能とする。一方、第９の手
段はデータがスモールインチジャーかポインタかのチェ
ックを行ない、その結果に基づいてマイクロプログラム
の内容を変えるように働く。したがって、スタック操作
時間が短縮化されることにより、Ｓｍａｌｌ−ｔａｌｋ
−８０を高速で実行可能となり前記従来技術の問題点が
解決される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本実施例の電子計算機の特徴部分であるデータ
スタックの構成を詳細に示すブロック図。

第２図は本実施例の電子計算機の概略ブロック図である
。まず、第２図により電子計算機の全体構成を説明する
。

シーケンサ１０１はＣバス１０２とＮバス１０３に接続
され、マイクロ・プログラム・メモリ１０４はＮバス１
０３とＣバス１０２に接続される。レジスタＡｌＯ３は
Ａバス１０６とＹバス１０７に接続され、レジスタＢ１
０８はＢバス１０９とＹバス１０７に接続される。ＡＬ
ＵｌｌｏはＡバス１０６、Ｂバス１０９．　Ｙバス１０
７とＮバス１０３に接続される。また、Ｃバス１０２か
らは、レジスタＡｌＯ３、レジスタＢ１０８、ＡＬＵｌ
ｌｏへ接続される。メモリ・インターフェース１１１は
Ａバス１０６、　Ｙバス１０７と外部バス１１２に接続
される。データスタック１１５は、Ａバス１０６．　Ｙ
バス１０７．Ｃバス１０２．　Ｎバス１０３に接続され
る。メモリ１１３は外部バス１１２に接続される。制御
部１１４は全体をコントロールしている。データスタッ
ク１１５以外は従来の電子計算機と同一である。

次に、データスタック１１５の内部構成について第１図
に基づき詳細に説明する。

第１図に示すように、データスタック１１５は。

プロセス番号レジスタ２０１、スタックポインタレジス
タ２０２．マルチプレクサ（１）２０３、レジスタ（１
）２０４、ドライバ２０５．マルチプレクサ（２）　２
０６、ＡＬＵ２０７、メモリ２０８、ドライバ２０９、
レジスタ（２）２１０、ドライバ２１１、オープンコレ
クタドライバ２１２より構成される。各要素の接続関係
について述べると、プロセス番号レジスタ２０１の入力
はＹバス１０７に接続され、プロセス番号レジスタ２０
１の出力はメモリ２０８のアドレス線に接続される。マ
ルチプレクサ（１）２０３の一方の入力はＹバス１０７
に接続され、もう一方の入力はＡＬＵ２０７の出力に接
続される。マルチプレクサ（１）２０３の出力はスタッ
クポインタレジスタ２０２の入力に接続され、スタック
ポインタレジスタ２０２の出力はメモリ２０８のアドレ
ス線とＡＬＵ２０７の入力とドライバ２０９の入力に接
続される。レジスタ（１）２０４の入力はＣバス１０２
に接続され、レジスタ（１）２０４の出力はマルチプレ
クサ（２）　２０６の一方の入力に接続される。マルチ
プレクサ（２）　２０６のもう一方の入力は数値１であ
る。

マルチプレクサ（２）　２０６の出力はＡＬＵ２０７の
もう一方の入力に接続される。またＹバス１０７はドラ
イバ２０５を通じメモリ２０８のＩ１０線とレジスタ（
２）　２１０に接続される。レジスタ（２）　２１０の
出力は、ドライバ２１１に接続される。又、レジスタ（
２）　２１０のＬＳＢはオープンコレクタドライバ２１
２を通じＮバス１０３に接続される。ドライバ２０９及
びドライバ２１１の出力はそれぞれＡバス１０６に接続
される。

次に動作について説明する。まずＡＬＵＩＩＯからＹバ
ス１０７を通じプロセス番号レジスタ２０１にプロセス
番号Ｏを書き込む。プロセス番号レジスタ２０１へのラ
ッチのタイミングは３ステージ目のＴ５（第５図参照）
である。次にマルチプレクサ（１）２０３をＹバス１０
７側に切り換え、ＡＬＵＩＩＯからＹバス１０７を通じ
、スタックポインタレジスタ２０２に−１を書き込む。

ラッチのタイミングは３ステージ目のＴ５である。

次にデータスタック１１５にデータをブツシュする場合
、マルチプレクサ（１）２０３をＡＬＵ２０７側に切り
換え、マルチプレクサ（２）２０６をｒｌＪ側に切り換
え、ＡＬＵ２０７を加算モードにしてスタックポインタ
レジスタ２０２の内容に１を加えた値をスタックポイン
タレジスタ２０２にラッチする。ラッチのタイミングは
３ステージ目のＴ３である。次にドライバ２０５をアク
ティブにして、Ｙバス１０７上のデータをメモリ２０８
と、レジスタ（２）２１０に書き込む。書き込むタイミ
ングは３ステージ目のＴ５である。

次にデータスタック１１５からデータをポツプする場合
、ドライバ２１１を２ステージ目のＴｏからＴ４までア
クティブにして、レジスタ（２）２１０の内容をＡバス
１０６に出力する。同時に、マルチプレクサ（１）２０
３をＡＬＵ２０７側に切り換え、マルチプレクサ（２）
　２０６を「１」側に切り換え、ＡＬＵ２０７を減算モ
ードにして、スタックポインタレジスタ２０２の内容−
１の値をスタックポインタレジスタ２０２にラッチする
。ラッチのタイミングは２ステージ目のＴ３である。次
にドライバ２０５をディスエーブル状態にして、メモリ
２０８をアクセスし、データを出力し、レジスタ（２）
２１０にラッチする。ラッチのタイミングは２ステージ
目のＴ５である。

データスタック１１５からデータをポツプする時。

そのデータがポインタであるかスモールインチジャーで
あるかどうかをチェックする場合は、２ステージ目のＴ
ｏからＴ４の間にレジスタ（２）２１０のＬＳＢをオー
プンコレクタドライバ２１２を通じＮバス１０３に出力
することにより、マイクロプログラムの流れをかえる。

次にスタックポインタの値を読み出す場合、２ステージ
目のＴｏからＴ４までドライバ２０９をアクティブにし
て、スタックポインタの値をＡバス１０６に出力する。

次にスタックポインタにオフセットを加算する場合、マ
ルチプレクサ（１）２０３をＡ　Ｌ　Ｕ　２０７側に切
り換え、マルチプレクサ（２）　２０６をレジスタ（１
）２０４側に切り換える。同時にＣバス１０２上のオフ
セット値をレジスタ２０４にラッチする。ラッチのタイ
ミングは２ステージ目のＴｏである。次にＡＬＵ２０７
を加算モードにして、スタックポインタの値にオフセッ
トを加算し、スタックポインタレジスタ２０２にラッチ
する。ラッチのタイミングは２ステージ目のＴ３である
。次にドライバ２０５をディスエーブル状態にして、メ
モリ２０８をアクセスし、データを出力し、レジスタ（
２）　２１０にラッチする。

ラッチのタイミングは２ステージ目のＴ５である。

次にスタックトップのデータを読む場合、２ステージ目
のＴＯからＴ４までドライバ２１１をアクティブにして
、レジスタ（２）２１０の内容をＡバス１０６に出力す
る。

次に、スタックトップにデータを書き込む時は。

ドライバ２０５をアクティブにして、Ｙバス１０７上の
データをメモリ２０８とレジスタ（２）２１０に書き込
む。

書き込むタイミングは３ステージ目のＴ５である。

以上、本発明の一実施例について詳細に述べてきたが、
この実施例によれば、スタックトップのデータを保持す
るレジスタ（２）　２１０を設けたことにより、データ
をポツプする場合、２ステージ目のＴｏからデータをＡ
バス１０６に出力することができる。又、２つの連続す
るマイクロ命令で、ブツシュ又は書き込みとポツプ又は
読み取りを連続して実行することも可能である。又、オ
ープンコレクタドライバ２１２によりポツプと同時にデ
ータがスモールインチジャーかポインタかのチェックが
可能である。又、マルチプレクサ（１）２０３によりス
タックポインタの値を直接設定することができ、ドライ
バ２０９によりスタックポインタの読み出しが可能であ
る。又、レジスタ（１）２０４、マルチプレクサ（２）
２０６．　ＡＬＵ２０７、マルチプレクサ（１）２０３
によりスタックポインタへのオフセット値の加算が可能
となる。したがって本実施例はＳｍａｌｌｔａｌｋ−８
０を高速に実行可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば。

スタック操作を短い時間で行なうことができるので、Ｓ
ｍａｌｌｔａ−１に−８０を高速に実行する電子計算機
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるデータスタックの構
成を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例の全体
構成を示すブロック図、第３図は従来のＳｍａｌｌｔａ
ｌｋ−８０実行用計算機の構成を示すブロック図、第４
図は第３図の計算機で用いられる３相クロツクを示す図
、第５図は第３図の計算機におけるマイクロプログラム
によるバスのタイミングを示す図である。 １０１・・・シーケンサ、　１０２・・・Ｃバス、１０
３・・・Ｎバス、 １０４・・・マイクロ・プログラム・メモリ、１０５・
・・レジスタＡ、　　１０６・・・Ａバス、１０７・・
・Ｙバス、　　　　１０ｇ・・・レジスタＢ、１０９・
・・Ｂバス、１１０・・・ＡＬＵ、１１１・・・メモリ
・インターフェース。 １１２・・・外部バス、　　１１３・・・メモリ、１１
４・・・制御部、　　　１１５・・・データスタック、
２０１・・・プロセス番号レジスタ、 ２０２・・・スタックポインタレジスタ、２０３・・・
マルチプレクサ（１）。 ２０４・・・レジスタ（１）、　２０５・・・ドライバ
、２０６・・・マルチプレクサ（２）。 ２０７・・・Ａ　Ｌ　０　、　　　　２０８・・・メモ
リ、２０９・・・ドライバ、　　２１０・・・レジスタ
（２）、２１１・・・ドライバ、 ２１２・・・オープンコレクタドライバ６第１図 従来やＳｍａｌｌｔσＩＫ−８０実マを出官士算磯′の
楕Ａ鷲テずフ゛ビック図第３図 Ｔｏ　　　ＴＩＴ２　　Ｔ３　　　Ｔ４Ｔ５　　Ｔ６隼
３図１＝示イ構八で用いられや３木目クロ・ンクとプラ
ｔ□ず図第４図 ステージ　１　　　　　　ステージ２　　　　　　ステ
ージ３ＴＯＴｏ　　　　　　　　　　Ｔｏ　　　　　　
　　　　Ｔ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オブジェクト指向言語を実行する電子計算機において、 プロセス番号を保持する第１の手段と、 スタックポインタの保持と読み出しをする第２の手段と
   、 スタックポインタに１を加算又は減算する第３の手段と
   、 スタックポインタにデータを書き込む第４の手段と、 スタックポインタにオフセット値を加算する第５の手段
   と。 スタック本体となるメモリからなる第６の手段と、 スタックトップと同一の内容を保持する第７の手段と、 スタックトップと同一の内容を第７の手段からバスに出
   力する第８の手段と、 第７の手段のデータの一部をバスに出力し、マイクロ命
   令のシーケンスを制御する第９の手段とから成るデータ
   スタックを有することを特徴とする電子計算機。