JP2000357087A - Device and method for processing operation - Google Patents

Device and method for processing operation

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JP2000357087A
JP2000357087A JP11168507A JP16850799A JP2000357087A JP 2000357087 A JP2000357087 A JP 2000357087A JP 11168507 A JP11168507 A JP 11168507A JP 16850799 A JP16850799 A JP 16850799A JP 2000357087 A JP2000357087 A JP 2000357087A
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JP
Japan
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instruction
branch
condition
arithmetic processing
address
Prior art date
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JP11168507A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yanai
弘志 谷内
Masao Kitagawa
昌生 北川
Tadashi Shibata
忠司 芝田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease a cycle not to execute a branching instruction by storing two branch destinations in the same instruction field. SOLUTION: Corresponding to an operation control signal S16 outputted from an instruction decoding part 2, an operation processing part 3 executes operation and updates a condition flag S13. The condition flag S13 and a condition code S12 from the instruction decoding part 2 are inputted to a branch destination discriminating part 4 and when the condition flag S13 and the condition code S12 are matched, corresponding to a branch address switching signal S22, a first branch destination address S11a is selected by an address switching part 6 but when the condition flag S13 and the condition code S12 are not matched, corresponding to the branch address switching signal S22, a second branch destination address S11b is selected by the address switching part 6.

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、条件付きで命令実
行を行う演算処理方法および演算処理装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arithmetic processing method and an arithmetic processing device for executing an instruction conditionally.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータの一般的なアーキテクチャ
として、フォン・ノイマン型アーキテクチャがあり、か
かるコンピュータは、プログラム記憶方式に従い、当該
コンピュータにおいて実行するプログラムを、処理すべ
きデータと同様に記憶装置に記憶するものである。一般
に、汎用コンピュータシステムにおいて、演算処理を行
うプログラムを命令として実行する演算処理装置を実現
させるには、命令が有する形式である命令フォーマット
が定められたものである必要がある。
2. Description of the Related Art As a general architecture of a computer, there is a von Neumann type architecture. In accordance with a program storage method, such a computer stores a program to be executed by the computer in a storage device as well as data to be processed. Things. Generally, in a general-purpose computer system, in order to realize an arithmetic processing device that executes a program for performing arithmetic processing as an instruction, it is necessary that an instruction format, which is a format of the instruction, is defined.

【0003】図3は従来の演算処理装置の構成を示すブ
ロック図、図4は従来の演算処理装置において実行され
る分岐命令時の命令フォーマットの構成を示す概念図で
あって、従来では一般的に命令が実行される条件を指定
する場合が多く、本例のように分岐命令が条件付きで実
行されるものになっている。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a conventional arithmetic processing unit, and FIG. 4 is a conceptual diagram showing the configuration of an instruction format at the time of a branch instruction executed in the conventional arithmetic processing unit. In many cases, a condition for executing an instruction is specified, and a branch instruction is executed conditionally as in this example.

【0004】図3において、1は命令メモリ、2は命令
解読部、3は演算処理部、4は分岐先判定部、5は命令
アドレス発生部であり、S10は命令、S11は分岐先
アドレス、S12は条件コード、S13は条件フラグ、
S14は命令メモリアドレス、S15は分岐判定、S1
6は演算制御、S17は分岐指示、S18は命令アドレ
ス発生部出力の各信号を示している。
In FIG. 3, 1 is an instruction memory, 2 is an instruction decoding unit, 3 is an operation processing unit, 4 is a branch destination determination unit, 5 is an instruction address generation unit, S10 is an instruction, S11 is a branch destination address, S12 is a condition code, S13 is a condition flag,
S14 is an instruction memory address, S15 is a branch determination, S1
Reference numeral 6 denotes operation control, S17 denotes a branch instruction, and S18 denotes signals output from the instruction address generator.

【0005】図4に示す命令フォーマットでは、条件判
定を示す条件コードS12と、この条件判定に従って実
行される分岐命令S100と、命令メモリ1のアドレス
を指定する分岐先アドレスS11によって、命令フィー
ルドを構成している。
In the instruction format shown in FIG. 4, an instruction field is composed of a condition code S12 indicating a condition determination, a branch instruction S100 executed according to the condition determination, and a branch destination address S11 designating an address of the instruction memory 1. are doing.

【0006】従来の演算処理装置において、このような
命令が実行される場合には、条件コードS12が、演算
処理部3の演算結果によって更新される条件フラグS1
3と比較され、一致するときに分岐命令S100を実行
するものであり、一致しないときには分岐命令S100
を実行しない。
In the conventional arithmetic processing unit, when such an instruction is executed, the condition code S12 is changed to a condition flag S1 updated by the operation result of the operation processing unit 3.
3, the branch instruction S100 is executed when they match, and when they do not match, the branch instruction S100 is executed.
Do not execute.

【0007】このような命令フォーマットを有する命令
として実行されるプログラムの一例が(数1),(数
2),(数3)の式に示すものである。この例において
は、減算結果がゼロのときにG01で表される番地に分
岐し、減算結果がゼロでないときにG02で表される番
地に分岐する旨を示すものである。
An example of a program executed as an instruction having such an instruction format is shown by the following equations (Equation 1), (Equation 2), and (Equation 3). In this example, when the subtraction result is zero, the process branches to an address represented by G01, and when the subtraction result is not zero, the process branches to an address represented by G02.

【0008】[0008]

【数1】SUB−CC X1 Y1 Z1SUB-CC X1 Y1 Z1

【0009】[0009]

【数2】JMP(EQ) G01[Equation 2] JMP (EQ) G01

【0010】[0010]

【数3】JMP(NE) G02 このプログラムの(数1)の式において、SUBは減算
命令を、また−CCは前記命令の演算結果で条件フラグ
を更新することを指示することを意味し、(数2)の式
と(数3)の式においては、JMPは分岐命令を指示す
ものであり、カッコ内のEQは条件フラグがゼロのとき
に分岐することを、またNEは条件フラグがゼロでない
ときに分岐することを意味している。したがって、(数
1)の式は「値(X1−Y1)を取得し、その値をZ1
とする減算を実行し、その演算結果を表す条件フラグを
更新する」ことを意味し、(数2)の式は「(数1)の
式の減算結果から更新された条件フラグがゼロのとき、
G01で表される分岐先アドレスに分岐する」ことを意
味し、(数3)の式は「(数1)の式の減算結果から更
新された条件フラグがゼロでないとき、G02で表され
る分岐先アドレスに分岐する」ことを意味している。
## EQU3 ## JMP (NE) G02 In the equation (Equation 1) of this program, SUB means to indicate a subtraction instruction, and -CC means to update a condition flag with the operation result of the instruction. In the equations (Equation 2) and (Equation 3), JMP indicates a branch instruction, EQ in parentheses indicates that branching is performed when the condition flag is zero, and NE indicates that the condition flag is not changed. This means branching when it is not zero. Therefore, the expression of (Equation 1) is obtained as “value (X1−Y1), and that value is Z1
Equation (2) is executed when the condition flag updated from the subtraction result of Equation (1) is zero. ,
Expression (3) means "branch to the branch destination address represented by G01", and is expressed by G02 when the condition flag updated from the subtraction result of expression (1) is not zero. Branch to branch destination address ".

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
演算処理では条件フラグがゼロのときに、あるアドレス
に分岐し、条件フラグがゼロでないときに前記アドレス
とは異なるアドレスに分岐する場合には、(数2)と
(数3)の式のように2ステップに分けてプログラムを
書かざるを得ない。そうすると、条件フラグと条件コー
ドが一致しない場合、分岐命令を実行しないサイクルが
発生することになり、命令サイクルが長くなるという問
題がある。
As described above, in the conventional arithmetic processing, when the condition flag is zero, the operation branches to a certain address, and when the condition flag is not zero, the operation branches to an address different from the above address. Therefore, the program must be divided into two steps as in the equations (Equation 2) and (Equation 3). Then, when the condition flag and the condition code do not match, a cycle in which the branch instruction is not executed occurs, and there is a problem that the instruction cycle becomes longer.

【0012】本発明は、前記従来の技術の問題を解決
し、2つの分岐先を同一命令フィールド内に納め、分岐
命令を実行しないサイクルを減少させることを可能にす
る演算処理装置および演算処理方法を提供することを目
的とする。
The present invention solves the above-mentioned problem of the prior art, and stores two branch destinations in the same instruction field to reduce the number of cycles in which a branch instruction is not executed. The purpose is to provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る演算処理装置は、条件付き分岐命令を
実行する演算処理装置において、条件判定を示す条件コ
ードと、前記条件判定に従って実行される分岐命令と、
この分岐命令の分岐先を示す2つの分岐先アドレスを含
む信号構成に対して、前記条件コードと当該演算処理の
結果に応じて定める条件フラグに基づいて、分岐先アド
レスを切り替える切替手段を備えたものである。
According to an aspect of the present invention, there is provided an arithmetic processing unit for executing a conditional branch instruction, comprising: a condition code indicating a condition determination; Branch instruction to be executed,
Switching means for switching a branch destination address is provided for a signal configuration including two branch destination addresses indicating a branch destination of the branch instruction based on the condition code and a condition flag determined according to a result of the arithmetic processing. Things.

【0014】また本発明に係る演算処理方法は、条件付
き分岐命令を実行する演算処理方法において、条件判定
を示す条件コードと、前記条件判定に従って実行される
分岐命令と、この分岐命令の分岐先を示す2つの分岐先
アドレスを含む信号構成に対して、前記条件コードと当
該演算処理の結果に応じて定める条件フラグに基づい
て、分岐先アドレスを選択し、分岐命令を実行するもの
である。
According to another aspect of the present invention, in the arithmetic processing method for executing a conditional branch instruction, a condition code indicating a condition determination, a branch instruction to be executed in accordance with the condition determination, and a branch destination of the branch instruction Is selected based on the condition code and a condition flag determined according to the result of the arithmetic processing, and a branch instruction is executed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の実施形態を説明するための
演算処理装置の構成を示すブロック図であって、本演算
処理装置は、命令メモリ1と、命令解読部2と、演算処
理部3と、分岐先判定部4と、命令アドレス発生部5
と、分岐先アドレスを切り替えるアドレス切替部6とを
備えたものであり、命令メモリ1は当該演算処理装置が
実行する命令群を保持しており、命令解読部2に対して
命令S10を出力する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an arithmetic processing unit for explaining an embodiment of the present invention. The arithmetic processing unit comprises an instruction memory 1, an instruction decoding unit 2, and an arithmetic processing unit 3. Branch destination determining unit 4 and instruction address generating unit 5
And an address switching unit 6 for switching a branch destination address. The instruction memory 1 holds an instruction group to be executed by the arithmetic processing unit, and outputs an instruction S10 to the instruction decoding unit 2. .

【0017】命令解読部2から出力される演算制御信号
S16に応じて、演算処理部3は演算を実行して条件フ
ラグS13を更新する。分岐先判定部4には、前記条件
フラグS13と、命令解読部2からの条件コードS12
とが入力され、前記条件フラグS13と前記条件コード
S12とが一致すれば、分岐アドレス切替信号S22に
よりアドレス切替部6によって第1の分岐先アドレスS
11aを選択し、前記条件フラグS13と前記条件コー
ドS12とが一致しなければ、分岐アドレス切替信号S
22によりアドレス切替部6によって第2の分岐先アド
レスS11bを選択する。
In accordance with the operation control signal S16 output from the instruction decoding unit 2, the operation processing unit 3 executes the operation and updates the condition flag S13. The branch destination determination unit 4 includes the condition flag S13 and the condition code S12 from the instruction decoding unit 2.
When the condition flag S13 and the condition code S12 match, the first branch destination address S by the address switching unit 6 according to the branch address switching signal S22.
11a, and if the condition flag S13 does not match the condition code S12, the branch address switching signal S
At 22, the address switching unit 6 selects the second branch destination address S11b.

【0018】分岐先判定部4は、命令解読部2から命令
が分岐命令か否かを示す分岐指示信号S17を入力し、
分岐命令のときは分岐判定信号S15によって、第1の
分岐先アドレスS11aまたは第2の分岐先アドレスS
11bを選択している信号を命令メモリアドレスS14
とする。また分岐先判定部4は、分岐命令でないときに
は分岐判定信号S15によって、命令メモリアドレス発
生部出力信号S18を命令メモリアドレスS14に選択
する。
The branch destination determining unit 4 inputs a branch instruction signal S17 indicating whether or not the instruction is a branch instruction from the instruction decoding unit 2,
In the case of a branch instruction, the first branch destination address S11a or the second branch destination address S
11b is transferred to the instruction memory address S14.
And When the instruction is not a branch instruction, the branch destination determining unit 4 selects the instruction memory address generator output signal S18 as the instruction memory address S14 according to the branch determination signal S15.

【0019】図2は本実施形態による演算処理装置にお
いて実行される分岐命令のときにおける命令フォーマッ
トの構成を示す概念図である。図示するように、本実施
形態において用いられる命令フォーマットは、分岐命令
S100と、条件コードS12と、第1の分岐先アドレ
スS11aと、第2の分岐先アドレスS11bとから構
成されている。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration of an instruction format for a branch instruction executed in the arithmetic processing unit according to the present embodiment. As shown, the instruction format used in the present embodiment includes a branch instruction S100, a condition code S12, a first branch destination address S11a, and a second branch destination address S11b.

【0020】次に、図2に示す命令フォーマットを有す
る命令を処理する際の本実施形態による演算処理装置の
動作を、プログラム例を参照して説明する。
Next, the operation of the arithmetic processing unit according to the present embodiment when processing an instruction having the instruction format shown in FIG. 2 will be described with reference to a program example.

【0021】前記のような命令フォーマットを有する命
令として実行されるプログラムの一例が(数4),(数
5)に示す式である。この例においては、減算結果がゼ
ロのときにG01で表される番地に分岐し、減算結果が
ゼロでないときG02で表される番地に分岐する旨を示
すものである。
An example of a program executed as an instruction having the above-mentioned instruction format is the equation shown in (Equation 4) and (Equation 5). In this example, when the subtraction result is zero, the process branches to an address represented by G01, and when the subtraction result is not zero, the process branches to an address represented by G02.

【0022】[0022]

【数4】SUB−CC X1 Y1 Z1SUB-CC X1 Y1 Z1

【0023】[0023]

【数5】JMP(EQ) G01 G02 このプログラムの(数4)の式において、SUBは減算
命令を、−CCは前記命令の演算結果で条件フラグを更
新することを指示することを意味し、(数5)の式にお
いては、JMPは分岐命令を指示すものであり、カッコ
のうちのEQは条件フラグがゼロのときにGO1で表さ
れる分岐先アドレスに分岐することを意味し、条件フラ
グがゼロでないときにGO2で表される分岐先アドレス
に分岐することを意味している。
## EQU5 ## JMP (EQ) G01 G02 In the equation (Equation 4) of this program, SUB means to instruct a subtraction instruction, -CC means to update a condition flag with the operation result of the instruction, In the equation (Equation 5), JMP indicates a branch instruction, and EQ in parentheses means that the branch to the branch destination address represented by GO1 is performed when the condition flag is zero. This means that when the flag is not zero, branch to the branch destination address represented by GO2.

【0024】したがって、(数4)の式は「値(X1−
Y1)を取得し、その値をZ1とする減算を実行し、そ
の演算結果を表す条件フラグを更新する」ことを意味
し、(数5)の式は「(数4)の式の減算結果から更新
された条件フラグがゼロのとき、GO1で表される分岐
先アドレスに分岐し、条件フラグがゼロでないとき、G
O2で表される分岐先アドレスに分岐する」ことを意味
している。
Therefore, the expression of (Equation 4) is expressed as "value (X1-
Y1) is obtained, the subtraction with the value of Z1 is performed, and the condition flag representing the operation result is updated. " When the condition flag updated from is zero, the program branches to the branch destination address represented by GO1, and when the condition flag is not zero, G
Branch to the branch destination address represented by O2 ".

【0025】このように、命令フィールド中に分岐先ア
ドレスを2つ含むことにより、つまり、分岐先アドレス
を従来に比べ1つ追加すれば、命令フィールドの語長は
命令アドレス分長くなるが、条件フラグの値に関わら
ず、1ステップで分岐が可能となり、使用しないサイク
ルを減少させ、従来技術よりも命令の実行サイクルを短
くすることができる。
As described above, by including two branch destination addresses in the instruction field, that is, by adding one branch destination address as compared with the conventional case, the word length of the instruction field becomes longer by the instruction address. Regardless of the value of the flag, branching can be performed in one step, the number of unused cycles can be reduced, and the instruction execution cycle can be shorter than in the related art.

【0026】なお、命令フィールドの語長を従来と同じ
長さにした場合、分岐先アドレスを表すビットは、従来
の半分となり、分岐できるアドレスの範囲が狭くなる
が、条件フラグの値に関わらず、1ステップで分岐が可
能となり、使用しないサイクルを減少させ、従来技術よ
りも命令の実行サイクルを短くすることができる。
When the word length of the instruction field is set to the same length as the conventional one, the number of bits representing the branch destination address becomes half that of the conventional one, and the range of addresses that can be branched is narrowed, but regardless of the value of the condition flag. , Branching can be performed in one step, the number of unused cycles can be reduced, and the instruction execution cycle can be shorter than in the prior art.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の演算処理
装置および演算処理方法によれば、1ステップで分岐命
令が実行されるため、実行しないサイクルが減少し、従
来技術よりも命令の実行サイクルを短くすることがで
き、またプログラムサイズも減少させることができる。
As described above, according to the arithmetic processing apparatus and the arithmetic processing method of the present invention, since the branch instruction is executed in one step, the number of cycles which are not executed is reduced, and the execution of the instruction is smaller than in the prior art. The cycle can be shortened, and the program size can be reduced.

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

【図1】本発明の実施形態を説明するための演算処理装
置の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an arithmetic processing unit for describing an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の演算処理装置において用いられる
分岐命令のときにおける命令フォーマットの構成を示す
概念図
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration of an instruction format for a branch instruction used in the arithmetic processing device of the embodiment;

【図3】従来の演算処理装置の構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional arithmetic processing device.

【図4】従来の演算処理装置において用いられる分岐命
令のときにおける命令フォーマットの構成を示す概念図
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration of an instruction format for a branch instruction used in a conventional arithmetic processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 命令メモリ 2 命令解読部 3 演算処理部 4 分岐先判定部 5 命令アドレス発生部 6 アドレス切替部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Instruction memory 2 Instruction decoding part 3 Operation processing part 4 Branch destination judgment part 5 Instruction address generation part 6 Address switching part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝田 忠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5B033 AA02 BA03 BE00 CA07 DA15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tadashi Shibata 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 5B033 AA02 BA03 BE00 CA07 DA15

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 条件付き分岐命令を実行する演算処理装
置において、条件判定を示す条件コードと、前記条件判
定に従って実行される分岐命令と、この分岐命令の分岐
先を示す2つの分岐先アドレスを含む信号構成に対し
て、前記条件コードと当該演算処理の結果に応じて定め
る条件フラグに基づいて、分岐先アドレスを切り替える
切替手段を備えたことを特徴とする演算処理装置。
In an arithmetic processing unit for executing a conditional branch instruction, a condition code indicating a condition determination, a branch instruction to be executed in accordance with the condition determination, and two branch destination addresses indicating a branch destination of the branch instruction are stored. An arithmetic processing apparatus comprising: a switching unit that switches a branch destination address based on a condition flag determined according to the condition code and a result of the arithmetic processing for a signal configuration that includes the arithmetic processing unit.
【請求項2】 条件付き分岐命令を実行する演算処理方
法において、条件判定を示す条件コードと、前記条件判
定に従って実行される分岐命令と、この分岐命令の分岐
先を示す2つの分岐先アドレスを含む信号構成に対し
て、前記条件コードと当該演算処理の結果に応じて定め
る条件フラグに基づいて、分岐先アドレスを選択し、分
岐命令を実行することを特徴とする演算処理方法。
2. An arithmetic processing method for executing a conditional branch instruction, comprising: a condition code indicating a condition determination; a branch instruction executed according to the condition determination; and two branch destination addresses indicating a branch destination of the branch instruction. An arithmetic processing method for selecting a branch destination address and executing a branch instruction based on the condition code and a condition flag determined in accordance with a result of the arithmetic processing with respect to a signal configuration including the instruction.
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