JP2002182900A - ブロックデータ転送装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プログラムコード及びプロセッサの実行サイ
クルを短縮し、プロセッサの性能を改善する。 【解決手段】 プロセッサ内でブロックデータ転送命令
を実行する装置及び方法を提供する。レジスタリストの
デコード情報から処理されなければならないレジスタ群
及びそれらに対応するアドレスを見つけることができ
る。こうして特定されたレジスタにおけるデータのみを
処理することによって、プログラムコード並びにメモリ
アクセスサイクルを短縮可能にし、プロセッサの性能を
改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセッサ命令を
実行するための装置及び方法に関連し、特に、プロセッ
サ内でブロックデータ転送命令を実行するためのブロッ
クデータ転送装置およびその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロセッサは多くの電子機器において不
可欠な装置である。例えば、あらゆるコンピュータには
少なくとも１つのＣＰＵ（中央処理装置）が必要であ
り、種々のコントローラには１つ以上の特定機能のプロ
セッサが必要である。電子装置の性能が向上するにつれ
て、プロセッサの果たす役割もいっそう重要なものにな
っている。

【０００３】より高度な性能を得るための明らかな解決
法のひとつはクロックサイクルを短縮することであり、
言い換えるなら、動作周波数を上げることである。性能
を向上させる別の方法は、各クロックサイクルで同時に
複数の命令を実行することである。

【０００４】プロセッサによって与えられる各命令のリ
スト中には、複数レジスタのブロック全部におけるデー
タを処理するための専用命令がある。例えば、１つの命
令をもって、データを複数レジスタのブロック全部に対
して読み書きすることができる。一例として、１６個の
レジスタのブロックを用いて、その命令を実行するため
には、プロセッサは、データの転送のように、同一の処
理動作をリストにおける複数レジスタの各々に対して実
行する必要がある。この動作モードは、１６個のレジス
タ全てが転送可能なデータを含んでいるときにはプロセ
ッサの実行時間がフルに利用されるので、無駄にはなら
ない。しかし、実際に処理されるべきレジスタの数が１
６より少ないかたった１つである場合、１６個のレジス
タ全てを処理するルールは、極めて無駄が多く、処理効
率を下げる。また、この従来の方法では、転送動作を行
うのに少なくとも１６個のプログラムコードが必要にな
り、より長いサイズのプログラムコードが必要となる。
この場合、命令を実行するのに、かなり多くのプログラ
ムコードを無駄にすることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プロ
セッサ内でブロックデータ転送命令を実行するためのブ
ロックデータ転送装置およびその方法を提供することで
ある。このブロックデータ転送装置は、レジスタリスト
のデコード情報から処理されるべき複数レジスタ及びそ
れらに対応するアドレスを見つけ出すことができる。こ
うして特定されたレジスタだけのデータを処理すること
により、プログラムコード並びにプロセッサの実行サイ
クルを短縮可能になる。この結果、プロセッサの性能を
大幅に改善することができる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明は、Ｎビットを含むデコード情報
を受け取った後にプロセッサ内でブロックデータ転送命
令を実行するためのブロックデータ転送装置であって、
前記Ｎビットのデコード情報を受け取り、そしてそのＮ
ビットを合計して初期カウント値を生成するための加算
器と、前記初期カウント値を受け取り、この値を、カウ
ント制御信号を出力した後に１だけ減分するためのカウ
ンタと、前記カウント制御信号に従って、ビット値
「１」を持つ前記Ｎビットのデコード情報におけるビッ
ト位置に対応するレジスタＩＤ番号を、前記初期カウン
ト値と同じ数だけ生成するレジスタＩＤ番号発生器と、
データを保持するためのメモリユニットと、複数のレジ
スタを含むレジスタリストとを備え、前記レジスタリス
トは、前記レジスタＩＤ番号を受け取り、前記メモリユ
ニットと、対応するレジスタＩＤ番号を持つレジスタと
の間で、格納されたデータを自在に交換可能にすること
を特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のブ
ロックデータ転送装置において、前記デコード情報によ
りアドレス信号を生成し、このアドレス信号を前記メモ
リユニットに出力して、前記レジスタＩＤ番号に対応す
るレジスタと前記アドレス信号により前記メモリユニッ
トにおけるアドレスされたメモリとの間で、データを自
在に交換可能にするためのアドレス計算機をさらに備え
ることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載のブ
ロックデータ転送装置において、前記レジスタＩＤ番号
発生器は、前記初期カウント値と等しい数のレジスタＩ
Ｄ番号を生成するためのＮ個のロジックユニットをさら
に含み、前記カウンタがゼロまで１だけ減分するとき、
前記Ｎ個のロジックユニットは、値「１」を持つ前記Ｎ
ビットのデコード情報におけるビット位置により対応す
るレジスタＩＤ番号を生成することができることを特徴
とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、Ｎビットのデコー
ド情報を受け取った後にプロセッサ内でブロックデータ
転送命令を実行するためのブロックデータ転送方法であ
って、前記Ｎビットを合計して初期カウント値を生成
し、ビット値「１」を持つ前記Ｎビットのデコード情報
のビット位置に対応するレジスタＩＤ番号を、前記初期
カウント値と一致する数だけ生成し、そして前記レジス
タＩＤ番号に対応する複数のレジスタと前記レジスタＩ
Ｄ番号によるメモリユニットとにリンクを張って、格納
されたデータを前記メモリユニットと前記レジスタ群と
の間で交換可能にする各ステップを含むことを特徴とす
る。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項４記載のブ
ロックデータ転送方法において、前記レジスタＩＤ番号
を生成するためのステップは、前記初期カウント値をこ
の値がゼロに達するまで１だけ減分するカウントダウン
処理を実行し、そして各カウントダウン処理後に前記Ｎ
ビットのデコード情報において「１」のビット値が発見
される限り、レジスタＩＤ番号を生成する各サブステッ
プを含むことを特徴とする。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項４記載のブ
ロックデータ転送方法において、前記デコード情報によ
りアドレス信号を生成し、前記レジスタＩＤ番号に対応
するレジスタにおける格納されたデータと前記アドレス
信号に対応するアドレスを持つメモリユニット内のデー
タとを互いに交換可能にすることを特徴とする。

【００１２】ここで、本発明は、プロセッサ内でブロッ
クデータ転送命令を実行するためのブロックデータ転送
装置を提供する。このブロックデータ転送装置は、少な
くともＮビットを持つデコード情報を受け取ることがで
き、加算器、カウンタ、レジスタＩＤ（識別）番号発生
器、メモリユニット及びレジストリストを含む。加算器
は、Ｎビットのデコード情報を受け取ると、このＮビッ
トのデコード情報のビット値を合計して初期カウント値
を得る。カウンタはその初期カウント値を受け取る。初
期カウント値は各カウント入力（エンカウンタ）時に１
だけ減分される。次に、そのカウンタによってカウント
制御信号が発行される。このカウンタ制御信号に従っ
て、レジスタＩＤ番号発生器が初期カウント値と同じ数
である複数のレジスタＩＤ番号を生成する。これらレジ
スタＩＤ番号は、「１」の値を持つＮビットのデコード
情報における各位置に対応する。メモリユニットはデー
タを保持するための場所である。レジスタリストは複数
のレジスタを含む。レジスタリストはレジスタＩＤ番号
を受け取る。このレジスタＩＤ番号により、メモリユニ
ットとレジスタＩＤ番号に対応するレジスタとの間でデ
ータが自在に転送される。

【００１３】ブロックデータ転送装置はアドレス計算機
をさらに含む。アドレス計算機は、デコード情報により
アドレス信号を生成する。このアドレス信号はメモリユ
ニットに送られる。データは、特定のレジスタＩＤ番号
に対応するレジスタと特定のアドレス信号に対応するメ
モリユニットとの間で転送される。

【００１４】ブロックデータ転送装置のレジスタＩＤ番
号発生器は、初期カウント値と等しい幾つかのレジスタ
ＩＤ番号を生成するためのＮ個のロジックユニットをさ
らに含む。カウンタは、初期カウント値からこの値がゼ
ロになるまで１を減分する。Ｎ個のロジックユニット
は、「１」のビット値を持つＮビットのデコード情報に
おける位置により、対応するレジスタＩＤ番号を生成す
る。

【００１５】また、本発明は、Ｎビットのデコード情報
を受け取った後、プロセッサ内でブロックデータ転送命
令を実行するブロックデータ転送方法を提供する。ブロ
ックデータ転送方法は、Ｎビットのデコード情報におけ
るＮビットを合計して初期カウント値を作成し、そして
この初期カウント値と数の上で等しい複数のレジスタＩ
Ｄ番号を生成する。レジスタＩＤ番号は、ビット値
「１」を持つＮビットのデコード情報における位置に対
応する。レジスタＩＤ番号により、レジスタＩＤ番号に
対応する複数のレジスタとメモリユニットとの間に、メ
モリユニットおよびレジスタ群が格納されたデータを自
在に交換するようにリンクが張られる。

【００１６】ブロックデータ転送方法において、レジス
タＩＤ番号を生成するためのステップは、各カウンタ入
力後に初期カウント値から１だけ減分する処理を含む。
このカウント処理は初期カウント値を値ゼロが得られる
まで１だけ減分する。各減分処理後、Ｎビットのデコー
ド情報における位置が「１」のビット値を持つか否かに
よってレジスタＩＤ番号が生成される。

【００１７】ブロックデータ転送方法は、デコード情報
によりアドレス信号を生成する処理をさらに含む。こう
して、特定のレジスタＩＤ番号に対応するレジスタとア
ドレス信号に対応するメモリ位置との間でデータが自在
に交換される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、ブロックデータ転送命
令を実行するためのブロックデータ転送装置及びこれを
動作する方法を提供する。ブロックデータ転送装置は、
レジスタリスト内のデコード情報を利用して、処理され
るべきレジスタの数及びそれらに対応するアドレスを見
つける。基本的には、特定されたレジスタ内のデータだ
けが処理され、特定されなかったレジスタはスキップさ
れる。

【００１９】図１は本発明の一実施形態に係るプロセッ
サ内でブロックデータ転送命令を実行するためのブロッ
クデータ転送装置を示すブロック図である。

【００２０】この実施形態では、１６個のレジスタのた
めにブロックデータ転送を処理可能な一つのレジスタリ
スト（ＲＬ）が一例として選択される。図１に示すよう
に、そのＲＬ内のデコード情報は合計で１６ビットであ
る。図１におけるＲＬは１６個のレジスタを処理するた
めの１６ビットを保持することができるにすぎないが、
本発明により処理可能な実際のビット数、即ちレジスタ
数は制限されない。言い換えれば、本発明は、３２個ま
たは６４個のレジスタ群を含むデータ転送をカバーする
ために拡張可能である。

【００２１】まず、ＲＬデコード情報は加算器１１０に
転送される。加算器１１０では、ＲＬデコード情報内の
全てのビットが合計される。換言すると、値「１」を持
つＲＬデコード情報内の位置の数が合計されて合計値を
求める。この値はカウンタ１２０に送出されて初期カウ
ント値として機能する。実際、「１」を持つ各ビットの
番号位置は処理されるべきレジスタを示す。例えば、Ｒ
Ｌデコード情報の右から始まる第１ビット位置における
「１」は、第１レジスタが処理されなければならないこ
とを示す。つまり、カウンタ１２０に送出された値は、
処理される必要がある命令におけるレジスタの数を割り
出すために使用される。言い換えれば、メモリとレジス
タ群との間でのデータ転送数（データ転送が完了するま
での総所要時間は、メモリのヒット率によって決まる）
は、初期カウント値から推定することができる。

【００２２】各メモリアクセス及びレジスタ格納動作
後、カウンタ１２０は、初期カウント値から１を減分す
る。カウンタ１２０がゼロになったとき、命令が完了す
る。つまり、カウンタ１２０は、最大１６回の処理を行
う必要がある（実際の処理回数は、デコード情報によっ
て処理が必要とされるレジスタ数に比例する）。

【００２３】カウンタ１２０がゼロに達する前は、動作
毎に、レジスタＩＤ番号発生器１３０を通してレジスタ
ＩＤ番号が生成される。同時に、アドレス計算機（アド
レスカウンタ）１４０がデータのアドレスをメモリユニ
ット（メモリ）１５０に転送する。次に、そのアドレス
を基にして、メモリユニット１５０はデータを転送する
かあるいは受け取る。データはレジスタＩＤ番号によっ
て特定されたレジスタリストにおけるレジスタに対応す
るレジスタに転送される。あるいは、レジスタＩＤ番号
によって特定されたレジスタアドレスリスト（図ではレ
ジスタリスト）１６０におけるアドレスに対応するレジ
スタからデータが読み出される。これは、データがメモ
リユニット１５０から読み出されるかそれともメモリユ
ニット１５０に転送されるかで決まる。こうして、レジ
スタＩＤ番号発生器１３０によって生成されたレジスタ
ＩＤ番号により、レジスタアドレスリスト１６０内のレ
ジスタ群とメモリユニット１５０との間でのデータ交換
が自在に開始される。

【００２４】上記動作を図１を用いて説明する。例え
ば、カウンタ１２０は、減分動作を行う装置である。各
動作で、カウンタ１２０は、信号線（ケーブル）１２２
を介してカウント制御信号を送り、レジスタＩＤ番号発
生器１３０を制御する。カウント制御信号に従って、レ
ジスタＩＤ番号発生器１３０はレジスタＩＤ番号を生成
することができる。こうして、アドレス計算機１４０に
よって与えられた計算されたアドレスと、レジスタＩＤ
番号発生器１３０によって生成されたレジスタＩＤ番号
とにより、生成されたレジスタＩＤ番号に対応するレジ
スタアドレスリスト１６０におけるレジスタ群間のレジ
スタ内のデータを、メモリユニット１５０に転送するこ
とができ、あるいは計算されたアドレスに対応するメモ
リユニット１５０内のデータをレジスタＩＤ番号に対応
するレジスタに転送することができる。

【００２５】図２は図１におけるレジスタＩＤ番号発生
器１３０内の処理動作の諸段階を示すフロー図である。
信号線１２２を介してカウンタ１２０によって送出され
たカウント制御信号を受け取ると、まずレジスタＩＤ番
号発生器は、ステップ２１０において、カウント値がゼ
ロにまで減っているかを判定する。カウント値がゼロで
あれば、処理が終了する。しかし、カウント値がゼロで
なければ、処理されるべきレジスタが１つ以上残ってい
ることになる。ステップ２１２において、ＲＬデコード
情報における第１ビット位置（図２では「ＲＬビット
１」）が「１」のビット値であるかが確認される。
「１」のビット値がその位置にあるなら、レジスタリス
トにおける第１レジスタはアクセスされる必要があると
いうことである。ステップ２１３において、そのレジス
タのＩＤ番号がセットされて、アクセスが始まる。図２
の例では、ＩＤ＝０である。次に、レジスタリストにお
ける第１ビット位置が「０」にセットされて、繰り返し
処理されるのが防止される。言い換えれば、レジスタリ
ストにおける第１ビット位置をゼロにセットすることに
よって、次のカウント値はレジスタリストにおける第１
レジスタについて再び処理することがなくなる。最後
に、カウンタにおける値が１だけ減分される。

【００２６】制御は経路２２０を介して元の状態に戻
り、ステップ２１０が繰り返される。ここで、カウント
値が再度照会されて、ゼロになっているかが判定され
る。ゼロであれば、命令が完了したことになる。他方、
カウント値が依然としてゼロでなければ、ステップ２１
２が実行され、レジスタリストにおける第１ビット位置
が値「１」を持つかどうかを判断する処理が実行され
る。先のステップ２１３において、第１ビット位置にお
ける値が既にゼロにセットされたので、次のステップ２
１４が実行される。ステップ２１４において、ＲＬデコ
ーダ情報における第２ビット位置（ＲＬビット２）が検
査され、「１」の値がそこにあるかどうかが確認され
る。「１」が実際に第２ビット位置にあれば、レジスタ
ＩＤが値１、即ちＩＤ＝１にセットされる。同様にステ
ップ２１５において、レジスタリストにおける第２ビッ
ト位置がゼロにセットされ、カウント値を１だけ減分す
ることによって続く繰り返し処理が防止される。第２ビ
ット位置がもともと「０」を含んでいれば、ＲＬデコー
ダ情報の第３ビット位置の値が検査されて、第３レジス
タの何らかの処理が必要かどうかが確認される。上記の
プロセスは、カウンタ１２０のカウント値がゼロになる
まで繰り返される。実際には、反復ステップ数は、カウ
ンタ１２０における初期値に等しくなるはずである。つ
まり、このような構成のシステムでは、カウンタ１２０
に送出された初期カウント値は、データ転送が必要なレ
ジスタの数を示すのである。

【００２７】本発明は、プロセッサ内でブロックデータ
転送命令を実行するためのブロックデータ転送装置を提
供する。ブロックデータ転送装置は、レジスタリストの
デコード情報から処理されなければならないレジスタ群
及びそれらに対応するアドレスを見つけだすことができ
る。特定されたレジスタにおけるデータだけを処理する
ことによって、プログラムコード及びプロセッサの実行
サイクルが短縮可能になる。こうして、プロセッサの性
能が格段に向上する。

【００２８】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によれば、プログラムコード並びにプロセッサの実行サ
イクルを短縮することが可能となり、プロセッサの性能
を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るプロセッサ内でブロ
ックデータ転送命令を実行するためのブロックデータ転
送装置を示すブロック図である。

【図２】図１におけるレジスタＩＤ番号発生器内の処理
動作の諸段階を示すフロー図である。

【符号の説明】

１１０ 加算器 １２０ カウンタ １３０ レジスタＩＤ番号発生器 １４０ アドレス計算機 １５０ メモリユニット １６０ レジスタリスト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎビットを含むデコード情報を受け取っ
   た後にプロセッサ内でブロックデータ転送命令を実行す
   るためのブロックデータ転送装置であって、 前記Ｎビットのデコード情報を受け取り、そしてそのＮ
   ビットを合計して初期カウント値を生成するための加算
   器と、 前記初期カウント値を受け取り、この値を、カウント制
   御信号を出力した後に１だけ減分するためのカウンタ
   と、 前記カウント制御信号に従って、ビット値「１」を持つ
   前記Ｎビットのデコード情報におけるビット位置に対応
   するレジスタＩＤ番号を、前記初期カウント値と同じ数
   だけ生成するレジスタＩＤ番号発生器と、 データを保持するためのメモリユニットと、 複数のレジスタを含むレジスタリストとを備え、 前記レジスタリストは、前記レジスタＩＤ番号を受け取
   り、前記メモリユニットと、対応するレジスタＩＤ番号
   を持つレジスタとの間で、格納されたデータを自在に交
   換可能にすることを特徴とするブロックデータ転送装
   置。
2. 【請求項２】 前記デコード情報によりアドレス信号を
   生成し、このアドレス信号を前記メモリユニットに出力
   して、前記レジスタＩＤ番号に対応するレジスタと前記
   アドレス信号により前記メモリユニットにおけるアドレ
   スされたメモリとの間で、データを自在に交換可能にす
   るためのアドレス計算機をさらに備えることを特徴とす
   る請求項１記載のブロックデータ転送装置。
3. 【請求項３】 前記レジスタＩＤ番号発生器は、前記初
   期カウント値と等しい数のレジスタＩＤ番号を生成する
   ためのＮ個のロジックユニットをさらに含み、前記カウ
   ンタがゼロまで１だけ減分するとき、前記Ｎ個のロジッ
   クユニットは、値「１」を持つ前記Ｎビットのデコード
   情報におけるビット位置により対応するレジスタＩＤ番
   号を生成することができることを特徴とする請求項１記
   載のブロックデータ転送装置。
4. 【請求項４】 Ｎビットのデコード情報を受け取った後
   にプロセッサ内でブロックデータ転送命令を実行するた
   めのブロックデータ転送方法であって、 前記Ｎビットを合計して初期カウント値を生成し、 ビット値「１」を持つ前記Ｎビットのデコード情報のビ
   ット位置に対応するレジスタＩＤ番号を、前記初期カウ
   ント値と一致する数だけ生成し、そして前記レジスタＩ
   Ｄ番号に対応する複数のレジスタと前記レジスタＩＤ番
   号によるメモリユニットとにリンクを張って、格納され
   たデータを前記メモリユニットと前記レジスタ群との間
   で交換可能にする各ステップを含むことを特徴とするブ
   ロックデータ転送方法。
5. 【請求項５】 前記レジスタＩＤ番号を生成するための
   ステップは、 前記初期カウント値をこの値がゼロに達するまで１だけ
   減分するカウントダウン処理を実行し、そして各カウン
   トダウン処理後に前記Ｎビットのデコード情報において
   「１」のビット値が発見される限り、レジスタＩＤ番号
   を生成する各サブステップを含むことを特徴とする請求
   項４記載のブロックデータ転送方法。
6. 【請求項６】 前記デコード情報によりアドレス信号を
   生成し、前記レジスタＩＤ番号に対応するレジスタにお
   ける格納されたデータと前記アドレス信号に対応するア
   ドレスを持つメモリユニット内のデータとを互いに交換
   可能にすることを特徴とする請求項４記載のブロックデ
   ータ転送方法。