JPS6247745A - マイクロプログラム制御方式 - 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】 〔概要〕 マイクロプログラム制御のプロセッサにおいて、各マイ
クロ命令に拡張制御ビットとして、拡張マイクロレジス
タ（ＨＸＴＭＲ）書き込みビット（ＥＷ）　、及び拡張
マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）使用ビット（ＥＯ）を
設け、オペランド無し、又は１オペランドのマイクロ命
令では、必要に応じて、該拡張マイクロレジスタ（ＥＸ
ＴＭＲ）書き込みビット（ＨＷ）を“オン゛にすること
により、拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）に、該マ
イクロ命令の未使用部分の内容を書き込むようにし、３
オペランドのマイクロ命令や。

分岐マイクロ命令では、拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴ
ＭＲ）使用ビット（Ｅｌ）を°オン′にすることにより
、上記拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）の内容を使
用して、該マイクロ命令のオペランド、又は分岐アドレ
スを拡張することができるようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、マイクロプログラムによって制御されるプロ
セッサにおいて、固定長のマイクロ命令を用いて、マイ
クロ命令のオペランド等を拡張するマイクロプログラム
制御方式に関する。

最近の半導体技術の進歩に支えられて、制御メモリの経
済化、大容量化が図られてきたこと、及び、計算機シス
テムの設計に柔区性が得られることから、マイクロプロ
グラム制御の計算機システムが一般的になってきた。

一方、計算機システムの普及に伴って、該計算機システ
ムが処理すべきデータ量が増加しており、マイクロプロ
グラム制御の計算機システムにおいても処理能力の向上
が要求される。

この場合、各マイクロ命令の機能に対応して、可変長に
すると、ステップ数を増加させることなく処理能力を向
上させることができるが、該マイクロ命令の処理速度に
影響を与えないように、制御を容易にしようとすると、
例えば、最長のマイクロ命令に合わせて制御メモリを構
成する必要があり不経済となる。

又、通常のマシン命令のような可変長方式をとると、制
御、及びアドレッシングが複雑となり実用的でなくなる
。

然して、マイクロ命令には、オペランドを一つも必要と
しないマイクロ命令や、オペランドが一つしか必要でな
いマイクロ命令があることに着目すると、経済的に、且
つ処理速度に影響を与えることなく可変長方式のマイク
ロプログラム制御方式を実現することが期待できる。

〔従来の技術〕

第３図は従来のマイクロプログラム制御方式を説明する
図であって、通常は固定長方式である。

先ず、マシン命令の操作部（ＯＰＣ）を用いる等して、
Ｃ３゛アドレスレジスタ（以下、Ｃ３＾と云う）１に、
実行すべきマイクロ命令群の先頭アドレスが設定され、
制御メモリ（ＣＳ）　２がアクセスされることにより、
該アドレスのマイクロ命令が実行レジスタ　（以下、Ｅ
ＸＥＣＲと云う）３に読み出された後、デコーダ（ＤＥ
Ｃ）　３２でデコードされることにより、当該マイクロ
命令が実行される。

上記、ＣＳＡ　１　はＣＳアドレスカウンタ（＋１）　
５によって、＋１されたアドレスが順次セントされ、通
常、ＥＸＥＣＲ３が分岐マイクロ命令でない場合、マル
チプレクサ（ＭＰＸ）　１１は、上記ＣＳＡ　１を選択
して、次のマイクロ命令を読み出すように機能する。

上記ＥＸＥＣＲ３に設定されたマイクロ命令が分岐マイ
クロ命令の場合には、該分岐マイクロ命令の分岐条件が
成立した時、ＣＳ制御部（Ｃ３Ｃ）　４が分岐アドレス
を生成し、且つ選択するように機能する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、従来方式においては、制御メモリ（ＣＳ）２に
格納されている各マイクロ命令が固定長である為、オペ
ランドを一つも必要としないマイクロ命令や、オペラン
ドを一つしか必要でないマイクロ命令では、意味を持た
ないビットが現れてくると云う問題があった。

その為、オペランドを３つ必要とするようなインテリジ
ェンスの高いマイクロ命令を作らないのが一般的であり
、処理能力を向上させることができないと云う問題があ
った。

一方、マイクロ命令をマシン命令のような可変長方式に
すると、制御メモリ（ＣＳ）　２に対するアクセスはバ
イト単位となる為、該可変長のマイクロ命令を読み出す
場合には、当該マイクロ命令の操作部（ＯＰＣＤ）を読
み出さないと、何バイト命令であるかを認識できないこ
とから、そのアクセス制御。

及びアドレッシングが複雑となり、該制御メモリ（ＣＳ
）　２に対するアクセス速度を低下させる問題があった
６ 本発明は上記従来の欠点に鑑み、先行するマイクロ命令
の中に、オペランド無しのマイクロ命令や、１オペラン
ドのマイクロ命令があることに着目し、該マイクロ命令
を読み出した時点で、特定の未使用フィールドに設定さ
れている拡張用データを、拡張マイクロレジスタ（Ｅχ
ＴＭＩ？）にセントしておき、後続する３オペランドマ
イクロ命令２分岐マイクロ命令等で、該拡張マイクロレ
ジスタ（ＥＸＴＭＲ）の内容を使用するようにして、経
済的に拡張マイクロプログラム制御方式を実現する方法
を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の一実施例をブロック図で示した図であ
る。

本発明においては、各マイクロ命令に拡張制御ビット（
ＥＯ，ＥＷ）　３１を設け、少なくとも、一つ前のマイ
クロ命令に含まれる、上記拡張制御ビット（Ｅ−）３１
の指示に従って、該マイクロ命令の特定フィールドの内
容を拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）６に書き込み
、後続するマイクロ命令の拡張制御ビット（ＥＵ）３１
の指示に従って、上記拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭ
Ｒ）　６の内容を使用するように構成する。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、マイクロプログラム制御のプロ
セッサにおいて、各マイクロ命令に拡張制御ビットとし
て、拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）書き込みビッ
ト（ＥＷ）　、及び拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ
）使用ビット（ＥＵ）を設け、オペランド無し、又は１
オペランドのマイクロ命令では、必要に応じて、該拡張
マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）書き込みビット（肺）
を°オン°にすることにより、拡張マイクロレジスタ（
ＥＸＴＭＲ）に、該マイクロ命令の未使用部分の内容を
書き込むようにし、３オペランドのマイクロ命令や２分
岐マイクロ命令では、拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭ
Ｒ）使用ビット（ＥＵ）を°オン”にすることにより、
上記拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）の内容を使用
して、該マイクロ命令のオペランド、又は分岐アドレス
を拡張することができるようにしたものであるので、マ
イクロ命令に拡張制御ビット　（ＥＷ、Ｅ［Ｉ）を、例
えば、２ビツト増加させるのみで、オペランドや、アド
レスの拡張が実現できる効果がある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

第１図は本発明の一実施例をブロック図で示した図であ
り、第２図は本発明を実施した時のマイクロ命令のフォ
ーマットの一例を示した図であって、第３図と同じ符号
は同じ対象物を示しており、第１図の拡張マイクロレジ
スタ（ＥＸＴＭＲ）　６．拡張デコーダ（ＥＸＴＤＥＣ
）　６１．及び第２図の拡張制御ビット（ＥＵ、ＥＷ）
　３１と、その関連機構が本発明を実施するのに必要な
機能ブロックである。

本発明を実施しても、制御メモリ（Ｃ５）　２に対する
読み出し制御の基本動作は、従来方式と同じであるので
詳細は省略し、ここでは、本発明の拡張制御ビット（Ｅ
Ｕ、ＥＷ）　３１を使用したマイクロ命令を実行する時
の動作を中心に説明する。

先ず、拡張マイクロレジスタ（以下、ＥＸＴＭＲと云う
）書き込みビット（ＥＷ）　３１が°オン゛のマイクロ
命令がＥＸＥＣＲ３にセットされるたとすると、ＥＸＥ
ＣＲ３の特定フィールドの内容がＥＸＴＭＲ６にセット
される。この時、ＥＸＥｃＩ？　３にセットされたマイ
クロ命令の実行も行われる。

これ以後に、ＥＸＴＭＲ使用ビット（ＥＯ）　３１が°
オン゛のマイクロ命令がＥＸＥＣＲ３にセットされたと
する。

若し、該ＥＸＥＣＲ３にセットされたマイクロ命令が分
岐系マイクロ命令であると、例え、そのマイクロ命令が
本来ショートアドレスであっても、ＥＸＥＣＲ３とＥＸ
ＴＭＲ６を用いたロングアドレスの分岐系マイクロ命令
として、Ｃ３制御部（（：ＳＣ）　４は分岐アドレスを
生成する。

又、ＥＸＥＣＲ３にセットされたマイクロ命令が分岐系
以外のマイクロ命令ならば３オペランドのマイクロ命令
として、ＥＸＥＣＲ３とＥＸＴＭＲ６を合わせて、それ
ぞれデコーダ（ＤＥＣ）　３２．デコーダ（ＥＸＴＤＥ
Ｃ）６１でデコードする。上記拡張部分のデコーダ（Ｅ
ＸＴＤＥＣ）　６１は、ＥＸＴＭＲ使用ビット（ＥＵ）
　３１が“オン”の時のみ、その出力が有効になる。

若し、ＥＸＥＣＲ３にセットされたマイクロ命令の拡張
制御ビット（ＥＯ，ＩＥＷ）　３１が２ビツト共゛オン
゛であると、以前に書き込まれていたＥＸＴＭＲ６の内
容と、今回のＥＸＥＣＲ３の内容とにより、そのマイク
ロ命令が実行された後、該ＥＸＥＣＲ３の特定フィール
ドの内容がＥＸＴＭＲ６に書き込まれるように機能する
。

上記ＥＸＴＭＲ書き込みビット（ＥＷ）　３１が゛オン
。

の時、通常は、当該マイクロ命令の未使用フィ−ルドが
使用されるが、該ＥＸＴＭＲ６にセットされるべきデー
タは、ビットパターンが一致すれば良いので、例えば、
２オペランドのマイクロ命令の、オペランド２　（ＯＦ
２）　（第２図参照）をＥＸＴＭＲ６にセットすること
も可能である。

従って、該ＥＸＴＭＲ書き込みビット（ＥＷ）　３１は
、総てのマイクロ命令において、°オン”にすることが
可能である。

然して、ＥＸＴＭＲ使用ビット（ＥＵ）　３１は、例え
ば、３オペランドが可能なマイクロ命令、又は分岐系マ
イクロ命令等の一部のマイクロ命令に限り使用が可能で
ある。

上記詳細に説明した本発明を実施した時のマイクロ命令
のフォーマットの一例を示したものが、第２図である。

本図において、ＯＰＩ〜３はオペランド１〜３を示し、
３１が上記拡張制御ビフｌ−（ＥＵ、ＥＷ）であり、＊
印を付したマイクロ命令が、ＥＸＴＭＲ使用ビット（Ｅ
Ｕ）　３１を“オン゛にして、以前に設定されている、
ＥＸＴＭＲ６を使用したケースを示している。

このように、本発明においては、マイクロ命令に拡張制
御ビット（ＥＵ、ＥＷ）　３１を設けて、少なくとも該
拡張機能を実行するマイクロ命令の１つ前のマイクロ命
令のＥＸＴＭＲ書き込みビット（ＩＪ）　３１を“オン
”　として、該マイクロ命令の特定フィールドの内容を
ＥＸＴＭＲ６に書き込んでおき、当該拡張マイクロ命令
のＥＸＴＭＲ使用ビット（ＥＵ）　３１を゛オン゛　と
することにより、上記ＥＸＴＭＲ６の内容を当該拡張マ
イクロ命令の一部に使用し、マイクロ命令の拡張ができ
るようにした所に特徴がある。

尚、上記実施例においては、ＥＸＴＭＲ６に書き込むべ
きデータは、ＥＸＴＭＲ書き込みビット（ＥＷ）　３１
が°オン”　となっているマイクロ命令の特定フィール
ドを使用する例で説明したが、本発明の主旨から考えて
これに限定されるべきものではなく、例えば、上記ＥＸ
ＴＭＲ書き込みビット（ＥＷ）のビット数を増加させる
等して、ＥＸＴＭＲ６に書き込むことができるフィール
ドを動的に変更することができるようにしても良いこと
は云う迄もないことである。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明のマイクロプログ
ラム制御方式は、マイクロプログラム制御のプロセッサ
において、各マイクロ命令に拡張制御ビットとして、拡
張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）書き込みビット（Ｅ
Ｗ）　、及び拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）使用
ビット（ＥＵ）を設け、オペランド無し、又は１オペラ
ンドのマイクロ命令では、必要に応じて、該拡張マイク
ロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）書き込みビット（ＥＷ）を″
オン°にすることにより、拡張マイクロレジスタ（ＥＸ
ＴＭＲ）に、該マイクロ命令の未使用部分の内容を書き
込むようにし、３オペランドのマイクロ命令や９分岐マ
イクロ命令では、拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）
使用ビット（ＥＵ）を°オン゛にすることにより、上記
拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）の内容を使用して
、該マイクロ命令のオペランドを拡張することができる
ようにしたものであるので、マイクロ命令に拡張制御ビ
・ノド（ＥＷ、　Ｅｌｌ）を、例えば、２ビツト増加＾
せるのみで、オペランドや、アドレスの拡張が実現でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をブロック図で示した図。 第２図は本発明を実施した時のマイクロ命令のフォーマ
ットの一例を示した図。 第３図は従来のマイクロプログラム制御方式を説明する
図。 である。 図面において、 １はＣＳアドレスレジスタ（Ｃ５Ａ）　。 １１はマルチプレクサ（ＭＰＸ）　。 ２は制御メモリ（Ｃ５）、　　３は実行レジスタ（ＥＸ
ＥＣＲ）　。 ３１は拡張制御ビット　（ＥＯ，ＥＷ）　、及びその信
号線。 ３２はデコーダ（ＤＥＣ）、　　　４はＣＳ制御部（Ｃ
ＳＣ）　。 ５はＣＳアドレスカウンタ（＋１）。 ６は拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）　。 ６１は拡張デコーダ（ＥＸＴＤＥＣ）　。 をそれぞれ示す。 年　３２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マイクロプログラム制御のプロセッサにおいて、マイク
   ロ命令に拡張制御ビット（ＥＵ、ＥＷ）（３１）を設け
   、 少なくとも、一つ前のマイクロ命令に含まれる、上記拡
   張制御ビット（ＥＷ）（３１）の指示に従って、該マイ
   クロ命令の特定フィールドの内容を拡張マイクロレジス
   タ（ＥＸＴＭＲ）（６）に書き込み、後続するマイクロ
   命令の上記拡張制御ビット（ＥＵ）（３１）の指示に従
   って、上記拡張マイクロレジスタ（ＥＸＴＭＲ）（６）
   の内容を使用するように制御することを特徴とするマイ
   クロプログラム制御方式。