JP2517999B2 - Logical operation unit - Google Patents

Logical operation unit

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JP2517999B2
JP2517999B2 JP63028015A JP2801588A JP2517999B2 JP 2517999 B2 JP2517999 B2 JP 2517999B2 JP 63028015 A JP63028015 A JP 63028015A JP 2801588 A JP2801588 A JP 2801588A JP 2517999 B2 JP2517999 B2 JP 2517999B2
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multiplexer
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登志之 中田
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は論理演算装置に関し、特に論理シミュレーシ
ョン・機能レベルシミュレーション装置などの情報処理
装置における論理演算装置に関する。
The present invention relates to a logical operation device, and more particularly to a logical operation device in an information processing device such as a logic simulation / functional level simulation device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

論理シミュレーション・機能レベルシミュレーション
装置では特に制御系の信号をシミュレートする際、式
(1)に示すように複雑な論理演算式を評価して1ビッ
トの信号を求める事が必要である。
In the logic simulation / functional level simulation device, particularly when simulating a signal of a control system, it is necessary to evaluate a complicated logical operation expression as shown in Expression (1) to obtain a 1-bit signal.

この様な式は他の信号の出力(1式のA,B,CD)が葉に
対応し、各演算が中間ノードに対応し、求める信号が根
に対応する2進木とみなすことができる。
Such an expression can be regarded as a binary tree in which the output of another signal (A, B, and CD in the expression 1) corresponds to a leaf, each operation corresponds to an intermediate node, and the desired signal corresponds to a root. .

従来の論理レベル論理シミュレーション・機能レベル
シミュレーション装置ではこの様な式を評価するために
は、スタックを用いて式に対応する2進木をたどりなが
ら演算を行なっていた。
In the conventional logic level logic simulation / function level simulation apparatus, in order to evaluate such an expression, a stack is used to perform an operation while tracing a binary tree corresponding to the expression.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら従来の論理演算装置は2進木をたどりな
がら演算を進めて行くと、式にn個の演算子が存在した
場合、m回の演算と最大m回のスタックへのアクセスが
必要となり、大規模の装置のシミュレーションを実行す
る場合、全体のシミュレーション時間が増大するという
欠点が存在した。
However, when a conventional logical operation device advances an operation while tracing a binary tree, if there are n operators in an expression, m times of operations and a maximum of m times of access to the stack are required, which is very large. When performing a simulation of a device of a large scale, there is a drawback that the total simulation time increases.

本発明の目的はこの様な従来の欠点を除去せしめて、
複雑な演算式に対して演算回数を演算木の深さ(最良の
場合はlogM回)に抑えかつスタックへのアクセスを不要
にすることにより、高速な論理演算装置を提供すること
にある。
The purpose of the present invention is to eliminate such conventional defects,
An object of the present invention is to provide a high-speed logical operation device by suppressing the number of operations for a complicated arithmetic expression to the depth of an arithmetic tree (logM times in the best case) and eliminating the need to access the stack.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の論理演算装置は、2nビットのデータに対して
n組の論理演算を施すn個の2入力1出力演算器を用い
た並列論理演算器を実現した組合せ回路で、並列論理演
算器とマイクロプログラム制御計算機の算術論理演算装
置との間のデータ転送を可能にするために、マルチプレ
クサと結果保持レジスタを設け、前記マルチプレクサの
一方の入力を前記算術論理演算装置の外部バスに接続
し、前記マルチプレクサの出力を結果保持レジスタの入
力に接続し、前記結果保持レジスタの出力を前記算術論
理演算装置の外部バス並びに並列論理演算器の入力に接
続し、前記並列論理演算器の出力を前記マルチプレクサ
のもう一方の入力に接続する。
The logical operation device of the present invention is a combinational circuit that realizes a parallel logical operation unit using n 2-input 1-output operation units that perform n sets of logical operations on 2n-bit data. A multiplexer and a result holding register are provided to enable data transfer to and from the arithmetic logic unit of the microprogram control computer, and one input of the multiplexer is connected to an external bus of the arithmetic logic unit, The output of the multiplexer is connected to the input of the result holding register, the output of the result holding register is connected to the external bus of the arithmetic logic unit and the input of the parallel logic unit, and the output of the parallel logic unit is connected to the multiplexer. Connect to the other input.

〔作用〕[Action]

本発明ではマイクロプログラムの制御の元に算術論理
演算装置からマルチプレクサを介して結果保持レジスタ
に2進木の葉に対応する(式(1)の場合はA,B,C,Dの
値)を転送した後、結果保持レジスタに格納されている
2nビットのデータに対してマイクロ命令で指定するn個
の論理演算を並列論理演算器で行い、その結果をマルチ
プレクサを介して結果保持レジスタの下位nビットに格
納する。これは2進木の根から等距離に存在する演算を
同時に1マイクロ命令内で実行することを意味する。従
ってm個の演算を含む式に対してその2進木の深さ(最
良の場合はlogm)の回数で演算が実行されることが可能
となる。更にこの演算の間、演算の中間結果は常に結果
保持レジスタに保持される為、スタックなどの外部メモ
リにアクセスする必要が無いため、システムのスループ
ットは更に向上する。
In the present invention, under the control of the microprogram, the binary corresponding to the leaves of the binary tree (in the case of the expression (1), the values of A, B, C, D) are transferred from the arithmetic logic unit to the result holding register via the multiplexer. Later stored in the result holding register
The n logical operations designated by the microinstruction are performed on the 2n-bit data by the parallel logical operation unit, and the result is stored in the lower n bits of the result holding register via the multiplexer. This means that operations that are equidistant from the root of the binary tree are executed simultaneously within one microinstruction. Therefore, it becomes possible to execute an operation with the number of times of the depth of the binary tree (logm in the best case) for an expression including m operations. Further, during this operation, since the intermediate result of the operation is always held in the result holding register, it is not necessary to access the external memory such as the stack, so that the system throughput is further improved.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す。第1図において、
本発明の一実施例はマイクロプログラム制御計算機の算
術論理演算装置5の外部バス1に接続されるマルチプレ
クサ2と、このマルチプレクサ2に接続される結果保持
レジスタ3とを有し、マイクロ命令6の制御の元に、2
進木の葉に対応するデータが算術論理演算装置5から外
部バス1とマルチプレクサ2を介して結果保持レジスタ
3に転送されるように構成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG.
An embodiment of the present invention has a multiplexer 2 connected to an external bus 1 of an arithmetic logic unit 5 of a micro program control computer, and a result holding register 3 connected to this multiplexer 2, and controls a micro instruction 6. Under 2
The data corresponding to the leaves of the tree is transferred from the arithmetic logic unit 5 to the result holding register 3 via the external bus 1 and the multiplexer 2.

更にこの実施例は結果保持レジスタ3の出力と、マル
チプレクサ2のもう一方の入力に接続される並列論理演
算器4を有し、結果保持レジスタ3に保持されている2n
ビットのデータに対してマイクロ命令6で指定されるn
個の論理演算を施し、マルチプレクサ2を介して結果保
持レジスタの下位nビットに演算結果を格納するように
構成されている。更に又、結果保持レジスタ3は外部バ
ス1に接続されており、マイクロ命令6の制御の元に、
保持している演算結果を算術論理演算装置5に転送する
ように構成されている。
Further, this embodiment has an output of the result holding register 3 and a parallel logical operation unit 4 connected to the other input of the multiplexer 2, and 2n held in the result holding register 3
N specified by microinstruction 6 for bit data
It is configured to perform a number of logical operations and store the operation result in the lower n bits of the result holding register via the multiplexer 2. Furthermore, the result holding register 3 is connected to the external bus 1, and under the control of the micro instruction 6,
It is configured to transfer the held operation result to the arithmetic logic operation unit 5.

第2図は本発明の一実施例における並列論理演算器4
を示すブロック図である。第2図(a)において、並列
論理演算器4はn個の2入力1出力論理演算器7から構
成される。これらの2入力1論理演算器7はマイクロ命
令6の対応する演算フィールド8によって指定される演
算12を左入力9と右入力10に対して施し、その結果を出
力11に出力する。第2図(b)において、各演算指定フ
ィールド8における各演算12は例えば指定フィールドが
00の場合にはNOP,01の場合にはNOT,11の場合にはAND,10
の場合にはOR等の演算が指定される。
FIG. 2 shows a parallel logic operation unit 4 in one embodiment of the present invention.
FIG. In FIG. 2 (a), the parallel logical operation unit 4 is composed of n 2-input 1-output logical operation units 7. These two-input one-logical operation unit 7 performs the operation 12 designated by the corresponding operation field 8 of the microinstruction 6 on the left input 9 and the right input 10, and outputs the result to the output 11. In FIG. 2B, each calculation 12 in each calculation designation field 8 is, for example, a designated field.
00 for NOP, 01 for NOT, 11 for AND, 10
In the case of, an operation such as OR is specified.

第3図は式(1)を本発明で評価した時の例を示す。
第3図(a)において、式(1)に対応する2進木13は
深さが3の2進木となっている。本発明ではマイクロプ
ログラム14に従ってこの式を評価する。第3図(b)に
おいては最初のマイクロ命令15により算術論理演算装置
5から結果保持レジスタ3に2進木の葉に対応する値が
転送される。2番目のマイクロ命令16により、2進木13
のいちばん深い段の演算(否定が2個)が実行される。
3番目のマイクロ命令17で2番目に深い段の演算(論理
和と論理積)が行なわれ、4番目のマイクロ命令18で最
も浅い段の演算が行なわれ、5番目のマイクロ命令19で
第3図(c)に示すように結果保持レジスタの値20が算
術論理演算装置5に転送される。
FIG. 3 shows an example when the formula (1) is evaluated by the present invention.
In FIG. 3A, the binary tree 13 corresponding to the equation (1) is a binary tree having a depth of 3. In the present invention, this expression is evaluated according to the microprogram 14. In FIG. 3B, the value corresponding to the leaf of the binary tree is transferred from the arithmetic and logic unit 5 to the result holding register 3 by the first microinstruction 15. The second micro instruction 16 causes the binary tree 13
The operation of the deepest stage (two negations) is executed.
The third microinstruction 17 performs the operation of the second deepest stage (logical sum and logical product), the fourth microinstruction 18 performs the operation of the shallowest stage, and the fifth microinstruction 19 the third. The value 20 of the result holding register is transferred to the arithmetic logic operation unit 5 as shown in FIG.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明ではm個の演算を含む式に対して
その2進木の深さ(最良の場合はlogm)の回数で演算が
実行されることが可能となる。更にこの演算の間、演算
の中間結果は常に結果保持レジスタに保存される為、ス
タックなどの外部メモリにアクセスする必要が無いた
め、システムのスループットは更に向上する。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform an operation on an expression including m operations by the number of times of the depth of the binary tree (logm in the best case). Further, during this operation, since the intermediate result of the operation is always stored in the result holding register, it is not necessary to access the external memory such as the stack, so that the system throughput is further improved.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図(a)およ
び(b)は本実施例における並列論理演算器およびマイ
クロ命令を示す図、第3図は本発明で評価した時の例を
示す図である。 1……外部バス、2……マルチプレクサ、3……結果保
持レジスタ、4……並列論理演算器、5……算術論理演
算装置、6……マイクロ命令、7……2入力1論理演算
器、8……演算指定フィールド、9……左入力、10……
右入力、11……出力、12……演算、12……2進木、14…
…マイクロプログラム、15……マイクロ命令1、16……
マイクロ命令2、17……マイクロ命令3、18……マイク
ロ命令4、19……マイクロ命令5、20……結果保持レジ
スタの値。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing a parallel logical operation unit and microinstructions in this embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example when evaluated in the present invention. 1 ... External bus, 2 ... Multiplexer, 3 ... Result holding register, 4 ... Parallel logic operation unit, 5 ... Arithmetic logic operation unit, 6 ... Micro instruction, 7 ... 2-input one logic operation unit, 8 ... Calculation specification field, 9 ... Left input, 10 ...
Right input, 11 …… output, 12 …… math, 12 …… binary tree, 14…
… Micro programs, 15 …… Micro instructions 1, 16 ……
Micro-instruction 2, 17 ... Micro-instruction 3, 18 ... Micro-instruction 4, 19 ... Micro-instruction 5, 20 ... Result holding register value.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】マイクロプログラム制御計算機の算術論理
演算装置に外部バスを介して接続されたデータを入力す
るマルチプレクサと、該マルチプレクサを介して前記算
術論理演算装置から送り込まれてくるデータを格納する
とともに、前記算術論理演算装置に前記外部バスを介し
てデータを送り込む結果保持レジスタと、n個の2入力
1出力論理演算器から構成され、前記結果保持レジスタ
に保持されている2nビット幅のデータに対して制御信号
に従ってn個の論理演算を施し、その結果として得られ
るnビット幅のデータを前記マルチプレクサを介して結
果保持レジスタの下位nビットに転送する並列論理演算
器とを含むことを特徴とする論理演算装置。
1. A multiplexer for inputting data connected to an arithmetic logic unit of a microprogram control computer via an external bus, and a data stored in the arithmetic logic unit via the multiplexer. , A result holding register for sending data to the arithmetic and logic unit via the external bus and n 2-input 1-output logical operation units to obtain 2n-bit wide data held in the result holding register And a parallel logical operation unit that performs n logical operations according to the control signal and transfers the resulting n-bit width data to the lower n bits of the result holding register via the multiplexer. Logical operation device.
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