JP2000076069A - Instruction reading and decoding device - Google Patents

Instruction reading and decoding device

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JP2000076069A
JP2000076069A JP10241583A JP24158398A JP2000076069A JP 2000076069 A JP2000076069 A JP 2000076069A JP 10241583 A JP10241583 A JP 10241583A JP 24158398 A JP24158398 A JP 24158398A JP 2000076069 A JP2000076069 A JP 2000076069A
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JP
Japan
Prior art keywords
instruction
load
internal memory
circuit
address
Prior art date
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Pending
Application number
JP10241583A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuya Honda
本田  育哉
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-speed and inexpensive instruction reading and decoding device. SOLUTION: This device is provided with an internal memory 101 for instruction load, an internal memory write control circuit 102 for controlling write to the internal memory 101 for instruction load, an internal memory read control circuit 103 for controlling read from the internal memory 101 for instruction load, an internal load instruction decoding circuit 104 for finding out an internal load instruction, a load address range holding circuit 105 for holding addresses decoded by the internal memory load instruction decoding circuit 104, an address comparator circuit 106 for comparing the address held by the load address range holding circuit 105 with a current address, a memory data bus switching circuit 107 for switching external memory data and data in the internal memory 101 for instruction load according to the compared result of the address comparator circuit 106, and an access timing change circuit 108 for switching access timing according to the compared result of the address comparator circuit 106.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、命令コードを読み
出し、解読する装置に関する。
The present invention relates to an apparatus for reading and decoding an instruction code.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の命令読み出し解読装置を図3に示
す。図3において、破線内部はLSI内部を示す。ま
た、301は外部メモリ、302は命令解読部、303
はプログラムカウンタ、304はアクセス制御部であ
る。303プログラムカウンタは、ゼロ値から、命令実
行の度に305プログラムカウント値をインクリメント
していく。304アクセス制御部は305プログラムカ
ウント値を受けて、301外部メモリに対する307チ
ップセレクト信号と308アドレス信号を生成する。3
01外部メモリは307チップセレクト信号が有効なと
きの308アドレス信号に対応するデータ値を309デ
ータ信号に出力する。302命令解読部は309データ
信号を解読して310実行制御信号を生成する。もしも
解読した命令がジャンプ命令であれば306プログラム
カウンタ制御信号によってプログラムカウンタの値をジ
ャンプ先アドレスに変更する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional instruction reading and decoding apparatus. In FIG. 3, the inside of the broken line indicates the inside of the LSI. Reference numeral 301 denotes an external memory, 302 denotes an instruction decoding unit, 303
Is a program counter, and 304 is an access control unit. The 303 program counter increments the 305 program count value from the zero value each time an instruction is executed. The 304 access control unit receives the 305 program count value, and generates a 307 chip select signal and a 308 address signal for the 301 external memory. 3
01 The external memory outputs a data value corresponding to the 308 address signal as the 309 data signal when the 307 chip select signal is valid. The 302 instruction decoding unit decodes the 309 data signal and generates a 310 execution control signal. If the decoded instruction is a jump instruction, the value of the program counter is changed to the jump destination address by the 306 program counter control signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の命令実行装置では、301外部メモリから逐次命令
を読み出して実行する。外部メモリのアクセス速度は内
部回路の動作可能な速度に比べて遅いため、命令の実行
速度が外部メモリのアクセス速度に依存して遅くなって
しまう。また、高速な外部メモリや、外部メモリと同じ
容量の内部メモリをLSIに内蔵するのはコストが上が
ってしまう。そこで本発明では、このような従来の技術
における課題を解決するものであり、高速で安価な命令
読み出し解読装置の提供を目的としている。
However, in the above-mentioned conventional instruction execution device, instructions are sequentially read from the external memory 301 and executed. Since the access speed of the external memory is slower than the operable speed of the internal circuit, the execution speed of the instruction becomes slow depending on the access speed of the external memory. Further, incorporating a high-speed external memory or an internal memory having the same capacity as the external memory in the LSI increases the cost. In view of the above, the present invention is to solve such a problem in the conventional technology, and an object of the present invention is to provide a high-speed and low-cost instruction reading and decoding apparatus.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の命令読み出し解読装置では、命令ロード用
内部メモリと、前記命令ロード用内部メモリへの書込み
を制御する内部メモリライト制御回路と、前記命令ロー
ド用内部メモリからの読み出しを制御する内部メモリリ
ード制御回路と、内部ロード命令を見つける内部ロード
命令解読回路と、前記内部メモリロード命令解読回路で
解読したアドレスを保持するロードアドレス範囲保持回
路と、前記ロードアドレス範囲保持回路で保持したアド
レスと現在のアドレスを比較するアドレス比較回路と、
前記アドレス比較回路での比較結果によって外部メモリ
データと前記命令ロード用内部メモリのデータとを切り
替えるメモリデータバス切り替え回路と、前記アドレス
比較回路の比較結果によってアクセスタイミングを切り
替えるアクセスタイミング変更回路とを備え、内部ロー
ド開始命令により前記命令ロード用内部メモリへの命令
ロードを開始するとともに、内部ロード終了命令により
前記命令ロード用内部メモリへの命令ロードを終了する
ようにしたものである。
In order to solve the above problems, an instruction reading and decoding apparatus according to the present invention comprises an internal memory for loading instructions and an internal memory write control circuit for controlling writing to the internal memories for loading instructions. An internal memory read control circuit for controlling reading from the internal memory for loading instructions, an internal load instruction decoding circuit for finding an internal load instruction, and a load address range for holding an address decoded by the internal memory load instruction decoding circuit. A holding circuit, an address comparison circuit that compares the current address with the address held by the load address range holding circuit,
A memory data bus switching circuit that switches between external memory data and data in the instruction loading internal memory according to the comparison result of the address comparison circuit; and an access timing change circuit that switches access timing according to the comparison result of the address comparison circuit. The instruction load into the instruction load internal memory is started by an internal load start instruction, and the instruction load into the instruction load internal memory is ended by an internal load end instruction.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本発明の実施例である。図1にお
いて、破線内部はLSI内部を示す。また、図2が内部
ロード開始命令と内部ロード終了命令の例である。11
0プログラムカウンタは、ゼロ値から、命令実行の度に
124プログラムカウント値をインクリメントしてい
く。111アクセス制御部は124プログラムカウント
値と125アクセスタイミング変更信号を受けて、10
9外部メモリと101内部メモリに対する113チップ
セレクト信号と114アドレス信号を生成する。109
外部メモリは113チップセレクト信号が有効なときの
114アドレス信号に対応するデータ値を115外部メ
モリデータ信号に出力する。107メモリデータバス切
り替え回路は122比較一致信号が有効なときは116
内部メモリデータ信号を、有効でないときは115外部
メモリデータ信号を選択し、123選択後データ信号へ
出力する。112命令解読部は123選択後データ信号
を解読して127実行制御信号を生成する。もしも解読
した命令がジャンプ命令であれば126プログラムカウ
ンタ制御信号によってプログラムカウンタの値をジャン
プ先アドレスに変更する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the inside of the broken line indicates the inside of the LSI. FIG. 2 shows an example of an internal load start instruction and an internal load end instruction. 11
The 0 program counter increments the 124 program count value from the zero value each time the instruction is executed. The 111 access control unit receives the 124 program count value and the 125 access timing change signal, and
It generates 113 chip select signals and 114 address signals for 9 external memories and 101 internal memories. 109
The external memory outputs a data value corresponding to the 114 address signal when the 113 chip select signal is valid to a 115 external memory data signal. 107 memory data bus switching circuit 122 when the compare match signal is valid 116
When the internal memory data signal is not valid, the external memory data signal 115 is selected, and after selecting 123, it is output to the data signal. The 112 instruction decoding unit decodes the data signal after selecting 123 to generate a 127 execution control signal. If the decoded instruction is a jump instruction, the value of the program counter is changed to the jump destination address by the 126 program counter control signal.

【0006】109外部メモリからの115外部メモリ
データ信号には、図2のように201内部ロード開始命
令と202内部ロード終了命令が含まれている。104
内部ロード命令解読回路は115外部メモリデータ信号
が201内部ロード開始命令のとき121内部メモリ保
持実行指令信号を有効にする。105ロードアドレス範
囲保持回路は121内部メモリ保持実行指令信号が無効
から有効に変わったときの114アドレス信号を201
内部ロード開始命令のブロック番号と対応させて保持す
る。102内部メモリライト制御回路は121内部メモ
リ保持実行指令信号が有効になった次の113チップセ
レクト信号を受けて、114アドレス信号を117内部
メモリライトアドレスに、113チップセレクト信号を
119内部メモリライト信号に置き換え、121内部メ
モリ保持実行指令信号が有効な間、115外部メモリデ
ータ信号を101内部メモリに書き込む。
The 115 external memory data signal from the 109 external memory includes a 201 internal load start instruction and a 202 internal load end instruction as shown in FIG. 104
The internal load instruction decoding circuit validates the internal memory hold execution instruction signal when the external memory data signal is the internal load start instruction. The load address range holding circuit 105 transfers the address signal 114 when the internal memory holding execution command signal changes from invalid to valid.
Stored in correspondence with the block number of the internal load start instruction. The 102 internal memory write control circuit receives the next 113 chip select signal after the 121 internal memory holding execution command signal becomes valid, and converts the 114 address signal into the 117 internal memory write address and the 113 chip select signal into the 119 internal memory write signal. While the internal memory holding execution command signal is valid, the external memory data signal is written to the internal memory.

【0007】その後、115外部メモリデータ信号に2
02内部ロード終了命令が出力されると104内部ロー
ド命令解読回路は121内部メモリ保持実行指令信号を
無効にする。105ロードアドレス範囲保持回路は12
1内部メモリ保持実行指令信号が有効から無効に変わっ
たときの114アドレス信号を再度保持して、121内
部メモリ保持実行指令信号が無効から有効に変わったと
きに保持した114アドレス信号から、121内部メモ
リ保持実行指令信号が有効から無効に変わったときの1
14アドレス信号までの範囲を128比較範囲信号とし
て106アドレス比較回路に出力する。102内部メモ
リライト制御回路は121内部メモリ保持実行指令信号
が無効になると119内部メモリライト信号を止める。
ここまでの201内部ロード開始命令から202内部ロ
ード終了命令までの動作中は106アドレス比較回路で
の114アドレス信号と128比較範囲信号の比較は不
一致であり、122比較一致信号は無効である。従っ
て、107メモリデータバス切り替え回路は115外部
メモリデータを選択しており、101内部メモリへの書
き込み動作と平行して127実行制御信号は動作してい
る。
Thereafter, 115 external memory data signal is
When the 02 internal load end instruction is output, the 104 internal load instruction decoding circuit invalidates the 121 internal memory holding execution instruction signal. 105 load address range holding circuit is 12
(1) The 114 address signal when the internal memory holding execution command signal changes from valid to invalid is held again, and the 121 address signal held when the internal memory holding execution command signal changes from invalid to valid is changed to 121 internal signal. 1 when the memory retention execution command signal changes from valid to invalid
The range up to 14 address signals is output to the 106 address comparison circuit as a 128 comparison range signal. The 102 internal memory write control circuit stops the 119 internal memory write signal when the 121 internal memory hold execution command signal becomes invalid.
During the operation from the 201 internal load start instruction to the 202 internal load end instruction, the comparison between the 114 address signal and the 128 comparison range signal in the 106 address comparison circuit does not match, and the 122 comparison match signal is invalid. Therefore, the 107 memory data bus switching circuit selects the 115 external memory data, and the 127 execution control signal operates in parallel with the write operation to the 101 internal memory.

【0008】次に、命令実行が進んでジャンプ命令など
により再び114アドレス信号が128比較範囲信号と
一致すると122比較一致信号が有効になる。この時1
08アクセスタイミング変更回路は125アクセスタイ
ミング変更信号を有効にして111アクセス制御回路か
らの113チップセレクト信号を101内部メモリに対
応させて読み出しサイクルを早くする。103内部メモ
リリード制御回路は122比較一致信号が有効になって
いる間、113チップセレクトを120内部メモリリー
ド信号に、114アドレス信号を118内部メモリリー
ドアドレスにそれぞれ置き換える。これにより101内
部メモリは118内部メモリアドレス信号に対応した1
16内部メモリデータを出力する。107メモリデータ
バス切り替え回路は122比較一致信号が有効になって
いるため116内部メモリデータを選択して123選択
後データに出力する。従って112命令解読部は101
内部メモリのデータを使用して127実行制御信号を生
成する。このように2回目以降の203内部ロードアド
レス範囲からの命令読み出しは109外部メモリではな
く101内部メモリから行われる。また201内部ロー
ド開始命令のブロック番後を区別することで複数のブロ
ックを101内部メモリにロードすることも可能にな
る。
Next, when the instruction execution proceeds and the 114 address signal again matches the 128 comparison range signal due to a jump instruction or the like, the 122 comparison match signal becomes valid. At this time 1
The 08 access timing change circuit makes the 125 access timing change signal valid, makes the 113 chip select signal from the 111 access control circuit correspond to the 101 internal memory, and speeds up the read cycle. The 103 internal memory read control circuit replaces 113 chip select with 120 internal memory read signal and 114 address signal with 118 internal memory read address while the 122 comparison match signal is valid. As a result, 101 internal memory has 1 corresponding to 118 internal memory address signal.
16 outputs internal memory data. The 107 memory data bus switching circuit selects the 116 internal memory data since the 122 comparison coincidence signal is valid, and outputs the data after selecting 123. Therefore, the 112 instruction decoding unit is 101
A 127 execution control signal is generated using the data in the internal memory. As described above, the second and subsequent instructions are read from the internal load address range 203, not from the external memory 109, but from the internal memory 101. Also, by distinguishing after the block number of the 201 internal load start instruction, a plurality of blocks can be loaded into the 101 internal memory.

【0009】[0009]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、1
度内部メモリにロードされたアドレス範囲の命令は高速
な内部メモリから読み出すことができるので外部メモリ
から読み出す場合に比べて命令実行を早くすることがで
きるという効果がある。
As described above, according to the present invention, 1
Each time the instruction in the address range loaded into the internal memory can be read from the high-speed internal memory, there is an effect that the instruction can be executed faster than when reading from the external memory.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【図2】本発明のロード命令例FIG. 2 shows an example of a load instruction according to the present invention;

【図3】従来の命令読み出し解読装置FIG. 3 is a conventional instruction reading and decoding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 内部メモリ 102 内部メモリライト制御回路 103 内部メモリリード制御回路 104 内部ロード命令解読回路 105 ロードアドレス範囲保持回路 106 アドレス比較回路 107 メモリデータバス切り替え回路 108 アクセスタイミング変更回路 109 外部メモリ 110 プログラムカウンタ 111 アクセス制御部 112 命令解読部 113 チップセレクト信号 114 アドレス信号 115 外部メモリデータ信号 116 内部メモリデータ信号 117 内部メモリライトアドレス 118 内部メモリリードアドレス 119 内部メモリライト信号 120 内部メモリリード信号 121 内部メモリ保持実行指令信号 122 比較一致信号 123 選択後データ信号 124 プログラムカウント値 125 アクセスタイミング変更信号 126 プログラムカウンタ制御信号 127 実行制御信号 128 比較範囲信号 201 内部ロード開始命令 202 内部ロード終了命令 203 内部ロードアドレス範囲 301 外部メモリ 302 命令解読部 303 プログラムカウンタ 304 アクセス制御部 305 プログラムカウント値 306 プログラムカウンタ制御信号 307 チップセレクト 308 アドレス信号 309 データ信号 310 実行制御信号 101 Internal Memory 102 Internal Memory Write Control Circuit 103 Internal Memory Read Control Circuit 104 Internal Load Instruction Decoding Circuit 105 Load Address Range Holding Circuit 106 Address Comparison Circuit 107 Memory Data Bus Switching Circuit 108 Access Timing Change Circuit 109 External Memory 110 Program Counter 111 Access Control unit 112 Command decoding unit 113 Chip select signal 114 Address signal 115 External memory data signal 116 Internal memory data signal 117 Internal memory write address 118 Internal memory read address 119 Internal memory write signal 120 Internal memory read signal 121 Internal memory holding execution command signal 122 Comparison match signal 123 Selected data signal 124 Program count value 125 Access timing change signal No. 126 Program counter control signal 127 Execution control signal 128 Comparison range signal 201 Internal load start instruction 202 Internal load end instruction 203 Internal load address range 301 External memory 302 Instruction decoding unit 303 Program counter 304 Access control unit 305 Program count value 306 Program counter Control signal 307 Chip select 308 Address signal 309 Data signal 310 Execution control signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 命令ロード用内部メモリと、 前記命令ロード用内部メモリへの書込みを制御する内部
メモリライト制御回路と、 前記命令ロード用内部メモリからの読み出しを制御する
内部メモリリード制御回路と、 内部ロード命令を見つける内部ロード命令解読回路と、 前記内部メモリロード命令解読回路で解読したアドレス
を保持するロードアドレス範囲保持回路と、 前記ロードアドレス範囲保持回路で保持したアドレスと
現在のアドレスを比較するアドレス比較回路と、 前記アドレス比較回路での比較結果によって外部メモリ
データと前記命令ロード用内部メモリのデータとを切り
替えるメモリデータバス切り替え回路と、 前記アドレス比較回路の比較結果によってアクセスタイ
ミングを切り替えるアクセスタイミング変更回路とを備
え、 内部ロード開始命令により前記命令ロード用内部メモリ
への命令ロードを開始するとともに、内部ロード終了命
令により前記命令ロード用内部メモリへの命令ロードを
終了するようにした命令読み出し解読装置。
An internal memory for instruction loading; an internal memory write control circuit for controlling writing to the internal memory for instruction loading; an internal memory read control circuit for controlling reading from the internal memory for instruction loading; An internal load instruction decoding circuit for finding an internal load instruction; a load address range holding circuit for holding an address decoded by the internal memory load instruction decoding circuit; and an address held by the load address range holding circuit and a current address. An address comparison circuit, a memory data bus switching circuit that switches between external memory data and data in the instruction load internal memory according to the comparison result of the address comparison circuit, and an access timing that switches access timing according to the comparison result of the address comparison circuit Change circuit and For example, internally by the load start command starts the instruction load to the internal memory for the instruction load, instruction reading decryptor instructions were to terminate the loading by the internal end of the load instruction to the instruction internal memory for loading.
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