JP2544015B2 - マイクロプログラム処理装置 - Google Patents

マイクロプログラム処理装置

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JP2544015B2
JP2544015B2 JP2239729A JP23972990A JP2544015B2 JP 2544015 B2 JP2544015 B2 JP 2544015B2 JP 2239729 A JP2239729 A JP 2239729A JP 23972990 A JP23972990 A JP 23972990A JP 2544015 B2 JP2544015 B2 JP 2544015B2
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microinstruction
synchronous clock
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良幸 植原
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【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第4図乃至第8図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(第1,2図) 作用(第3図) 実施例(第2,3図) 発明の効果 〔概要〕 マイクロプログラム処理装置に係り、マイクロプログ
ラム処理装置の同期クロックに基く処理と、この同期ク
ロックとは異なる同期クロックに基く処理とを実行する
ものに関し 無駄な処理保留時間が生じることないことを目的とし 制御記憶から読み出したマイクロ命令コードを保持す
る第1のマイクロ命令レジスタと、第1のマイクロ命令
レジスタの値を読み出して、保持する第2のマイクロ命
令レジスタと、第2のマイクロ命令レジスタの値を読み
取り、処理を実行する処理装置と、当該他の同期クロッ
クが入力されると共に、第1のマイクロ命令レジスタま
たは第2のマイクロ命令レジスタの少なくとも一方のマ
イクロ命令がマイクロプログラム処理装置の同期クロッ
クとは異なる同期クロックに基き処理されるものである
場合には、その同期クロックを検出するまで上記処理装
置の処理を保留させる処理保留指令手段とを設けて構成
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マイクロプログラム処理装置に係り、特に
情報処理装置に内蔵され、制御記憶からマイクロ命令を
読み出して処理を実行するマイクロプログラム処理装置
であって、当該マイクロプログラム処理装置の同期クロ
ックに基く処理と、この同期クロックとは異なる同期ク
ロックに基く処理とを実行するものに関する。
〔従来の技術〕
マイクロプログラム処理装置が内蔵された、情報処理
装置としてコンピュータ本体装置のシステムバスにI/O
バスを接続するI/Oバスアダプタがある。このI/Oバスア
ダプタ20は第4図に示すような構成を有する。同図にお
いて、21はシステムバスとインターフェースであるシス
テムバスインターフェース部、22はI/Oバスとのインタ
ーフェースであるI/Oバスインターフェース部、23は両
インターフェース部21,22の間に設けたデータがバッフ
ァ、24はこれらの各部を制御するマイルクロプログラム
によって制御するマイクロプログラム処理装置、25はコ
ンピュータ本体のサービスプロセッサとのインターフェ
ースであるサービスプロセッサインターフェース部を示
している。
このような装置においてマイクロプログラム処理部
は、マイクロプログラムに従って、各部に設けられたレ
ジスタにアクセスし制御を行う。ところで各部は同一の
LSI上に設けられ同一の同期クロックで動作する場合も
あるが、マイクロプログラム処理部がアクセスすべきレ
ジスタが、第5図に示すように異なるLSI31,32上に設け
られ、異なった同期クロックに基いて動作している場合
がある。これは、例えば第6図(1)に示すように、マ
イクロプログラム処理装置と同一の同期クロック同期τ
で動作するレジスタ33と、第6図(2)に示すようにマ
イクロプログラム処理装置の同期クロックの周期の整数
倍nτ、例えばこの場合は3τで動作させるレジスタ34
とがある場合がある。このような場合マイクロプログラ
ム処理装置24は同一の同期クロック周期1τで動作する
レジスタ33にアクセスするときには特に処理を保留する
ことなく同期クロック周期1τに従って次の処理を行え
るが、異なる同期クロックで動作するレジスタにアクセ
スする場合には、マイクロプログラム処理装置は自らの
同期クロック周期τで次の処理を行わず当該レジスタの
処理が完了するまでその処理を保留していなければなら
ない。
このため、マイクロプログラム処理装置に第7図に示
すように、処理保留信号を発生する処理保留指令手段を
設けるものとしている。同図に於いて、41はマイクロプ
ログラムを格納した制御記憶、42は制御記憶41が格納し
ているマイクロプログラムを所定の順にアクセスする制
御記憶アクセス部、43は読み出されたマイクロ命令が入
力されるマイクロ命令レジスタを示している。そして、
本実施例において、処理保留指示手段44はマイクロ命令
レジスタ43からマイクロ命令を読み出し、そのマイクロ
命令を解析してマイクロ命令がマイクロプログラム処理
装置の同期クロック周期と異なる周期のレジスタ(以
下、nτレジスタという)をアクセスする命令(以下、
nτ命令という)の場合にnτアクセス指示信号を立ち
上げるデコーダ45と、nτ同期クロックと後述するJKフ
リップフロップ46のQバー信号が入力される第1のアン
ドゲート47と、nτ同期クロックとJKフリップフロップ
46のQ信号が入力される第2のアンドゲート48と、この
2つのアンドゲート47,48の出力信号をJ、K入力とす
るJKフリップフロップ46と、nτ同期クロックとJKフリ
ップフロップ46のQ信号とが入力されるナンドゲート49
と、このナンドゲート49の出力信号とnτ同期クロック
とを入力信号として、マイクロプログラム処理保留信号
を出力するアンドゲート50とからなる。
このような処理保留手段によれば、nτ命令を受けた
時から2回のnτ同期クロックを受けるまでの間マイク
ロプログラム処理装置を処理保留状態とする。
そして、このような処理保留指令手段を有するマイク
ロプログラム処理装置の作動は第8図に示すようなもの
となる。第8図においては、nを3として説明する。こ
の例においてはマイクロプログラム処理装置と同一の同
期クロック周期(1τ)で動作するレジスタをアクセス
するマイクロ命令(以下1τ命令)が3回来たのち3τ
で動作するレジスタをアクセスするマイクロ命令(nτ
命令)が読み出され、その後1τ命令が読み出されたも
のとしている。この場合には、nτ命令の読み出しのタ
イミングは3τであるnτ同期クロックとの位相のずれ
により第8図(1)、(2)、(3)に示すように3通
りとなる。
(1)nτ命令の読み出しがnτ同期クロックとが同期
している場合 この場合、nτ命令はnτ同期クロックと同時である
から、第1のnτ同期信号により処理保留となり次のn
τ同期クロックにより処理保留は解除され、マイクロプ
ログラム処理装置の処理保留時間は3τとなる。
(2)nτ命令の読み出しがnτ同期クロックに1τ先
行している場合 この場合、nτ命令により処理保留となり、2回目の
nτ同期クロックの入力は3τ後となるから、マイクロ
プログラム処理装置の処理保留時間は4τとなる。
(3)nτ命令の読み出しがnτ同期クロックに2τ先
行している場合 この場合、nτ命令により処理保留となり、2回目の
nτ同期クロックの入力は4τ後となるから、マイクロ
プログラム処理装置の処理保留時間は5τとなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述のようなマイクロプログラム処理装置
にあってはnτ命令が読み出されると、nτレジスタは
nτ同期クロックとの同期をとって動作するため、nτ
命令の読み出しタイミングによって、マイクロプログラ
ム制御装置に無駄な処理保留時間が生じることとなる。
そこで本発明は、マイクロプログラム処理装置の同期
クロックに基く処理と、この同期クロックとは異なる同
期クロックに基く処理とを実行する場合でも無駄な処理
保留時間が生じることのないマイクロプログラム処理装
置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明にあって、上記の課題を解決するための手段
は、第1図に示すように、情報処理装置1に内蔵され、
制御記憶2からマイクロ命令を読み出して処理を実行す
るマイクロプログラム処理装置3であって、当該マイク
ロプログラム処理装置3の同期クロックに基く処理と、
この同期クロックとは異なる同期クロックに基く処理と
を実行するものにおいて、 制御記憶2から読み出したマイクロ命令コードを保持
する第1のマイクロ命令レジスタ4と、 第1のマイクロ命令レジスタ4の値を読み出して、保
持する第2のマイクロ命令レジスタ5と、第2のマイク
ロ命令レジスタ5の値を読み取り、処理を実行する処理
装置6と、当該他の同期クロックが入力されると共に、
第1のマイクロ命令レジスタ4または第2のマイクロ命
令レジスタ5の少なくとも一方のマイクロ命令がマイク
ロプログラム処理装置3の同期クロックとは異なる同期
クロックに基き処理されるものである場合には、その同
期クロックを検出するまで上記処理装置の処理を保留さ
せる処理保留指令手段7とを設けたことである。
また、上記の構成において、処理保留指令手段7は第
2図に示すように第1のマイクロ命令レジスタ4のマイ
クロ命令を解析し当該マイクロ命令が他の同期クロック
に基づいて処理されるものであるとき信号を発生する第
1のデコーダ11と、第2のマイクロ命令レジスタ5のマ
イクロ命令を解析し当該マイクロ命令が他の同期クロッ
クに基いて処理されるものであるとき信号を発生する第
2のデコーダ12と、両デコーダ11,12の信号の論理和を
出力する論理和回路13と、この論理和回路13の出力信号
と、上記他の同期クロックの反転信号の論理積を処理保
留信号として出力する論理積回路14とから構成すること
ができる。
〔作用〕
本発明によれば、制御記憶から第1のマイクロ命令レ
ジスタにマイクロ命令が格納される。そして第2のマイ
クロ命令レジスタにマイクロ命令が移動する。更に第1
のマイクロ命令レジスタに次のマイクロ命令が格納され
るこのとき、処理保留指令手段は少なくとも一方のマイ
クロ命令がマイクロプログラム処理装置の同期クロック
とは異なる同期クロックに基き処理されるものである場
合には、その同期クロックを検出するまで上記処理装置
の処理を保留させる。
よって、第3図(3)に示すように、第2のマイクロ
命令レジスタにnτ命令(第3図(3)の場合nは3と
している)に格納されるタイミングがnτ同期信号より
n−1τ進んだ(前のnτ命令より1τ遅れた)状態の
ときであっても、第1のマイクロ命令レジスタに当該n
τ命令が格納されたとき、すなわち1τ前から次のnτ
同期クロックが入力するまでのあいだ、処理保留指令手
段はマイクロプログラム処理装置の処理を保留させてい
るから直ちにnτ命令を実行しnτレジスタにアクセス
でき、従来、第8図(3)に示したようにnτ(第8図
(3)の場合は3τ)待って次のnτ同期クロックから
nτ命令を処理したのに比してnτの時間マイクロプロ
グラム処理装置の処理保留時間を短縮することができ
る。このようなタイミングでnτ命令を実行する確率は
n分の1であるから、全体で平均すると、一回のnτア
クセスにつき1τの処理時間の短縮を図ることができ
る。
〔実施例〕 以下本発明に係るマイクロプログラム処理装置の実施
例を図面に基づいて説明する。
第2図及び第3図は本発明に係るマイクロプログラム
処理装置の第一の実施例を示すものである。本実施例に
おいて、マイクロプログラム処理装置は従来例と同様の
構成のI/Oバスアダプタに適用するものとする。
第2図は本発明に係るマイクロプログラム処理装置の
実施例を示すブロック図である。本実施例において、マ
イクロプログラム処理装置の制御記憶2に制御記憶から
のマイクロ命令を格納する第1のマイクロ命令レジスタ
4と、この第1のマイクロ命令レジスタ4に格納された
マイクロ命令を格納する第2のマイクロ命令レジスタ5
とを設け、これらの各レジスタに処理保留指令装置を設
けている。この処理保留指令装置は、第1のマイクロ命
令レジスタ4のマイクロ命令を解析し当該マイクロ命令
がnτ同期クロックに基づいて処理されるものであると
きnτアクセス指示信号を発生する第1のデコーダ11
と、第2のマイクロ命令レジスタ5のマイクロ命令を解
析し当該マイクロ命令がnτ同期クロックに基いて処理
されるものであるときnτアクセス指示信号を発生する
第2のデコーダ12と、両デコーダ11,12の信号の論理和
を出力する論理和回路13と、この論理和回路13の出力信
号と、上記他の同期クロックを反転回路15で反転した信
号の論理積を処理保留信号として出力する論理積回路14
とから構成している。そしてこの処理保留信号が処理装
置に入力されるとマイクロ命令の処理は保留される。
これにより、第1のマイクロ命令レジスタ4または第
2のマイクロ命令レジスタ5の少なくとも一方のマイク
ロ命令がマイクロプログラム処理装置3の同期クロック
とは異なるnτ同期クロックに基き処理されるものであ
る場合には、その同期クロックを検出するまで処理装置
(図示していない)のマイクロ命令を処理を保留させる
こととなる。
尚、同図中符号16は制御記憶2のマイクロプログラム
をアクセスする制御記憶アクセス手段を示している。
次に本発明に係るマイクロプログラム制御装置の作動
を説明する。第3図(1)乃至(3)は本発明に係るマ
イクロプログラム制御装置の作動を示すものである。本
実施例において、nを3とし、マイクロプログラム処理
装置と同一の同期クロック周期(1τ)で動作するレジ
スタをアクセスするマイクロ命令(以下1τ命令)が3
回来たのち3τで動作するレジスタをアクセスするマイ
クロ命令(nτ命令)が読み出され、その後1τ命令が
読み出されたものとしている。この場合には、nτ命令
の読み出しのタイミングは3τの同期クロック(nτ同
期クロック)との位相のずれにより第3図(1)、
(2)、(3)としてに3通りの場合がある。この例
は、第2のマイクロ命令レジスタに着目すると第8図に
示した従来例と同一のタイミングなっている (1)nτ命令の読み出しがnτ同期クロックとが同期
している場合 この場合、第1のマイクロ命令レジスタにnτ命令が
格納された段階で処理保留となるが、すぐにnτ同期ク
ロックが入力して処理を開始し(保留時間1τ)、次の
タイミングで第2のマイクロ命令レジスタにnτ命令が
入力し保留状態となると共にnτ命令により、nτレジ
スタへのアクセスをすぐに実行でき、次のnτ同期クロ
ックにより保留は解除される(保留時間2τ)。
よって、マイクロプログラム処理装置の処理保留時間
は3τとなり従来と変らない。
(2)nτ命令の読み出しがnτ同期クロックに1τ先
行している場合 この場合、第1のマイクロ命令レジスタにnτ命令が
格納された段階で処理保留となるが2τ後にnτ同期ク
ロックが入力して処理を開始し(保留時間2τ)、次の
タイミングで第2のマイクロ命令レジスタにnτ命令が
入力し保留状態となると共にnτ命令により、nτレジ
スタへのアクセスをすぐに実行でき、次のnτ同期クロ
ックにより保留は解除される(保留時間2τ)。
よって、マイクロプログラム処理装置の処理保留時間
は4τとなり従来と変らない。
(3)nτ命令の読み出しがnτ同期クロックに2τ先
行している場合 この場合第1のマイクロ命令レジスタに当該nτ命令
が格納されたとき、すなわち1τ前から次のnτ同期ク
ロックが入力するまでのあいだ、処理保留となっている
から直ちにnτ命令を実行しnτレジスタにアクセスで
き、そして、次のnτ同期クロックで保留は解除される
(保留時間2τ)。
よってマイクロプログラム処理装置の処理保留時間は
2τとなりり3τ改善される。
従って、本実施例によれば、第2のマイクロ命令レジ
スタにnτ命令が格納されるタイミングがnτ同期信号
よりn−1τ進んだ(前のnτ命令より1τ遅れた)状
態のときに、第1のマイクロ命令レジスタに当該nτ命
令が格納されたとき、つまり、1τ前から次のnτ同期
クロックが入力するまでの間、即ち(n−1)τ間処理
保留指令手段はマイクロプログラム処理装置の処理を留
保させているだけであるから、従来(2n−1)τ処理保
留していたのに比してnτの時間マイクロプログラム処
理装置の処理保留時間を短縮することができ、また、他
のタイミングのときには、処理保留の時間は従来と変わ
らない。従って、このようなタイミングでnτ命令を実
行する確率はn分の1であるから、全体で平均すると、
一回のnτアクセスにつき1τの処理時間の短縮を図る
ことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればマイクロプログ
ラム処理装置の同期クロックに基く処理と、この同期ク
ロックとは異なる同期クロックに基く処理とを実行する
マイクロプログラム処理装置において、制御記憶から読
み出したマイクロ命令コードを保持する第1のマイクロ
命令レジスタと、第1のマイクロ命令レジスタの値を読
み出して、保持する第2のマイクロ命令レジスタと、第
2のマイクロ命令レジスタの値を読み取り、処理を実行
する処理装置と、当該他の同期クロックが入力されると
共に、第1のマイクロ命令レジスタまたは第2のマイク
ロ命令レジスタの少なくとも一方のマイクロ命令がマイ
クロプログラム処理装置の同期クロックとは異なる同期
クロックに基き処理されるものである場合には、その同
期クロックを検出するまで上記処理装置の処理を保留さ
せる処理保留指令手段とを設けるものとしたから、第2
のマイクロ命令レジスタにnτ命令が格納されるタイミ
ングがnτ同期信号よりn−1τ進んだ(前のnτ命令
より1τ遅れた)状態のときであっても、第1のマイク
ロ命令レジスタに当該nτ命令が格納されたとき、すな
わち1τ前から次のnτ同期クロックが入力するまでの
あいだ、処理保留指令手段はマイクロプログラム処理装
置の処理を留保させているから、直ちにnτ命令を実行
しnτレジスタにアクセスでき、nτの時間マイクロプ
ログラム処理装置の処理保留時間を短縮することができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図の本発明の原理図、第2図は本発明に係るマイク
ロプログラム処理装置の実施例を示すブロック図、第3
図は第2図に示すマイクロプログラム処理装置の作動を
示すタイミングチャート、第4図は本願発明が適用され
るI/Oバスアダプタを示すブロック図、第5図は本願発
明が適用されるI/Oバスアダプタの細部を示すブロック
図、第6図は第5図に示した装置の同期クロックの状態
を示す図、第7図は従来のマイクロプログラム処理装置
を示すブロック図、第8図は第7図に示したマイクロプ
ログラム処理装置の作動を示すタイミングチャートであ
る。 1……情報処理装置 2……制御記憶 3……マイクロプログラム処理装置 4……第1のマイクロ命令レジスタ 5……第2のマイクロ命令レジスタ 6……処理装置 7……処理保留指示手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報処理装置(1)に内蔵され、制御記憶
    (2)からマイクロ命令を読み出して処理を実行するマ
    イクロプログラム処理装置(3)であって、当該マイク
    ロプログラム処理装置(3)の同期クロックに基く処理
    と、この同期クロックとは異なる同期クロックに基く処
    理とを実行するものにおいて、 制御記憶(2)から読み出したマイクロ命令コードを保
    持する第1のマイクロ命令レジスタ(4)と、 第1のマイクロ命令レジスタ(4)の値の読み出して、
    保持する第2のマイクロ命令レジスタ(5)と、 第2のマイクロ命令レジスタ(5)の値を読み取り、処
    理を実行する処理装置(6)と、 当該他の同期クロックが入力されると共に、第1のマイ
    クロ命令レジスタ(4)または第2のマイクロ命令レジ
    スタ(5)の少なくとも一方のマイクロ命令がマイクロ
    プログラム処理装置(3)の同期クロックとは異なる同
    期クロックに基き処理されるものである場合には、その
    同期クロックを検出するまで上記処理装置の処理を保留
    させる処理保留指令手段(7)とを設けたことを特徴と
    するマイクロプログラム処理装置。
  2. 【請求項2】上記処理保留指令手段(7)は第1のマイ
    クロ命令レジスタ(4)のマイクロ命令を解析し当該マ
    イクロ命令が他の同期クロックに基づいて処理されるも
    のであるとき信号を発生する第1のデコーダ(11)と、 第2のマイクロ命令レジスタ(5)のマイクロ命令を解
    析し当該マイクロ命令が他の同期クロックに基いて処理
    されるものであるとき信号を発生する第2のデコーダ
    (12)と、 両デコーダ(11,12)の信号の論理和を出力する論理和
    回路(13)と この論理和回路(13)の出力信号と、上記他の同期クロ
    ックの反転信号の論理積を処理保留信号として出力する
    論理積回路とからなることを特徴とする請求項1記載の
    マイクロプログラム処理装置。
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