JP2504754B2 - 中央処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパイプライン制御方式の電子計算機の中央処
理装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にパイプライン制御方式というのは、ノイマン型
の電子計算機の実行速度を向上させることを目的に考案
された方法で、それまで非パイプライン制御方式の中央
処理装置が遂次動作によって行なっていた命令の読み込
み、命令の解読、オペランドデータの読み込み、命令の
実行を、第２図に示すように、データ入出力制御装置10
1、命令解読装置102、命令実行装置103の独立に動作す
る専用の装置に機能を分担させ、命令と命令の動作の間
に生じるオバーヘッドの時間をなくしたことを特徴にし
ている。

各装置は次のような手順で動作をおこなう。

データ入出力制御装置101は命令解読装置102や命令実
行装置103から送られてくる、命令読取り要求信号線11
0、オペランドデータ要求信号線111、実行データ入出力
要求信号線112の要求信号に応じてデータ入出力バス10
4、データ入出力制御信号線109を使用して、中央処理装
置外部に接続された記憶装置や、入出力装置とデータの
読み書きを行なう。

データ入出力制御装置101は、命令読取りバス105、オ
ペランドデータ読取りバス107、実行データ読取り書込
みバス108を通じて、命令解読装置102、命令実行装置10
3とデータの読み書きを行なう。

命令解読装置102は、命令コードをデータ入出力制御
装置101より、命令読取りバス105を通じて読込むと、命
令を解読し、オペランドデータが必要な命令ならば、オ
ペランドデータ要求信号線111に要求を出力して、オペ
ランドデータ読取りバス107を通じて、データ入出力制
御装置101よりオペランドデータを受け取る。

命令解読装置102は解読処理した命令とオペランドデ
ータを命令実行装置103へ実行命令読取りバス106を通じ
て出力する。

命令実行装置103は、命令解読装置102より受け取った
命令とオペランドデータにより、命令を実行する。

また、命令の実行結果によって、データの読み込み、
書き出しがあれば、実行データ入出力要求線112に要求
信号を出力し、実行データ読取り書込みバス108を通じ
てデータ入出力制御装置101とデータの読取り、書込み
を行なう。

データ入出力装置101は、このデータ読取り、書込み
の要求に従って外部の記憶装置や入出力装置とデータの
授受を行なう。上述のように、３つの独立した装置、デ
ータ入出力制御装置101命令実行装置103の相互のつなが
りはデータの授受とその要求信号による。

そのため中央処理装置の外部には内部の動作状態を示
す信号は出力されず、外部からは、データ入出力制御装
置101の信号である、データ入出力信号線109とデータ入
出力バス104の情報しかわからない。

このような中央処理装置を使用した電子計算機では、
プログラムの動作確認や動作効率を調査しようとして
も、命令実行と、データアクセスの関係が中央処理装置
外部からはわからないため、ほとんどできなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のパイプライン制御方式の電子計算機の中央処理
装置においては上述のように、内部の装置群が独立して
動作するので、中央処理装置外に現われるデータアクセ
ス要求が、内部の装置群にある命令のどれから発生した
ものかわからない。

そのため、中央処理装置外部で動作を調べようとして
も、実行された命令と、その命令に付随するオペランド
アクセスや実行データアクセスを関連付けることができ
ないという欠点が生ずる。本発明の目的は、以上の欠点
を解決し、中央処理装置外部に出現するデータアクセス
が内部の装置群のどの装置内にある命令によって要求さ
れたものか識別できる中央処理装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の中央処理装置は、中央処理装置内のそれぞれ
の装置から出力されるデータ要求信号を選択し、データ
入出力制御信号線と共に外部に出力することによって、
オペランドデータの読み込み、命令実行結果のデータア
クセス動作が中央処理装置内にある命令群のどの命令に
よって行なわれたものであるか識別できる機能を有して
いる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を、その実施例につき図面を参照
して説明する。

第１図は本発明の一実施例の中央処理装置の構造を示
すブロック図である。

第１図で示す中央処理装置は、データ入出力制御装置
１、命令解読装置２、命令実行装置３の３つの装置群で
構成されている。これぞれの装置は、データを授受する
ためのデータバスと、制御信号線だけで接続され、それ
ぞれ独立に動作する。命令実行装置３は実行命令バス６
を通して、命令解読装置２から受け取った命令を実行す
る。

また、命令の実行に共なってデータの入出力が必要と
なれば、実行データ読取り書込みバス８と実行データ入
出力要求信号線16を使ってデータ入出力制御装置１を介
してデータアクセスを行なう。命令解読装置２は、命令
読取りバス５と命令読取り要求信号線13を使用して、デ
ータ入出力制御装置１を介して読み込んだ命令を解読
し、オペランドデータが必要ならば、オペランドデータ
読取りバス７とオペランドデータ要求信号線14を使用し
て、データ入出力制御装置１を介してオペランドデータ
のアクセスを行なう。

命令解読装置２は次に命令のデコードを行ない、オペ
ランドデータと共に実行命令バス６を介して、命令実行
装置３に送出する。データ入出力制御装置１は、命令解
読装置２からの命令読取り要求と、オペランドデータ要
求、さらに、命令実行装置３からの実行データ入出力要
求の三種類の要求に対して、定められた優先順位に従っ
て、データ入出力バス４と、データ入出力制御信号線９
を使用して、中央処理装置外部とデータの入出力を行な
う。データ入出力装置１は、その他に第一オペランドデ
ータ要求信号線10とデータ要求識別信号線11の２つの出
力信号線をもつ。データ要求識別信号線11は、命令実行
装置３からのデータ要求を示す実行データ入出力要求信
号線16と、命令解読装置２からのデータ要求を示すオペ
ランドデータ要求信号線14の２つの信号をセレクタ12で
切り換えて出力するもので、現在データ入出力制御装置
１が実行しているデータアクセスが、命令解読装置２、
命令実行装置３のどちらか要求されたものかを示す。

第一オペランドデータ要求信号線10は、命令解読装置
２から出力される第一オペランドテータ要求信号線15の
信号をデータ入出力制御装置１を通して中央処理装置外
部に出力するもので、現在実行しているデータアクセス
が、命令解読装置２で解読中の命令の最初のオペランド
アクセス要求によって生じたものであることを示す。こ
の２つの信号第一オペランドデータ要求信号線10、デー
タ要求識別信号線11を監視し、現在アクセス中のデータ
が中央処理装置内部のどの装置内の命令から要求された
ものか判断する。

以上の説明においては例として、データアクセスを要
求している命令を識別するために、第一オペランドデー
タ要求信号線、データ要求識別信号線を使用するものと
したが、これに限られることなく、オペランドアクセス
の終了を示す信号を第一オペランドデータ要求信号線の
かわりに使用しても同様の効果が得られ、本発明の目的
を達成することができる。

〔発明の目的〕

以上の説明で明らかなように、本発明の中央処処装置
によれば、一般に知ることのできない、内部動作とくに
命令とデータアクセスの関係を、識別信号を追跡するこ
とによって知ることができる。これによってプロクラム
の動作確認や動作効率の調査などができる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の中央処理装置のブロック
図、第２図は従来の一般的に中央処理装置である。 １……データ入出力制御装置、２……命令解読装置、３
……命令実行装置、４……データ入出力バス、５……命
令読取りバス、６……実行命令バス、７……オペランド
データ読取りバス、８……実行データ読取り書込みバ
ス、９……データ入出力制御信号線、10……第一オペラ
ンドデータ要求信号線、11……データ要求識別信号線、
12……セレクタ、13……命令読取り要求信号線、14……
オペランドデータ要求信号線、15……第一オペランドデ
ータ要求信号線、16……実行データ入出力要求信号線、
101……データ入出力制御装置、102……命令解読装置、
103……命令実行装置、104……データ入出力バス、105
……命令読取りバス、106……実行命令バス、107……オ
ペランドデータ読取りバス、108……実行データ読取り
・書込みバス、109……データ入出力制御信号線、110…
…命令読取り要求信号線、111……オペランドデータ要
求信号線、112……実行データ入出力要求信号線。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データ入出力制御装置、命令解読装置及び
   命令実行装置がパイプライン接続された中央処理装置に
   おいて、命令実行装置からデータ入出力制御装置に送ら
   れるデータアクセス要求信号と、命令解読装置からデー
   タ入出力制御装置に送られるオペランドデータ要求信号
   とを前記入出力制御装置を介して選択的に外部に出力で
   きるようにしたことを特徴とする中央処理装置。