DE19724270C2 - Registerzelle, Registerdatei und Betriebssystem derselben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Registerzelle, eine Registerda­ tei und ein Betriebssystem derselben in einem Mikroprozessor und speziell auf eine Registerdatei und ein Betriebssystem derselben in einem Mikroprozessor zum Durchführen einer Da­ tenübertragung zwischen Wiederholerzellen in einer Register­ datei.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht das Betriebssystem für eine herkömmliche Registerdatei, die allgemein verwendet wird, aus einem Registerdateiblock 20, einem Ausführungs­ block 30 und einem Steuerblock 10.

Das Verfahren zum Speichern von Daten in dem Registerdatei­ block 20 wird nachfolgend erklärt. Gemäß Steuersignalen von dem Steuerblock 10 C-A, C-B, C-C werden Daten von dem Aus­ führungsblock 30 über einen dritten Bus C-BUS zu dem Regi­ sterdateiblock 20 übertragen. Daten, die in dem Registerda­ teiblock 20 gespeichert sind, werden über einen ersten und einen zweiten Bus A-BUS, B-BUS gesendet. Der Ausführungs­ block 30 führt eine spezielle Funktion durch, beispielsweise eine arithmetische Operation mit den Daten aus dem Register­ dateiblock 20, die auf A-BUS und B-BUS übertragen werden, nach der Übernahme eines Steuersignals C-exe, und sendet nachfolgend das Ergebnis unter Verwendung von C-BUS in den Registerdateiblock 20. Der Steuerblock 10 empfängt ein Takt­ signal CLOCK (Clock = Takt) eines synchronen Signals und ei­ nen Datenübertragungsbefehl von einer externen Vorrichtung und erzeugt das erste, zweite und dritte Steuersignal C-A, C-B, C-C zum Steuern des Betriebs des Registerdateiblocks 20 und das Steuersignal C-exe zum Steuern des Betriebs des Aus­ führungsblocks 30. Wie aus dem obigen zu sehen ist, spielt der herkömmliche Registerdateiblock 20 ausschließlich eine Rolle als eine Speichervorrichtung.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besteht eine Registerzelle, die einen Registerdateiblock bildet, aus folgenden Merkmalen:
einem ersten MOS-Transistor NM1, der abhängig von Signalen, die durch seine Drain- und seine Gate-Elektrode eingegeben werden, EIN- oder AUS-geschaltet ist. Die Drain-Elektrode ist dabei mit C-BUS verbunden, der Daten von dem Ausfüh­ rungsblock 30 überträgt, während die Gate-Elektrode das dritte Steuersignal C-C, eines der Signale von dem Steuer­ block 10, empfängt;
einem zweiten und einem dritten MOS-Transistor NM2, NM3, die abhängig von Signalen, die durch die Drain- und Gate-Elek­ troden derselben eingegeben werden, EIN- oder AUS-geschaltet sind. Dabei sind die Drain-Elektroden derselben mit dem Aus­ gang der Wiederholerzelle 21 verbunden, während die Gate- Elektroden C-A bzw. C-B von dem Steuerblock 10 empfangen.

Ferner besteht die Wiederholerzelle 21 aus einem Inverter INV und zwei MOS-Transistoren N1, P1, die als der Inverter wirksam sind, der den Eingangsspannungszustand von INV durch Umkehren des Ausgangssignals von INV hält, um den Ausgangs­ spannungszustand der Wiederholerzelle 21 zu halten. Eine Wiederholerzelle kann aus einer positiven oder negativen Lo­ gikschaltung zum Auswählen ihres Ausgangssignals zusammenge­ setzt sein. Für die vorliegende Erfindung wird die negative Logikschaltung verwendet.

Eine Mehrzahl von Registerzellen bildet einen Registerdatei­ block. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, werden Daten von einer Quellenregisterzelle auf dem Datenweg in den Ausführungs­ block 30 eingegeben, wobei der Ausführungsblock 30 unter Verwendung des Ausgabebusses C-BUS Daten in eine Bestim­ mungsregisterzelle ausgibt.

Bei dem Mikroprozessor mit den herkömmlichen Registerdateien benötigt eine Datenübertragung zwischen Registerzellen notwendigerweise eine Ausführungseinheit. Dabei empfängt der Steuerblock 10 ein Taktsignal und einen Datenübertragungs­ befehl, um geeignete Steuersignale C-A, C-B, C-C zu erzeu­ gen.

Jeder Signalverlauf der Steuersignale, der Eingangs- und Ausgangs-Signale ist in Fig. 4 dargestellt. Die Bezugszei­ chen 1 und 2 zeigen eine Sequenz verfügbarer Signale während jeder Signalausgabe. Wenn das dritte Steuersignal C-C einen hohen Pegel aufweist, während der dritte Bus C-BUS ein Si­ gnal überträgt, ist der erste MOS-Transistor NM1 in Betrieb, wobei das Signal, das auf dem dritten Bus C-BUS übertragen wird, in die Wiederholerzelle 21 eingegeben wird. Die Regi­ sterdatei mit einer Mehrzahl von Wiederholerzellen speichert Daten gemäß dem Signal, das auf C-BUS übertragen wird. Dabei werden, wenn das erste oder das zweite Steuersignal C-A, C-B auf einem hohen Pegel ist, Daten, die in der Wiederholerzel­ le 21 gespeichert sind, über A-BUS oder B-BUS ausgegeben.

Auf dem Gebiet der Technik, das die herkömmliche Registerda­ tei betrifft, können die meisten Register als ein Quellen- oder Bestimmungs-Register spezifiziert sein. Jedoch wird, da bestimmte Register ausschließlich für eine logische Multi­ plikation oder einen anderen speziellen Zweck sind, ein zu­ sätzlicher Übertragungszyklus zwischen Registern für eine Datenübertragung von einem bestimmten Register zu einem an­ deren Register benötigt. Das heißt, daß ein zusätzlicher Taktzyklus und ein Datenübertragungsbefehl erforderlich sind.

Folglich kann der Gesamtwirkungsgrad des Mikroprozessors kein Maximum erreichen. In anderen Worten heißt das, daß, wenn das Ergebnis einer logischen Operation in einer Regi­ sterdatei zu einem anderen Register übertragen wird, dassel­ be einen Zeitverbrauch bewirkt, wodurch der Gesamtwirkungs­ grad des Mikroprozessors gesenkt wird.

Das U.S.-Patent Nr. 5,300,354 offenbart ein Datenübertra­ gungssystem zwischen Registern für einen Mikrocomputer. Da­ ten werden direkt von einem Quellenregister in eine Regis­ terdatei, die mit einem Datenbus verbunden ist, zu einem Zielregister in der Registerdatei übertragen, wobei diese Übertragung über einen Daten-Lesen-Latch, eine Datenbusumge­ hungseinrichtung und einen Daten-Schreiben-Latch stattfin­ det.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Registerzelle, eine Registerdatei sowie ein Registerdatei- Betriebssystem zu schaffen, die einen verbesserten Wirkungs­ grad eines Mikroprozessors ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Registerzelle gemäß Anspruch 1, eine Registerdatei gemäß Anspruch 3 sowie ein Registerda­ tei-Betriebssystem gemäß Anspruch 6 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Registerdatei mit zwei zusätzlichen MOS-Transistoren und ein Betriebssystem derselben, das die parallele Durchführung eines Datenüber­ tragungsbefehls zwischen Registern ohne eine zusätzliche Einheit und eines allgemeinen Befehls ermöglicht. Dadurch wird bei der Übertragung von Daten zwischen Registern in ei­ nem Mikroprozessor kein Ausführungsblock benötigt, wobei der Zeitverbrauch und die Benutzungsrate von Registerdateien verbessert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Registerzelle, zum Aufbau einer Registerdatei folgende Merkmale auf:
eine Wiederholerzelle, die den Zustand des Eingangssignals hält und das gehaltene Eingangssignal fortgesetzt ausgibt, es sei denn, das Eingangssignal wird geändert;
eine Dateneingabe-Steuereinheit, die Daten, die auf dem Ein­ gangsbus übertragen werden, gemäß einem ersten Steuersignal zu der Wiederholerzelle überträgt;
eine Datenübertragungs-Steuereinheit, die Daten von der Wie­ derholerzelle gemäß einem zweiten Steuersignal zu einem ex­ ternen Datenübertragungsbus ausgibt;
eine Rückkopplungsübertragungs-Steuereinheit, die eine Rück­ kopplungsübertragungsleitung bildet, um Daten von dem Aus­ gang der Wiederholerzelle gemäß einem dritten Steuersignal zu dem Eingang der Wiederholerzelle zurückzugeben.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Registerdatei- Betriebssystem mit folgenden Merkmalen:
einem Registerdateiblock, der Daten speichert, die über den dritten Bus eingegeben werden, und der die gespeicherten Da­ ten gemäß einem Steuersignal unter Verwendung eines ersten oder zweiten Busses ausgibt;
einem Ausführungsblock, der gemäß einem Steuersignal eine spezielle Funktion mit Daten durchführt, die von dem Regi­ sterdateiblock über den ersten oder zweiten Bus ausgegeben werden, und nachfolgend das Ergebnis unter Verwendung des dritten Busses in den Registerblock überträgt;
einem Steuerblock, der das Taktsignal eines synchronen Si­ gnals und einen Datenübertragungsbefehl von der externen Vorrichtung empfängt, um Steuersignale für den Registerda­ teiblock und ein Steuersignal für den Ausführungsblock zu erzeugen, wobei der Registerdateiblock eine Mehrzahl von Registerzellen aufweist und eine Verbindungsstruktur zwi­ schen einem vierten MOS-Transistor einer Registerzelle und einem fünften MOS-Transistor einer weiteren Registerzelle, oder einem fünften MOS-Transistor der erstgenannten und ei­ nem vierten MOS-Transistor der letztgenannten, besitzt, um gemäß einem vierten und fünften Steuersignal von dem Steuer­ block eine direkte Datenübertragung von einer bestimmten Re­ gisterzelle zu einer weiteren Registerzelle durchzuführen, ohne den Ausführungsblock zu durchlaufen, wobei die Regi­ sterzelle folgende Merkmale aufweist:
einen ersten MOS-Transistor mit einer Drain-Elektrode, die mit einem dritten Bus verbunden ist, der Daten von dem Aus­ führungsblock überträgt, der durch den Empfang eines dritten Steuersignals von dem Steuerblock durch die Gate-Elektrode desselben EIN- oder AUS-geschaltet ist;
eine Wiederholerzelle, die Daten von der Source-Elektrode des ersten MOS-Transistors speichert;
einen zweiten und einen dritten MOS-Transistor, deren Drain-Elektroden mit dem Ausgang der Wiederholerzelle ver­ bunden sind, und die gemäß dem Zustand eines ersten oder zweiten Steuersignals von dem Steuerblock, das in die Gate- Elektroden derselben eingegeben wird, EIN- oder AUS-geschal­ tet sind, um Daten, die in der Wiederholerzelle gespeichert sind, unter Verwendung eines ersten oder zweiten Busses, der mit dem Ausführungsblock verbunden ist, auszugeben;
einen fünften MOS-Transistor mit einer Drain-Elektrode, die mit dem Ausgang der Wiederholerzelle verbunden ist, der ge­ mäß dem Zustand eines fünften Steuersignals von dem Steuer­ block, das in die Gate-Elektrode desselben eingegeben wird, EIN- oder AUS-geschaltet ist;
einen vierten MOS-Transistor mit einer Drain-Elektrode, die mit der Source-Elektrode des fünften MOS-Transistors verbun­ den ist, und einer Source-Elektrode, die mit der Source- Elektrode des ersten MOS-Transistors verbunden ist, der ge­ mäß dem Zustand eines vierten Steuersignals von dem Steuer­ block, das in die Gate-Elektrode desselben eingegeben wird, EIN- oder AUS-geschaltet ist, um Daten von der Source-Elek­ trode des fünften MOS-Transistors zu übertragen, wenn der fünfte MOS-Transistor EIN-geschaltet ist.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Registerdatei, die eine Mehrzahl von Registerzellen aufweist und einen in­ ternen gemeinsamen Bus enthält, der Daten durch das Verbin­ den von Rückkopplungsübertragungs-Steuereinheiten, die in jeder Registerzelle vorgesehen sind, direkt zwischen Regi­ sterzellen übertragen kann, wobei die Registerzelle folgende Merkmale aufweist:
eine Wiederholerzelle, die den Zustand ihres Eingangssignals hält und das bewahrte Eingangssignal fortgesetzt ausgibt, es sei denn, das Eingangssignal wird geändert;
eine Dateneingabe-Steuereinheit, die Daten, die auf dem Ein­ gangsbus übertragen werden, gemäß einem ersten Steuersignal zu der Wiederholerzelle überträgt;
einer Datenübertragungs-Steuereinheit, die Daten gemäß einem zweiten Steuersignal von der Wiederholerzelle zu einem ex­ ternen Datenübertragungsbus ausgibt; und
eine Rückkopplungsübertragungs-Steuereinheit, die eine Rück­ kopplungsübertragungsleitung bildet, um Daten gemäß einem dritten Steuersignal von dem Ausgang der Wiederholerzelle zu dem Eingang der Wiederholerzelle zurückzugeben.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein Betriebssystem einer herkömmlichen Registerdatei zeigt;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm, das eine Registerzelle zum Aufbau einer herkömmlichen Registerdatei zeigt;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das eine Datenübertragung zwi­ schen Registerzellen zeigt, wenn herkömmliche Re­ gisterzellen verwendet sind;

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm während des Betriebs der herkömmlichen Registerdatei;

Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm, das eine Registerzelle ge­ mäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm, das einen Betrieb der Regi­ sterzelle von Fig. 5 zeigt;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das eine Datenübertragung zwi­ schen Registerzellen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm, das ein Betriebssystem einer Re­ gisterdatei gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 9 ein Zeitablaufdiagramm, das einen Betrieb der Regi­ sterdatei von Fig. 8 zeigt.

Fig. 5 zeigt eine Registerzelle, bei der fünf MOS-Transisto­ ren NM1 bis NM5 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Wiederholerzelle 21 verbunden sind. In ihrer Verschaltung weist die Registerzelle folgende Merkmale auf:
einen Registerdateiblock, der Daten speichert, die durch ei­ nen dritten Bus eingegeben werden, und der die gespeicherten Daten gemäß einem Steuersignal unter Verwendung eines ersten oder zweiten Busses ausgibt;
einen Ausführungsblock, der gemäß einem Steuersignal eine spezielle Funktion mit Daten durchführt, die von dem Regi­ sterdateiblock über den ersten oder zweiten Bus ausgegeben werden, und nachfolgend das Ergebnis unter Verwendung des dritten Busses in den Registerblock überträgt;
einen Steuerblock, der das Taktsignal eines synchronen Si­ gnals und einen Datenübertragungsbefehl von einer äußeren Vorrichtung empfängt, um Steuersignale für den Registerda­ teiblock und ein Steuersignal C-exe für den Ausführungsblock zu erzeugen. Dabei wird ein Abschnitt, in dem die Drain- Elektrode des vierten MOS-Transistors NM4 und die Source- Elektrode des fünften MOS-Transistors NM5 verbunden sind, als vierter Bus I-BUS bezeichnet.

Fig. 6 erklärt den Betrieb einer Registerzelle, die die Zu­ sammensetzung aufweist, die oben gemäß der vorliegenden Er­ findung beschrieben wurde. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Betrieb gemäß dem ersten, dem zweiten und dem dritten Steuersignal C-A, C-B, C-C gleich der herkömmlichen Vorge­ hensweise (wobei sowohl das vierte als auch das fünfte Steu­ ersignal C-D, C-E einen hohen Pegel aufweisen).

Zum Durchführen des direkten Datenübertragungsverfahrens ge­ mäß der vorliegenden Erfindung sollte das vierte Steuersi­ gnal C-D grundsätzlich bezüglich des fünften Steuersignals C-E einen entgegengesetzten Pegel aufweisen.

Fig. 7 zeigt den Fluß der direkten Datenübertragung zwischen Registerzellen in einem Registerdateiblock, der aus einer Mehrzahl von Registerzellen besteht, die den Aufbau gemäß Fig. 5 aufweisen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, werden Daten, wenn der fünfte NMOS-Transistor NM5a EIN-geschaltet ist und der vierte NMOS-Transistor NM4a, der mit dem Eingangsan­ schluß der ersten Wiederholerzelle 21A verbunden ist, AUS- geschaltet ist, in die Drain-Elektrode des vierten NMOS- Transistors NM4b eingegeben, der mit dem Eingang der zweiten Wiederholerzelle 21B verbunden ist. Wenn der vierte NMOS- Transistor NM4b EIN-geschaltet bleibt, werden dabei Daten von der ersten Wiederholerzelle 21A in der zweiten Wiederho­ lerzelle 21B gespeichert, ohne den Ausführungsblock zu durchlaufen.

Fig. 8 erklärt ein Betriebssystem für die Datenübertragung zwischen Registerzellen unter Verwendung der Registerdatei gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Betriebssystem weist folgende Merkmale auf:
einen Registerdateiblock 200, der Daten speichert, die durch den dritten Bus C-BUS eingegeben werden, und die gespeicher­ ten Daten unter Verwendung des ersten Busses A-BUS oder des zweiten Busses B-BUS gemäß einem Steuersignal ausgibt;
einen Ausführungsblock 300, der gemäß einem Steuersignal C- exe eine spezielle Funktion mit Daten, die von dem Register­ dateiblock 200 über den ersten Bus A-BUS oder den zweiten Bus B-BUS ausgegeben werden, durchführt, und danach das Er­ gebnis unter Verwendung des dritten Busses C-BUS in den Re­ gisterblock 200 überträgt;

einen Steuerblock 100, der das Taktsignal CLOCK eines syn­ chronen Signals und einen Datenübertragungsbefehl von der äußeren Vorrichtung empfängt, um Steuersignale C-A, C-B, C-C, C-D, C-E für den Registerdateiblock 200 und ein Steuer­ signal C-exe für den Ausführungsblock 300 zu erzeugen.

Fig. 9 zeigt Signalverläufe von Signalen beim Betrieb einer Registerdatei, die den oben beschriebenen Aufbau aufweist. Alle Signale in Fig. 9 arbeiten auf der Basis des Taktsi­ gnals CLK. Die Bezeichnungen A bis E stellen das erste, das zweite und das dritte Steuersignal C-A, C-B, C-C, die gemäß einem allgemeinen Befehl in die Registerdatei eingegeben werden, Eingangsdaten in die Registerdatei (Daten, die auf dem dritten Bus C-BUS übertragen werden) und Ausgangsdaten von der Registerdatei (Daten, die auf dem ersten und dem zweiten Bus A-BUS, B-BUS übertragen werden) dar.

Ferner stellen die Bezeichnungen 1 bis 4 das vierte und das fünfte Steuersignal C-D, C-E dar, die entsprechend der vor­ liegenden Erfindung gemäß einem Datenübertragungsbefehl in die Registerdatei eingegeben werden, und Ausgangsdaten aus der Registerdatei ausgeben (Daten, die auf dem vierten Bus I-BUS übertragen werden).

Ferner stellen das erste und das zweite Steuersignal C-A, C-B der Quellenzelle Signale dar, die in eine Registerzelle RES-PA eingegeben werden, die während eines Allgemeinbefehl­ verhaltens gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Quel­ lenzelle innerhalb einer Registerdatei ausgewählt wurde. Ferner stellt das dritte Steuersignal C-Cb der Bestimmungs­ zelle ein Signal dar, das in eine Registerzelle REG-PB ein­ gegeben wird, die während eines Allgemeinbefehlverhaltens als eine Bestimmungszelle in einer Registerdatei ausgewählt wurde.

Dadurch werden, während eines Allgemeinbefehlverhaltens in einer Registerdatei Daten, die in der Quellenzelle REG-PA gespeichert sind, auf dem ersten und dem zweiten Bus A-BUS, B-BUS für den ersten Taktzyklus übertragen. Abhängig von dem Befehl werden Daten entweder auf dem ersten Bus A-BUS oder dem zweiten Bus B-BUS übertragen. Dabei ist es gestattet, daß Daten, die auf A-BUS und B-BUS übertragen werden, von jeweils unterschiedlichen Registerzellen kommen.

Das heißt, daß A-BUS und B-BUS jeweils eine unterschiedliche Registerzelle aufweisen, wobei jede Zelle Daten auf den zu­ gewiesenen Bus ausgibt. Dazu stammt ein Signal von dem Steu­ erblock, um eine Registerzelle zuzuweisen, um gemäß einem Befehl verwendet zu werden. Bei dem zweiten Taktzyklus liest der Ausführungsblock Daten von dem ersten und dem zweiten Bus A-BUS, B-BUS, führt den Befehl aus und gibt die Ergeb­ nisse bei dem zweiten zweiten Taktzyklus auf den dritten Bus C-BUS aus. Die Ergebnisse, die auf C-BUS übertragen werden, werden durch das dritte Steuersignal C-Cb der Bestimmungs­ zelle REG-PB in der zweiten Wiederholerzelle 21B gespei­ chert.

Eine Datenübertragung von der Quellenzelle REG-PA zu der Be­ stimmungszelle REG-PB wird während eines Allgemeinbefehlver­ haltens wie oben beschrieben gleichzeitig direkt durchge­ führt. Bei dem ersten Taktzyklus überträgt die Quellenzelle REG-PA Daten, die in der ersten Wiederholerzelle 21A gespei­ chert sind, abhängig von dem eingegebenen fünften Steuersi­ gnal C-Ea zu dem vierten Bus I-BUS. Gleichzeitig wird das vierte Steuersignal C-Db der Bestimmungszelle REG-PB in der zweiten Wiederholerzelle 21B gespeichert.

Dadurch werden Daten von der Quellenzelle REG-PA während des ersten Taktzyklusses in der Bestimmungszelle REG-PB gespei­ chert und der Datenübertragungsbefehl wird abgeschlossen. Zwischen weiteren Registern können Daten während des folgen­ den Taktzyklusses übertragen werden. Bei jedem Taktzyklus wird eine Datenübertragung zwischen Registern durchgeführt. Die Bezeichnungen 1 bis 4 zeigen Datenübertragungszyklen in jedem Taktzyklus. Daher werden ein allgemeiner (üblicher) Befehl und ein Datenübertragungsbefehl zwischen Registern gleichzeitig parallel durchgeführt.

Wenn die Registerdatei gemäß der vorliegenden Erfindung und das Betriebssystem derselben vorgesehen sind, benötigt eine Datenübertragung zwischen Registern gemäß der obigen Be­ schreibung nicht die Verwendung des Ausführungsblocks, wobei die Senkung der Benutzungsrate der Registerdatei und der Zeitverbrauch verbessert sind. Folglich kann die Gesamtlei­ stungsfähigkeit des Mikroprozessors verbessert sein.

Claims (6)

1. Registerzelle zum Aufbau einer Registerdatei mit fol­ genden Merkmalen:
einer Wiederholerzelle (21), die den Zustand eines Ein­ gangssignals hält und das bewahrte Eingangssignal fort­ gesetzt ausgibt, es sei denn, das Eingangssignal wird geändert;
einer Dateneingabe-Steuereinheit (NM1), die Daten, die auf einem Eingangsbus (C-BUS) übertragen werden, gemäß einem ersten Steuersignal (C-C) zu der Wiederholerzelle (21) überträgt;
einer Datenübertragungs-Steuereinheit (NM2, NM3), die Daten von der Wiederholerzelle (21) gemäß einem zweiten Steuersignal (C-1k, C-B) zu einem externen Datenübertra­ gungsbus (A-BUS, B-BUS) ausgibt;
einer Rückkopplungsübertragungs-Steuereinheit (NM4, NM5), die eine Rückkopplungsübertragungsleitung (I-BUS) bildet, um Daten von der Wiederholerzelle (21) gemäß einem dritten Steuersignal (C-D, C-E) von dem Ausgang der Wiederholerzelle (21) zu dem Eingang der Wiederho­ lerzelle zurückzugeben.

2. Registerzelle gemäß Anspruch 1, bei der ein N-Typ-MOS- Transistor als die Rückkopplungsübertragungs-Steuerein­ heit verwendet ist, wobei der N-Typ-MOS-Transistor eine Drain-Elektrode als Eingangsanschluß, eine Source-Elek­ trode als Ausgangsanschluß und eine Gate-Elektrode auf­ weist, die ein Steuersignal empfängt, um das Signal, das in die Drain-Elektrode eingegeben wird, durch die Source-Elektrode auszugeben.

3. Registerdatei mit einer Mehrzahl von Registerzellen (REG-PA, REG-PB), die einen internen gemeinsamen Bus (I-BUS) aufweist, der Daten zwischen Registerzellen (REG-PA, REG-PB) durch das Verbinden von Rückkopplungs­ übertragungs-Steuereinheiten (NM5a, NM4b), die in jeder Registerzelle vorgesehen sind, direkt übertragen kann, wobei die Registerzelle folgende Merkmale aufweist:
eine Wiederholerzelle (21), die den Zustand eines Ein­ gangssignals hält und das bewahrte Eingangssignal fort­ gesetzt ausgibt, es sei denn, das Eingangssignal wird geändert;
eine Dateneingabe-Steuereinheit (NM1), die Daten, die auf dem Eingangsbus (C-BUS) übertragen werden, gemäß einem ersten Steuersignal (C-C) überträgt;
eine Datenübertragungs-Steuereinheit (NM2, NM3), die Daten von der Wiederholerzelle (21) gemäß einem zweiten Steuersignal (C-A, C-B) zu einem externen Datenübertra­ gungsbus (A-BUS, B-BUS) überträgt;
eine Rückkopplungsübertragungs-Steuereinheit (NM4, NM5), die eine Rückkopplungsübertragungsleitung (I-BUS) bildet, um Daten gemäß einem dritten Steuersignal (C-D, C-E) von dem Ausgang der Wiederholerzelle (21) zu dem Eingang der Wiederholerzelle zurückzugeben.

4. Registerdatei gemäß Anspruch 3, bei der die Rückkopp­ lungsübertragungs-Steuereinheit einen internen gemein­ samen Bus (I-BUS) und Schalteinheiten (NM4, NM5) für zwei Übertragungsleitungen, die mit dem Eingangs- und dem Ausgangs-Anschluß jeder Wiederholerzelle (21) ver­ bunden sind, aufweist, wobei in dem Fall einer Daten­ rückkopplung innerhalb einer Registerzelle alle Schalt­ einheiten für zwei Übertragungsleitungen in der Regi­ sterzelle eingeschaltet sind.

5. Registerdatei gemäß Anspruch 3, bei der die Rückkopplungsübertragungs-Steuereinheit einen internen gemein­ samen Bus (I-BUS) und Schalteinheiten (NM4, NM5) für zwei Übertragungsleitungen, die mit dem Eingangs- und dem Ausgangs-Anschluß jeder Registerzelle (21) verbun­ den sind, aufweist, wobei in dem Fall einer Datenüber­ tragung zwischen Registerzellen nur die Übertragungs­ leitungs-Schalteinheit (NM5), die an dem Ausgangsan­ schluß der Wiederholerzelle (21) in einer Quellenregi­ sterzelle (REG-PA) vorgesehen ist, und die, die an dem Eingangsanschluß einer Wiederholerzelle in einer Be­ stimmungsregisterzelle (REG-PB) vorgesehen ist, einge­ schaltet sind.

6. Registerdatei-Betriebssystem mit folgenden Merkmalen:
einem Registerdateiblock (200), der Daten speichert, die durch einen dritten Bus (C-BUS) eingegeben werden, und die gespeicherten Daten unter Verwendung eines er­ sten oder eines zweiten Busses (A-BUS, B-BUS) gemäß Steuersignalen (C-A, C-B, C-C, C-D, C-E) ausgibt;
einem Ausführungsblock (300), der gemäß einem Steuer­ signal (C-exe) eine spezielle Funktion mit Daten durch­ führt, die von dem Registerdateiblock (200) über den ersten oder den zweiten Bus (A-BUS, B-BUS) ausgegeben werden, und nachfolgend das Ergebnis unter Verwendung des dritten Busses (C-BUS) in den Registerdateiblock (200) überträgt;
einem Steuerblock (100), der das Taktsignal (CLOCK) ei­ nes synchronen Signals und einen Datenübertragungsbe­ fehl von einer externen Vorrichtung verwendet, um die Steuersignale (C-A, C-B, C-C, C-D, C-E) für den Regi­ sterdateiblock (200) und ein Steuersignal (C-exe) für den Ausführungsblock (300) zu erzeugen,
wobei der Registerdateiblock (200) eine Mehrzahl von Registerzellen aufweist und eine Verbindungsstruktur zwischen einem vierten MOS-Transistor (NM4) einer Re­ gisterzelle und einem fünften MOS-Transistor (NM5) ei­ ner weiteren Registerzelle oder zwischen einem fünften MOS-Transistor der erstgenannten Registerzelle und ei­ nem vierten MOS-Transistor der letztgenannten Register­ zelle aufweist, um eine direkte Datenübertragung von einer bestimmten Registerzelle zu einer anderen Regi­ sterzelle gemäß einem vierten und fünften Steuersignal (C-D, C-E) von dem Steuerblock (100) durchzuführen, ohne den Ausführungsblock (300) zu durchlaufen, wobei die Registerzelle folgende Merkmale aufweist:
einen ersten MOS-Transistor (NM1) mit einer Drain-Elek­ trode, die mit einem dritten Bus (C-BUS) verbunden ist, der Daten von dem Ausführungsblock (300) überträgt, der durch Empfangen eines dritten Steuersignals (C-C) von dem Steuerblock (100) durch eine Gate-Elektrode dessel­ ben ein- oder ausgeschaltet ist;
eine Wiederholerzelle (21), die Daten von der Source- Elektrode des ersten MOS-Transistors (NM1) speichert;
einen zweiten und einen dritten MOS-Transistor (NM2, NM3), die eine Drain-Elektrode aufweisen, die mit dem Ausgang der Wiederholerzelle (21) verbunden ist, wobei dieselben gemäß dem Zustand eines ersten oder zweiten Steuersignals (C-A, C-B) von dem Steuerblock (100), das in eine Gate-Elektrode derselben eingegeben wird, ein- oder ausgeschaltet sind, um Daten, die in der Wieder­ holerzelle (21) gespeichert sind, unter Verwendung ei­ nes ersten oder eines zweiten Busses (A-BUS, B-BUS), der mit dem Ausführungsblock (300) verbunden ist, aus­ zugeben;
einen fünften MOS-Transistor (NM5) mit einer Drain- Elektrode, die mit dem Ausgang der Wiederholerzelle (21) verbunden ist, und gemäß dem Zustand eines fünften Steuersignals (C-E) von dem Steuerblock (100), das in die Gate-Elektrode desselben eingegeben wird, ein- oder ausgeschaltet ist; und
einen vierten MOS-Transistor (NM4) mit einer Drain- Elektrode, die mit der Source-Elektrode des fünften MOS-Transistors (NM5) verbunden ist, und einer Source- Elektrode, die mit der Source-Elektrode des ersten MOS-Transistors (NM1) verbunden ist, der gemäß dem Zu­ stand eines vierten Steuersignals (C-D) von dem Steuer­ block (100), das in die Gate-Elektrode desselben einge­ geben wird, ein- oder ausgeschaltet ist, um Daten von der Source-Elektrode des fünften MOS-Transistors (NM5) zu der Wiederholerzelle (21) zu übertragen, wenn der fünfte MOS-Transistor (NM5) eingeschaltet ist.