JP2001067335A - マイクロコンピュータ - Google Patents
マイクロコンピュータInfo
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/30—Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
- G06F9/30003—Arrangements for executing specific machine instructions
- G06F9/3005—Arrangements for executing specific machine instructions to perform operations for flow control
- G06F9/30054—Unconditional branch instructions
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サブルーチンによって実数演算処理と整数除
算処理とビットデータ処理とを行うマイクロコンピュー
タにて、プログラム容量を低減すると共に、外部メモリ
にプログラムを配置した場合の演算処理のリアルタイム
性を向上させる。 【解決手段】 メモリを内蔵すると共に、外部メモリと
も接続可能なマイコンは、命令として、メモリ空間１０
の特定領域１２へのみ分岐可能であると共に、１命令で
且つ最小命令長である特定領域分岐命令ＪＭを有する。
更にこのマイコンでは、少なくとも実数演算用サブルー
チン１４と整数除算用サブルーチン１６とビット操作用
サブルーチン１８の何れかが特定領域１２に配置され、
その配置されているサブルーチン１４〜１８へ上記命令
ＪＭで分岐するようプログラムが構成されている。よっ
て、プログラム容量を低減でき、外部メモリにプログラ
ムを格納した場合にはサブルーチン１４〜１８を呼び出
す際の処理時間増加を抑えられる。
算処理とビットデータ処理とを行うマイクロコンピュー
タにて、プログラム容量を低減すると共に、外部メモリ
にプログラムを配置した場合の演算処理のリアルタイム
性を向上させる。 【解決手段】 メモリを内蔵すると共に、外部メモリと
も接続可能なマイコンは、命令として、メモリ空間１０
の特定領域１２へのみ分岐可能であると共に、１命令で
且つ最小命令長である特定領域分岐命令ＪＭを有する。
更にこのマイコンでは、少なくとも実数演算用サブルー
チン１４と整数除算用サブルーチン１６とビット操作用
サブルーチン１８の何れかが特定領域１２に配置され、
その配置されているサブルーチン１４〜１８へ上記命令
ＪＭで分岐するようプログラムが構成されている。よっ
て、プログラム容量を低減でき、外部メモリにプログラ
ムを格納した場合にはサブルーチン１４〜１８を呼び出
す際の処理時間増加を抑えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内蔵メモリと外部
メモリとの何れかに実行対象のプログラムが格納される
マイクロコンピュータに関する。
メモリとの何れかに実行対象のプログラムが格納される
マイクロコンピュータに関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロコンピュータにおいて、例えば
実数演算（実数同士の演算）を行わせようとした場合、
実数演算用の演算器を補助的に組み込む方法と、複数の
ＣＰＵ命令によるソフトウエアで演算を行う方法とがあ
るが、前者の方法では、実数演算専用のハードウエアが
必要となりチップサイズ及びコストの増大を招くため、
一般的には、後者の方法が採られることとなる。
実数演算（実数同士の演算）を行わせようとした場合、
実数演算用の演算器を補助的に組み込む方法と、複数の
ＣＰＵ命令によるソフトウエアで演算を行う方法とがあ
るが、前者の方法では、実数演算専用のハードウエアが
必要となりチップサイズ及びコストの増大を招くため、
一般的には、後者の方法が採られることとなる。
【０００３】そこで、従来より、マイクロコンピュータ
（以下、マイコンともいう）においては、実数演算処理
のプログラムをサブルーチンとし、メインルーチン等か
らその実数演算用サブルーチンへ分岐して（換言すれ
ば、実数演算用サブルーチンを呼び出して）、実数演算
を行うようにしていた。
（以下、マイコンともいう）においては、実数演算処理
のプログラムをサブルーチンとし、メインルーチン等か
らその実数演算用サブルーチンへ分岐して（換言すれ
ば、実数演算用サブルーチンを呼び出して）、実数演算
を行うようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
ＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）型マイ
コンにおいて、サブルーチンへ分岐するための処理は、
複数の命令、あるいは、１命令であるが最小命令長（即
ち、命令のうちでビット長が最も短い命令の命令長）よ
りも長い命令（例えば、最小命令長が２バイトである場
合、４バイト以上の命令）によって実現されている。
ＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）型マイ
コンにおいて、サブルーチンへ分岐するための処理は、
複数の命令、あるいは、１命令であるが最小命令長（即
ち、命令のうちでビット長が最も短い命令の命令長）よ
りも長い命令（例えば、最小命令長が２バイトである場
合、４バイト以上の命令）によって実現されている。
【０００５】これは、サブルーチンへ分岐するための分
岐命令が、全メモリ空間の任意のアドレスへ分岐可能に
設定されており、主に、その命令におけるアドレス部
（分岐先のアドレスを示すデータの部分であり、所謂オ
ペランド）のビット長が長いためである。尚、メモリ空
間とは、マイコンがアクセス可能なアドレス空間であ
る。
岐命令が、全メモリ空間の任意のアドレスへ分岐可能に
設定されており、主に、その命令におけるアドレス部
（分岐先のアドレスを示すデータの部分であり、所謂オ
ペランド）のビット長が長いためである。尚、メモリ空
間とは、マイコンがアクセス可能なアドレス空間であ
る。
【０００６】このため、従来のマイコンでは、プログラ
ム容量が増大してしまい、その結果、内蔵されたメモリ
（内蔵メモリ）にプログラムを格納しきれなくなる可能
性が大きくなってしまう。また、プログラム容量が増大
することにより、マイコン外部のメモリ（外部メモリ）
にプログラムを格納することがあるが、近年におけるマ
イコンの高速化に伴い、外部メモリは内蔵メモリよりも
応答速度が遅い（アドレスバスへアドレス情報を出して
からデータを読み込めるまでの待ち時間が長い）ため、
プログラムを外部メモリに格納した場合には、実数演算
用サブルーチンを呼び出す際の実行処理時間が長くなっ
てしまい、実数演算のリアルタイム性が低下するという
問題がある。
ム容量が増大してしまい、その結果、内蔵されたメモリ
（内蔵メモリ）にプログラムを格納しきれなくなる可能
性が大きくなってしまう。また、プログラム容量が増大
することにより、マイコン外部のメモリ（外部メモリ）
にプログラムを格納することがあるが、近年におけるマ
イコンの高速化に伴い、外部メモリは内蔵メモリよりも
応答速度が遅い（アドレスバスへアドレス情報を出して
からデータを読み込めるまでの待ち時間が長い）ため、
プログラムを外部メモリに格納した場合には、実数演算
用サブルーチンを呼び出す際の実行処理時間が長くなっ
てしまい、実数演算のリアルタイム性が低下するという
問題がある。
【０００７】つまり、通常の分岐命令は前述したように
最小命令長よりも長く、その分岐命令を読み込むために
はメモリへ複数回アクセスしなければならないが、外部
メモリは内蔵メモリに比べて応答速度が遅いため、その
メモリへのアクセス回数に応じて、分岐命令の読み込み
及び実行を行うための実行処理時間が益々長くなってし
まい、実数演算用サブルーチンの開始タイミングが遅れ
るからである。
最小命令長よりも長く、その分岐命令を読み込むために
はメモリへ複数回アクセスしなければならないが、外部
メモリは内蔵メモリに比べて応答速度が遅いため、その
メモリへのアクセス回数に応じて、分岐命令の読み込み
及び実行を行うための実行処理時間が益々長くなってし
まい、実数演算用サブルーチンの開始タイミングが遅れ
るからである。
【０００８】また、上記では実数演算処理を例に挙げた
が、実数演算処理と同様に専用のハードウエアよりもソ
フトウエアで行われることが多い演算処理として、整数
除算処理とビットデータ処理がある。そして、これらの
処理についても、実数演算処理と同様の問題が生じてい
る。尚、整数除算処理とは、整数同士の除算を行う演算
処理であり、ビットデータ処理とは、ビットを操作して
行うビット演算処理のことである。
が、実数演算処理と同様に専用のハードウエアよりもソ
フトウエアで行われることが多い演算処理として、整数
除算処理とビットデータ処理がある。そして、これらの
処理についても、実数演算処理と同様の問題が生じてい
る。尚、整数除算処理とは、整数同士の除算を行う演算
処理であり、ビットデータ処理とは、ビットを操作して
行うビット演算処理のことである。
【０００９】そこで、本発明は、サブルーチンによって
少なくとも実数演算処理と整数除算処理とビットデータ
処理の何れかの処理を行うマイクロコンピュータにおい
て、プログラム容量を低減すると共に、外部メモリにプ
ログラムを配置した場合の演算処理のリアルタイム性を
向上させることを目的としている。
少なくとも実数演算処理と整数除算処理とビットデータ
処理の何れかの処理を行うマイクロコンピュータにおい
て、プログラム容量を低減すると共に、外部メモリにプ
ログラムを配置した場合の演算処理のリアルタイム性を
向上させることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記目
的を達成するためになされた請求項１に記載の本発明の
マイクロコンピュータは、メモリを内蔵していると共
に、外部のメモリともバスを介して接続可能に構成され
ている、そして、その両メモリの何れかに実行対象のプ
ログラムが格納される。
的を達成するためになされた請求項１に記載の本発明の
マイクロコンピュータは、メモリを内蔵していると共
に、外部のメモリともバスを介して接続可能に構成され
ている、そして、その両メモリの何れかに実行対象のプ
ログラムが格納される。
【００１１】ここで特に、本発明のマイクロコンピュー
タは、実行可能な命令として、メモリ空間における特定
領域へのみ分岐可能であると共に、１命令で且つ最小命
令長である特定領域分岐命令を有している。そして、本
発明のマイクロコンピュータにおいては、少なくとも、
実数演算処理を行うための実数演算用サブルーチンと、
整数除算処理を行うための整数除算用サブルーチンと、
ビットデータ処理を行うためのビット操作用サブルーチ
ンとの何れかが、前記特定領域に配置されており、その
配置されているサブルーチン（実数演算用サブルーチ
ン，整数除算用サブルーチン，及びビット操作用サブル
ーチンの何れか）へ前記特定領域分岐命令によって分岐
するようにプログラムが構成されている。
タは、実行可能な命令として、メモリ空間における特定
領域へのみ分岐可能であると共に、１命令で且つ最小命
令長である特定領域分岐命令を有している。そして、本
発明のマイクロコンピュータにおいては、少なくとも、
実数演算処理を行うための実数演算用サブルーチンと、
整数除算処理を行うための整数除算用サブルーチンと、
ビットデータ処理を行うためのビット操作用サブルーチ
ンとの何れかが、前記特定領域に配置されており、その
配置されているサブルーチン（実数演算用サブルーチ
ン，整数除算用サブルーチン，及びビット操作用サブル
ーチンの何れか）へ前記特定領域分岐命令によって分岐
するようにプログラムが構成されている。
【００１２】つまり、本発明のマイクロコンピュータで
は、特定領域分岐命令による分岐先の領域を、全メモリ
空間のうちの特定領域だけに限定することにより、その
特定領域分岐命令を、１命令且つ最小命令長で構成する
ようにしている。そして、少なくとも実数演算用サブル
ーチンと整数除算用サブルーチンとビット操作用サブル
ーチンとの何れかを前記特定領域に配置して、配置され
ているサブルーチンを前記特定領域分岐命令によって呼
び出すようにしている。
は、特定領域分岐命令による分岐先の領域を、全メモリ
空間のうちの特定領域だけに限定することにより、その
特定領域分岐命令を、１命令且つ最小命令長で構成する
ようにしている。そして、少なくとも実数演算用サブル
ーチンと整数除算用サブルーチンとビット操作用サブル
ーチンとの何れかを前記特定領域に配置して、配置され
ているサブルーチンを前記特定領域分岐命令によって呼
び出すようにしている。
【００１３】このため、本発明のマイクロコンピュータ
によれば、少なくとも実数演算用サブルーチンと整数除
算用サブルーチンとビット操作用サブルーチンの何れか
を呼び出すため（それら各サブルーチンへ分岐するた
め）に要するプログラム容量を、最小命令長分にまで低
減することができ、この結果、プログラムの全容量を低
減して、内蔵メモリへ全プログラムを格納できる可能性
を大きくすることができる。また、内蔵メモリの容量を
小さく設定することも可能になる。
によれば、少なくとも実数演算用サブルーチンと整数除
算用サブルーチンとビット操作用サブルーチンの何れか
を呼び出すため（それら各サブルーチンへ分岐するた
め）に要するプログラム容量を、最小命令長分にまで低
減することができ、この結果、プログラムの全容量を低
減して、内蔵メモリへ全プログラムを格納できる可能性
を大きくすることができる。また、内蔵メモリの容量を
小さく設定することも可能になる。
【００１４】また更に、特定領域分岐命令は最小命令長
であり、その命令の読み込みを１回のメモリアクセス動
作（１回の命令読み込みサイクル）で行うことができる
ため、外部のメモリ（外部メモリ）にプログラムを格納
した場合には、少なくとも実数演算用サブルーチンと整
数除算用サブルーチンとビット操作用サブルーチンの何
れかを呼び出す際の実行処理時間の増加（即ち、それら
各サブルーチンの開始タイミングの遅れ）を最低限に抑
えることができ、実数演算や整数除算やビット演算の各
演算処理のリアルタイム性を向上させることができる。
であり、その命令の読み込みを１回のメモリアクセス動
作（１回の命令読み込みサイクル）で行うことができる
ため、外部のメモリ（外部メモリ）にプログラムを格納
した場合には、少なくとも実数演算用サブルーチンと整
数除算用サブルーチンとビット操作用サブルーチンの何
れかを呼び出す際の実行処理時間の増加（即ち、それら
各サブルーチンの開始タイミングの遅れ）を最低限に抑
えることができ、実数演算や整数除算やビット演算の各
演算処理のリアルタイム性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施形
態のマイコン（マイクロコンピュータ）について、図面
を用いて説明する。まず図１は、本実施形態のマイコン
１の構成を表すブロック図である。尚、本実施形態のマ
イコン１は、ＲＩＳＣ型マイコンである。
態のマイコン（マイクロコンピュータ）について、図面
を用いて説明する。まず図１は、本実施形態のマイコン
１の構成を表すブロック図である。尚、本実施形態のマ
イコン１は、ＲＩＳＣ型マイコンである。
【００１６】図１に示すように、本実施形態のマイコン
１は、命令に応じた各種の演算（加減算，論理演算，シ
フト演算等）を行う演算部７、命令を解読して演算部７
に演算を行わせる制御部８、及び演算部７が演算に用い
る各種レジスタやプログラムカウンタ等からなるレジス
タ部９を有したＣＰＵ２と、ＣＰＵ２が実行するプログ
ラムやそのプログラムの実行時に参照されるデータを格
納するための内蔵メモリ３とを備えている。そして、Ｃ
ＰＵ２と内蔵メモリ３は、当該マイコン１内に配設され
たアドレスバス４及びデータバス５によって接続されて
いる。
１は、命令に応じた各種の演算（加減算，論理演算，シ
フト演算等）を行う演算部７、命令を解読して演算部７
に演算を行わせる制御部８、及び演算部７が演算に用い
る各種レジスタやプログラムカウンタ等からなるレジス
タ部９を有したＣＰＵ２と、ＣＰＵ２が実行するプログ
ラムやそのプログラムの実行時に参照されるデータを格
納するための内蔵メモリ３とを備えている。そして、Ｃ
ＰＵ２と内蔵メモリ３は、当該マイコン１内に配設され
たアドレスバス４及びデータバス５によって接続されて
いる。
【００１７】また、本実施形態のマイコン１は、外部メ
モリ６とも上記バス４，５を介して接続可能に構成され
ている。つまり、アドレスバス４及びデータバス５やＣ
ＰＵ２から伸びた他の制御線（図示省略）は、当該マイ
コン１に設けられた端子（図示省略）から外部へ出せる
ようになっており、そのアドレスバス４，データバス
５，及び他の制御線に外部メモリ６が接続される。
モリ６とも上記バス４，５を介して接続可能に構成され
ている。つまり、アドレスバス４及びデータバス５やＣ
ＰＵ２から伸びた他の制御線（図示省略）は、当該マイ
コン１に設けられた端子（図示省略）から外部へ出せる
ようになっており、そのアドレスバス４，データバス
５，及び他の制御線に外部メモリ６が接続される。
【００１８】次に、本実施形態のマイコン１では、内蔵
メモリ３あるいは外部メモリ６に格納されるプログラム
（即ち、ＣＰＵ２によって実行されるプログラム）のう
ちで、実数演算処理を行うためのプログラムと、整数除
算処理を行うためのプログラムと、ビットデータ処理を
行うためのプログラムとを、夫々サブルーチンとし、他
のルーチンからそれら各サブルーチンへ分岐して（各サ
ブルーチンを呼び出して）該当する演算処理を行うよう
にしているが、特に本マイコン１は、サブルーチンを呼
び出すための分岐命令として、図２（Ａ）に示す如く４
ビットの命令部（処理の内容を示す命令コードの部分）
と１２ビットのアドレス部（分岐先のアドレスを示すデ
ータの部分）とからなる最小命令長（本実施形態では２
バイト）の１命令であって、図２（Ｂ）に示す如くメモ
リ空間１０における特定領域１２へのみ分岐可能な特定
領域分岐命令ＪＭを有している。
メモリ３あるいは外部メモリ６に格納されるプログラム
（即ち、ＣＰＵ２によって実行されるプログラム）のう
ちで、実数演算処理を行うためのプログラムと、整数除
算処理を行うためのプログラムと、ビットデータ処理を
行うためのプログラムとを、夫々サブルーチンとし、他
のルーチンからそれら各サブルーチンへ分岐して（各サ
ブルーチンを呼び出して）該当する演算処理を行うよう
にしているが、特に本マイコン１は、サブルーチンを呼
び出すための分岐命令として、図２（Ａ）に示す如く４
ビットの命令部（処理の内容を示す命令コードの部分）
と１２ビットのアドレス部（分岐先のアドレスを示すデ
ータの部分）とからなる最小命令長（本実施形態では２
バイト）の１命令であって、図２（Ｂ）に示す如くメモ
リ空間１０における特定領域１２へのみ分岐可能な特定
領域分岐命令ＪＭを有している。
【００１９】つまり、ＣＰＵ２の制御部８は、内蔵メモ
リ３あるいは外部メモリ６から、最初の４ビットが所定
のデータ値である特定領域分岐命令ＪＭを読み込むと、
演算部７に、その特定領域分岐命令ＪＭのアドレス部に
よって指定される上記特定領域１２内のアドレスを計算
させると共に、そのアドレスをレジスタ部９内のプログ
ラムカウンタへセットさせることにより、処理の実行先
を、特定領域分岐命令ＪＭのアドレス部によって指定さ
れる上記特定領域１２内のアドレスへ分岐（ジャンプ）
させる。
リ３あるいは外部メモリ６から、最初の４ビットが所定
のデータ値である特定領域分岐命令ＪＭを読み込むと、
演算部７に、その特定領域分岐命令ＪＭのアドレス部に
よって指定される上記特定領域１２内のアドレスを計算
させると共に、そのアドレスをレジスタ部９内のプログ
ラムカウンタへセットさせることにより、処理の実行先
を、特定領域分岐命令ＪＭのアドレス部によって指定さ
れる上記特定領域１２内のアドレスへ分岐（ジャンプ）
させる。
【００２０】尚、本実施形態のマイコン１では、特定領
域分岐命令ＪＭのアドレス部の１２ビットデータを４倍
にすると共に、その４倍で得た１４ビットデータの上位
側に全ビットが“１”の１０ビットを付け、このように
して得られる２４ビットデータが示すアドレスへ分岐す
るように構成されている。
域分岐命令ＪＭのアドレス部の１２ビットデータを４倍
にすると共に、その４倍で得た１４ビットデータの上位
側に全ビットが“１”の１０ビットを付け、このように
して得られる２４ビットデータが示すアドレスへ分岐す
るように構成されている。
【００２１】そして更に、本実施形態のマイコン１にお
いて、内蔵メモリ３あるいは外部メモリ６に格納される
実行対象のプログラムは、図２（Ｂ）に例示するよう
に、実数演算処理を行うための実数演算用サブルーチン
１４−１，１４−２と、整数除算処理を行うための整数
除算用サブルーチン１６と、ビットデータ処理を行うた
めのビット操作用サブルーチン１８とがメモリ空間１０
の上記特定領域１２に配置されると共に、他のルーチン
に配置された上記特定領域分岐命令ＪＭ−１〜ＪＭ−６
の各々によって、その特定領域１２内の各サブルーチン
１４−１，１４−２，１６，１８へ分岐するように構成
されている。
いて、内蔵メモリ３あるいは外部メモリ６に格納される
実行対象のプログラムは、図２（Ｂ）に例示するよう
に、実数演算処理を行うための実数演算用サブルーチン
１４−１，１４−２と、整数除算処理を行うための整数
除算用サブルーチン１６と、ビットデータ処理を行うた
めのビット操作用サブルーチン１８とがメモリ空間１０
の上記特定領域１２に配置されると共に、他のルーチン
に配置された上記特定領域分岐命令ＪＭ−１〜ＪＭ−６
の各々によって、その特定領域１２内の各サブルーチン
１４−１，１４−２，１６，１８へ分岐するように構成
されている。
【００２２】尚、図２（Ｂ）は、特定領域分岐命令ＪＭ
−１によって実数演算用サブルーチン１４−１が呼び出
され、特定領域分岐命令ＪＭ−４，ＪＭ−５の各々によ
って他の実数演算用サブルーチン１４−２が呼び出さ
れ、特定領域分岐命令ＪＭ−２，ＪＭ−３の各々によっ
て整数除算用サブルーチン１６が呼び出され、特定領域
分岐命令ＪＭ−６によってビット操作用サブルーチン１
８が呼び出されることを例示している。また、ビット操
作用サブルーチン１８は、ビットデータ処理として、例
えば、ビット列中の任意のビットの論理和や論理積など
を求めりたり、ビット列をシフトする、といったビット
演算を行うものである。
−１によって実数演算用サブルーチン１４−１が呼び出
され、特定領域分岐命令ＪＭ−４，ＪＭ−５の各々によ
って他の実数演算用サブルーチン１４−２が呼び出さ
れ、特定領域分岐命令ＪＭ−２，ＪＭ−３の各々によっ
て整数除算用サブルーチン１６が呼び出され、特定領域
分岐命令ＪＭ−６によってビット操作用サブルーチン１
８が呼び出されることを例示している。また、ビット操
作用サブルーチン１８は、ビットデータ処理として、例
えば、ビット列中の任意のビットの論理和や論理積など
を求めりたり、ビット列をシフトする、といったビット
演算を行うものである。
【００２３】次に、このような本実施形態のマイコン１
の効果について説明する。まず、本実施形態のマイコン
１は、サブルーチンを呼び出すための分岐命令として、
前述した特定領域分岐命令ＪＭの他に、図４（Ａ）に示
す如く８ビットの命令部と２４ビットのアドレス部とか
らなる合計４バイトの１命令であって、図４（Ｂ）に例
示する如くメモリ空間１０の任意のアドレスへ分岐可能
な通常の分岐命令（以下、通常分岐命令という）ＪＳも
有している。尚、図４（Ｂ）は、通常分岐命令ＪＳ−１
によってサブルーチン２０−１が呼び出され、また、通
常分岐命令ＪＳ−２，ＪＳ−３の各々によって他のサブ
ルーチン２０−２が呼び出されることを例示している。
の効果について説明する。まず、本実施形態のマイコン
１は、サブルーチンを呼び出すための分岐命令として、
前述した特定領域分岐命令ＪＭの他に、図４（Ａ）に示
す如く８ビットの命令部と２４ビットのアドレス部とか
らなる合計４バイトの１命令であって、図４（Ｂ）に例
示する如くメモリ空間１０の任意のアドレスへ分岐可能
な通常の分岐命令（以下、通常分岐命令という）ＪＳも
有している。尚、図４（Ｂ）は、通常分岐命令ＪＳ−１
によってサブルーチン２０−１が呼び出され、また、通
常分岐命令ＪＳ−２，ＪＳ−３の各々によって他のサブ
ルーチン２０−２が呼び出されることを例示している。
【００２４】つまり、通常分岐命令ＪＳでは、２４ビッ
トのアドレス部によって、分岐先のアドレスを全メモリ
空間１０中の任意のアドレスに指定できるようになって
おり、このため、通常分岐命令ＪＳの命令長は、最小命
令長の２倍（４バイト）となっている。
トのアドレス部によって、分岐先のアドレスを全メモリ
空間１０中の任意のアドレスに指定できるようになって
おり、このため、通常分岐命令ＪＳの命令長は、最小命
令長の２倍（４バイト）となっている。
【００２５】ここで、こうした通常分岐命令ＪＳを実行
する際のマイコン１の動作は、図５のようになる。尚、
図５及び後述する図３において、Ｔ１〜Ｔ７あるいはＴ
１〜Ｔ６の各々は、ＣＰＵ２における内部クロック（Ｃ
ＰＵクロック）の１周期時間であり、ＣＰＵ２が動作す
る際の１ステート（基本サイクル）である。
する際のマイコン１の動作は、図５のようになる。尚、
図５及び後述する図３において、Ｔ１〜Ｔ７あるいはＴ
１〜Ｔ６の各々は、ＣＰＵ２における内部クロック（Ｃ
ＰＵクロック）の１周期時間であり、ＣＰＵ２が動作す
る際の１ステート（基本サイクル）である。
【００２６】即ち、まずプログラムが内蔵メモリ３に格
納されている場合には、図５の１段目及び２段目に示す
ように、最初のステートＴ１で通常分岐命令ＪＳの上位
２バイトが読み込まれ、次のステートＴ２で通常分岐命
令ＪＳの下位２バイトが読み込まれる。そして、次のス
テートＴ３で通常分岐命令ＪＳの解読やアドレス計算の
ための内部処理が行われ、その次のステートＴ４で通常
分岐命令ＪＳが示す分岐先のアドレスの命令が読み込ま
れることとなる。
納されている場合には、図５の１段目及び２段目に示す
ように、最初のステートＴ１で通常分岐命令ＪＳの上位
２バイトが読み込まれ、次のステートＴ２で通常分岐命
令ＪＳの下位２バイトが読み込まれる。そして、次のス
テートＴ３で通常分岐命令ＪＳの解読やアドレス計算の
ための内部処理が行われ、その次のステートＴ４で通常
分岐命令ＪＳが示す分岐先のアドレスの命令が読み込ま
れることとなる。
【００２７】よって、プログラムが内蔵メモリ３に格納
されている場合、通常分岐命令ＪＳによってサブルーチ
ンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｉは、Ｔ１〜Ｔ３まで
の３ステートとなる。また、プログラムが外部メモリ６
に格納されている場合には、図５の１段目及び３段目に
示すように、最初のステートＴ１と次のステートＴ２と
で通常分岐命令ＪＳの上位２バイトが読み込まれ、次の
２ステートＴ３，Ｔ４で通常分岐命令ＪＳの下位２バイ
トが読み込まれる。そして、次のステートＴ５で通常分
岐命令ＪＳの解読やアドレス計算のための内部処理が行
われ、その次の２ステートＴ６，Ｔ７で通常分岐命令Ｊ
Ｓが示す分岐先のアドレスの命令が読み込まれることと
なる。
されている場合、通常分岐命令ＪＳによってサブルーチ
ンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｉは、Ｔ１〜Ｔ３まで
の３ステートとなる。また、プログラムが外部メモリ６
に格納されている場合には、図５の１段目及び３段目に
示すように、最初のステートＴ１と次のステートＴ２と
で通常分岐命令ＪＳの上位２バイトが読み込まれ、次の
２ステートＴ３，Ｔ４で通常分岐命令ＪＳの下位２バイ
トが読み込まれる。そして、次のステートＴ５で通常分
岐命令ＪＳの解読やアドレス計算のための内部処理が行
われ、その次の２ステートＴ６，Ｔ７で通常分岐命令Ｊ
Ｓが示す分岐先のアドレスの命令が読み込まれることと
なる。
【００２８】よって、プログラムが外部メモリ６に格納
されている場合、通常分岐命令ＪＳによってサブルーチ
ンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｏは、Ｔ１〜Ｔ５まで
の５ステートとなる。尚、外部メモリ６から命令（詳し
くは２バイトのデータ）を読み出すために２ステートを
要しているのは、外部メモリ６は内蔵メモリ３よりも応
答速度が遅く、アドレスバス４へアドレス情報を出して
からデータバス５を介してデータを確実に読み込めるま
での待ち時間が長いためである。そして、このことは、
後述する図３においても同様である。
されている場合、通常分岐命令ＪＳによってサブルーチ
ンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｏは、Ｔ１〜Ｔ５まで
の５ステートとなる。尚、外部メモリ６から命令（詳し
くは２バイトのデータ）を読み出すために２ステートを
要しているのは、外部メモリ６は内蔵メモリ３よりも応
答速度が遅く、アドレスバス４へアドレス情報を出して
からデータバス５を介してデータを確実に読み込めるま
での待ち時間が長いためである。そして、このことは、
後述する図３においても同様である。
【００２９】このため、仮に、実数演算用サブルーチン
と整数除算用サブルーチンとビット操作用サブルーチン
とをメモリ空間１０の任意の領域に配置して、その各サ
ブルーチンを通常分岐命令ＪＳで呼び出すようにプログ
ラムを構成すると、それら各サブルーチンを呼び出すた
めに通常分岐命令ＪＳの分の４バイトを要することか
ら、プログラム容量が大きくなってしまい、内蔵メモリ
３にプログラムを格納しきれなくなる可能性が大きくな
る。
と整数除算用サブルーチンとビット操作用サブルーチン
とをメモリ空間１０の任意の領域に配置して、その各サ
ブルーチンを通常分岐命令ＪＳで呼び出すようにプログ
ラムを構成すると、それら各サブルーチンを呼び出すた
めに通常分岐命令ＪＳの分の４バイトを要することか
ら、プログラム容量が大きくなってしまい、内蔵メモリ
３にプログラムを格納しきれなくなる可能性が大きくな
る。
【００３０】また、外部メモリ６にプログラムを格納し
た場合には、図５に示したように、実数演算用サブルー
チンと整数除算用サブルーチンとビット操作用サブルー
チンとの各々を呼び出す際の実行処理時間Ｔｏが、内蔵
メモリ３にプログラムを格納した場合の実行処理時間Ｔ
ｉよりもただでさえ長くなり、しかも、通常分岐命令Ｊ
Ｓを読み込むためにはメモリへ２回アクセスしなければ
ならない（命令の読み込みサイクルを２回行う必要があ
る）ため、そのメモリへのアクセス回数に応じて実行処
理時間Ｔｏが益々長くなってしまう。よって、実数演算
用サブルーチンと整数除算用サブルーチンとビット操作
用サブルーチンとの各々の開始タイミングが遅れて、各
演算処理のリアルタイム性が低下してしまう。
た場合には、図５に示したように、実数演算用サブルー
チンと整数除算用サブルーチンとビット操作用サブルー
チンとの各々を呼び出す際の実行処理時間Ｔｏが、内蔵
メモリ３にプログラムを格納した場合の実行処理時間Ｔ
ｉよりもただでさえ長くなり、しかも、通常分岐命令Ｊ
Ｓを読み込むためにはメモリへ２回アクセスしなければ
ならない（命令の読み込みサイクルを２回行う必要があ
る）ため、そのメモリへのアクセス回数に応じて実行処
理時間Ｔｏが益々長くなってしまう。よって、実数演算
用サブルーチンと整数除算用サブルーチンとビット操作
用サブルーチンとの各々の開始タイミングが遅れて、各
演算処理のリアルタイム性が低下してしまう。
【００３１】これに対し、本実施形態のマイコン１にお
いて、特定領域分岐命令ＪＭを実行する際の動作は、図
３のようになる。即ち、まずプログラムが内蔵メモリ３
に格納されている場合には、図３の１段目及び２段目に
示すように、最初のステートＴ１で特定領域分岐命令Ｊ
Ｍの全てが読み込まれ、次の２ステートＴ２，Ｔ３で特
定領域分岐命令ＪＭの解読やアドレス計算のための内部
処理が行われる。そして、その次のステートＴ４で特定
領域分岐命令ＪＭが示す分岐先のアドレスの命令が読み
込まれることとなる。
いて、特定領域分岐命令ＪＭを実行する際の動作は、図
３のようになる。即ち、まずプログラムが内蔵メモリ３
に格納されている場合には、図３の１段目及び２段目に
示すように、最初のステートＴ１で特定領域分岐命令Ｊ
Ｍの全てが読み込まれ、次の２ステートＴ２，Ｔ３で特
定領域分岐命令ＪＭの解読やアドレス計算のための内部
処理が行われる。そして、その次のステートＴ４で特定
領域分岐命令ＪＭが示す分岐先のアドレスの命令が読み
込まれることとなる。
【００３２】尚、内部処理がＴ２とＴ３との２ステート
で行われるのは、本実施形態のマイコン１では所謂パイ
プライン処理によってプログラムを実行しており、その
パイプライン処理の流れを乱さないようにしているため
である。つまり、２つのステートＴ２，Ｔ３のうちの一
方は、実質的な処理を行わない期間か、あるいは、他の
命令の処理期間となっている。
で行われるのは、本実施形態のマイコン１では所謂パイ
プライン処理によってプログラムを実行しており、その
パイプライン処理の流れを乱さないようにしているため
である。つまり、２つのステートＴ２，Ｔ３のうちの一
方は、実質的な処理を行わない期間か、あるいは、他の
命令の処理期間となっている。
【００３３】よって、プログラムが内蔵メモリ３に格納
されている場合、特定領域分岐命令ＪＭによってサブル
ーチンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｉは、通常分岐命
令ＪＳの場合と同様に、Ｔ１〜Ｔ３までの３ステートと
なる。また、プログラムが外部メモリ６に格納されてい
る場合には、図３の１段目及び３段目に示すように、最
初のステートＴ１と次のステートＴ２との１回の読み込
みサイクルで特定領域分岐命令ＪＭの全てが読み込ま
れ、次の２ステートＴ３，Ｔ４で特定領域分岐命令ＪＭ
の解読やアドレス計算のための内部処理が行われる。そ
して、その次の２ステートＴ５，Ｔ６で特定領域分岐命
令ＪＭが示す分岐先のアドレスの命令が読み込まれるこ
ととなる。
されている場合、特定領域分岐命令ＪＭによってサブル
ーチンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｉは、通常分岐命
令ＪＳの場合と同様に、Ｔ１〜Ｔ３までの３ステートと
なる。また、プログラムが外部メモリ６に格納されてい
る場合には、図３の１段目及び３段目に示すように、最
初のステートＴ１と次のステートＴ２との１回の読み込
みサイクルで特定領域分岐命令ＪＭの全てが読み込ま
れ、次の２ステートＴ３，Ｔ４で特定領域分岐命令ＪＭ
の解読やアドレス計算のための内部処理が行われる。そ
して、その次の２ステートＴ５，Ｔ６で特定領域分岐命
令ＪＭが示す分岐先のアドレスの命令が読み込まれるこ
ととなる。
【００３４】よって、プログラムが外部メモリ６に格納
されている場合、特定領域分岐命令ＪＭによってサブル
ーチンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｏは、Ｔ１〜Ｔ４
までの４ステートで済むこととなる。そこで、本実施形
態のマイコン１では、図２（Ｂ）に例示したように、実
数演算用サブルーチン１４−１，１４−２と、整数除算
用サブルーチン１６と、ビット操作用サブルーチン１８
とを、メモリ空間１０のうちで特定領域分岐命令ＪＭに
より分岐可能な特定領域１２に配置して、その各サブル
ーチン１４−１，１４−２，１６，１８を、他のルーチ
ン内に設けた特定領域分岐命令ＪＭ−１〜ＪＭ−６の各
々で呼び出すようにしている。
されている場合、特定領域分岐命令ＪＭによってサブル
ーチンを呼び出す際の実行処理時間Ｔｏは、Ｔ１〜Ｔ４
までの４ステートで済むこととなる。そこで、本実施形
態のマイコン１では、図２（Ｂ）に例示したように、実
数演算用サブルーチン１４−１，１４−２と、整数除算
用サブルーチン１６と、ビット操作用サブルーチン１８
とを、メモリ空間１０のうちで特定領域分岐命令ＪＭに
より分岐可能な特定領域１２に配置して、その各サブル
ーチン１４−１，１４−２，１６，１８を、他のルーチ
ン内に設けた特定領域分岐命令ＪＭ−１〜ＪＭ−６の各
々で呼び出すようにしている。
【００３５】つまり、本実施形態のマイコン１では、特
定領域分岐命令ＪＭによる分岐先の領域を、全メモリ空
間１０のうちの特定領域１２だけに限定して、その特定
領域分岐命令ＪＭを、図２（Ａ）に示したように１命令
且つ最小命令長で構成するようにし、更に、図２（Ｂ）
に例示した如く、実数演算用サブルーチン１４−１，１
４−２と整数除算用サブルーチン１６とビット操作用サ
ブルーチン１８とを上記特定領域１２に配置して、その
各サブルーチン１４−１，１４−２，１６，１８を特定
領域分岐命令ＪＭ−１〜ＪＭ−６で呼び出すようにして
いる。
定領域分岐命令ＪＭによる分岐先の領域を、全メモリ空
間１０のうちの特定領域１２だけに限定して、その特定
領域分岐命令ＪＭを、図２（Ａ）に示したように１命令
且つ最小命令長で構成するようにし、更に、図２（Ｂ）
に例示した如く、実数演算用サブルーチン１４−１，１
４−２と整数除算用サブルーチン１６とビット操作用サ
ブルーチン１８とを上記特定領域１２に配置して、その
各サブルーチン１４−１，１４−２，１６，１８を特定
領域分岐命令ＪＭ−１〜ＪＭ−６で呼び出すようにして
いる。
【００３６】このため、本実施形態のマイコン１によれ
ば、実数演算用サブルーチンと整数除算用サブルーチン
とビット操作用サブルーチンとの各々を呼び出すため
（それら各サブルーチンへ分岐するため）に要するプロ
グラム容量を、最小命令長の２バイトにまで低減するこ
とができ、この結果、プログラムの全容量を低減して、
内蔵メモリ３へ全プログラムを格納できる可能性を大き
くすることができる。また、内蔵メモリ３の容量を小さ
く設定することも可能になる。
ば、実数演算用サブルーチンと整数除算用サブルーチン
とビット操作用サブルーチンとの各々を呼び出すため
（それら各サブルーチンへ分岐するため）に要するプロ
グラム容量を、最小命令長の２バイトにまで低減するこ
とができ、この結果、プログラムの全容量を低減して、
内蔵メモリ３へ全プログラムを格納できる可能性を大き
くすることができる。また、内蔵メモリ３の容量を小さ
く設定することも可能になる。
【００３７】また更に、特定領域分岐命令ＪＭは最小命
令長であり、その命令ＪＭの読み込みを１回のメモリア
クセス動作（１回の命令読み込みサイクル）で行うこと
ができるため、外部メモリ６にプログラムを格納した場
合には、実数演算用サブルーチンと整数除算用サブルー
チンとビット操作用サブルーチンとの各々を呼び出す際
の実行処理時間Ｔｏの増加（即ち、それら各サブルーチ
ンの開始タイミングの遅れ）を最低限に抑えることがで
き、実数演算，整数除算，及びビット演算の各演算処理
のリアルタイム性を向上させることができる。
令長であり、その命令ＪＭの読み込みを１回のメモリア
クセス動作（１回の命令読み込みサイクル）で行うこと
ができるため、外部メモリ６にプログラムを格納した場
合には、実数演算用サブルーチンと整数除算用サブルー
チンとビット操作用サブルーチンとの各々を呼び出す際
の実行処理時間Ｔｏの増加（即ち、それら各サブルーチ
ンの開始タイミングの遅れ）を最低限に抑えることがで
き、実数演算，整数除算，及びビット演算の各演算処理
のリアルタイム性を向上させることができる。
【００３８】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまで
もない。例えば、上記実施形態のマイコン１では最長命
令長が２バイトであったが、本発明は、最長命令長が１
バイトや４バイトといった２バイト以外のマイコンにつ
いても、同様に適用することができる。
たが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまで
もない。例えば、上記実施形態のマイコン１では最長命
令長が２バイトであったが、本発明は、最長命令長が１
バイトや４バイトといった２バイト以外のマイコンにつ
いても、同様に適用することができる。
【００３９】また、本発明は、少なくとも実数演算用サ
ブルーチン若しくは整数除算用サブルーチン若しくはビ
ット操作用サブルーチンの何れかが、特定領域に配置さ
れるようプログラムされていれば、上記した効果を得る
ことができる。
ブルーチン若しくは整数除算用サブルーチン若しくはビ
ット操作用サブルーチンの何れかが、特定領域に配置さ
れるようプログラムされていれば、上記した効果を得る
ことができる。
【図１】 実施形態のマイクロコンピュータの構成を表
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】 特定領域分岐命令を説明する説明図である。
【図３】 特定領域分岐命令を実行する際のマイクロコ
ンピュータの動作を示すタイムチャートである。
ンピュータの動作を示すタイムチャートである。
【図４】 通常の分岐命令を説明する説明図である。
【図５】 通常の分岐命令を実行する際のマイクロコン
ピュータの動作を示すタイムチャートである。
ピュータの動作を示すタイムチャートである。
１…マイコン（マイクロコンピュータ）、２…ＣＰＵ、
３…内蔵メモリ、４…アドレスバス、５…データバス、
６…外部メモリ、７…演算部、８…制御部、９…レジス
タ部、１０…メモリ空間、１２…特定領域、１４−１，
１４−２…実数演算用サブルーチン、１６…整数除算用
サブルーチン、１８…ビット操作用サブルーチン、ＪＭ
…特定領域分岐命令、ＪＳ…通常分岐命令
３…内蔵メモリ、４…アドレスバス、５…データバス、
６…外部メモリ、７…演算部、８…制御部、９…レジス
タ部、１０…メモリ空間、１２…特定領域、１４−１，
１４−２…実数演算用サブルーチン、１６…整数除算用
サブルーチン、１８…ビット操作用サブルーチン、ＪＭ
…特定領域分岐命令、ＪＳ…通常分岐命令
Claims (1)
- 【請求項１】 メモリを内蔵すると共に、外部のメモリ
ともバスを介して接続可能なマイクロコンピュータであ
って、 実行可能な命令として、メモリ空間における特定領域へ
のみ分岐可能であると共に、１命令で且つ最小命令長で
ある特定領域分岐命令を有し、 更に、少なくとも、実数演算処理を行うための実数演算
用サブルーチンと、整数除算処理を行うための整数除算
用サブルーチンと、ビットデータ処理を行うためのビッ
ト操作用サブルーチンとの何れかが、前記特定領域に配
置されていると共に、前記特定領域分岐命令によって前
記特定領域に配置されている前記何れかのサブルーチン
へ分岐するようにプログラムが構成されていること、 を特徴とするマイクロコンピュータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000152590A JP2001067335A (ja) | 1999-06-23 | 2000-05-24 | マイクロコンピュータ |
| US09/598,320 US6697938B1 (en) | 1999-06-23 | 2000-06-21 | Microcomputer executing an ordinary branch instruction and a special branch instruction |
| EP00113413A EP1063587A3 (en) | 1999-06-23 | 2000-06-23 | Microcomputer executing ordinary as well as special branch instructions |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17706599 | 1999-06-23 | ||
| JP11-177065 | 1999-06-23 | ||
| JP2000152590A JP2001067335A (ja) | 1999-06-23 | 2000-05-24 | マイクロコンピュータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001067335A true JP2001067335A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=26497740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000152590A Pending JP2001067335A (ja) | 1999-06-23 | 2000-05-24 | マイクロコンピュータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6697938B1 (ja) |
| EP (1) | EP1063587A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001067335A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9116685B2 (en) * | 2011-07-19 | 2015-08-25 | Qualcomm Incorporated | Table call instruction for frequently called functions |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3366929A (en) * | 1964-12-30 | 1968-01-30 | Ibm | Computing system embodying flexible subroutine capabilities |
| US4363091A (en) | 1978-01-31 | 1982-12-07 | Intel Corporation | Extended address, single and multiple bit microprocessor |
| JPS54104251A (en) * | 1978-02-02 | 1979-08-16 | Toshiba Corp | Data processor |
| US5274820A (en) * | 1989-08-14 | 1993-12-28 | International Business Machines Corporation | Method and system for eliminating operation codes from intermediate prolog instructions |
| JPH04305736A (ja) | 1991-04-02 | 1992-10-28 | Nec Corp | マイクロプロセッサ |
| US5313634A (en) * | 1992-07-28 | 1994-05-17 | International Business Machines Corporation | Computer system branch prediction of subroutine returns |
| JPH06150023A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-31 | Hitachi Ltd | マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータシステム |
| JPH07114469A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | データ処理装置 |
| US5864689A (en) * | 1995-12-05 | 1999-01-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Microprocessor configured to selectively invoke a microcode DSP function or a program subroutine in response to a target address value of branch instruction |
| US5721945A (en) * | 1996-05-06 | 1998-02-24 | Advanced Micro Devices | Microprocessor configured to detect a DSP call instruction and to direct a DSP to execute a routine corresponding to the DSP call instruction |
| JPH10171665A (ja) * | 1996-12-09 | 1998-06-26 | Toshiba Corp | ジャンプコード・ジェネレータ、割り込みプログラム選択装置、割り込みプログラム選択方式、及び計算機 |
| EP0848323B1 (en) * | 1996-12-10 | 2004-02-25 | Texas Instruments Incorporated | Improvements in the branch prediction within a pipelined microprocessor |
| US6167506A (en) | 1997-11-17 | 2000-12-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Replacing displacement in control transfer instruction with encoding indicative of target address, including offset and target cache line location |
| US6170054B1 (en) * | 1998-11-16 | 2001-01-02 | Intel Corporation | Method and apparatus for predicting target addresses for return from subroutine instructions utilizing a return address cache |
-
2000
- 2000-05-24 JP JP2000152590A patent/JP2001067335A/ja active Pending
- 2000-06-21 US US09/598,320 patent/US6697938B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-23 EP EP00113413A patent/EP1063587A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1063587A2 (en) | 2000-12-27 |
| EP1063587A3 (en) | 2001-01-03 |
| US6697938B1 (en) | 2004-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070427 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081015 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081111 |
|
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090324 |