JP2760694B2 - マイクロプロセッサ - Google Patents

マイクロプロセッサ

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JP2760694B2
JP2760694B2 JP6351692A JP6351692A JP2760694B2 JP 2760694 B2 JP2760694 B2 JP 2760694B2 JP 6351692 A JP6351692 A JP 6351692A JP 6351692 A JP6351692 A JP 6351692A JP 2760694 B2 JP2760694 B2 JP 2760694B2
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博徳 中谷
和治 伊達
祐希 鍛治川
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプロセッササ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロプロセッサは、例えば図
3に示す構成となっていた。図3に示す従来例のマイク
ロプロセッサはCPU50,メモリ52、ならびに周辺
装置54を備え、CPU50とメモリ52とはデータ線
62およびアドレス線64とにより接続され、CPU5
0と周辺装置54とはデータ線62、アドレス線64お
よび信号線66により接続され構成されている。CPU
50は、メモリまたは周辺装置のアドレスコードを命令
中に含む直接アドレシング方式の命令によって動作し、
CPU50はそれらの命令をメモリ52よりフェッチす
る。
【0003】CPU50が周辺装置54からデータを読
み込む場合のCPU50の動作を、図4のタイミングチ
ャートを参照して説明する。CPU50はクロックCK
に同期して動作し、まずメモリ52より命令をフェッチ
する。すなわち期間T21において、CPU50は、目
的とする命令が格納されているアドレスを示す信号D1
〜D3を順次アドレス線64に出力し、データ線62を
通じてメモリ52より3ワードのデータを順次取り込
む。第一ワードのデータは後続する第二ワードのデータ
の命令の種類を示す命令コードであり、本例の場合に
は、周辺装置からのデータ読込み命令コードである。そ
して、第三ワードのデータは読み込むデータが格納され
ている所在を示すアドレスコードである。CPU50は
メモリ52よりこの命令のフェッチを終了すると、命令
に含まれる命令コードをデコードして周辺装置からデー
タを読み込む命令であることを認識する。この認識後
に、命令に含まれているアドレスコードE1にもとづ
き、アドレス信号Dnをアドレス線64に出力し、同時
に信号線66のリード/ライト(RD/WR)信号をハ
イレベルとする。周辺装置54は、アドレス信号Dn
と、ハイレベルのRD/WR信号を受信すると、アドレ
スDnに格納されているデータEnの出力準備をする。
出力準備期間T23の後、周辺装置54から確定データ
Enがデータ線62に出力される。CPU50は同デー
タEnをデータ線62を通じて受け取る。CPU50が
周辺装置12にアクセスを開始してから確定データEn
の受信完了まで、処理期間T22を必要とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、直接アド
レシング方式の命令で動作する従来のマイクロプロセッ
サでは、CPUがメモリや周辺装置からデータを読み込
む場合、命令に含まれるメモリや周辺装置のアドレスコ
ードまでフェッチした後、命令を解読して命令で指示さ
れたメモリまたは周辺装置へアクセスを開始するため、
アクセスの実行に要する所要時間が長くなるという問題
があった。CPUはこの間データを取得するまでウェイ
ト状態となることが多く、特に周辺装置はメモリ等の半
導体ディバイスと比較して一般的に応答速度が遅いた
め、周辺装置に対するアクセス所要時間は一層長くな
る。これは、マイクロプロセッサの応答速度を大きく低
下させる要因となっていた。
【0005】本発明の目的は、このような無駄時間の発
生を解消し、CPUがメモリや周辺装置から高速に確定
データを読み出せるようにしたマイクロプロセッサを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明のマイクロプロセッサは、命令コードおよびアドレ
スコードを含む命令が格納されたメモリと、本メモリか
ら命令を読み出すCPUと、命令に含まれるアドレスコ
ードをデコードするアドレス制御回路とを備えたマイク
ロプロセッサであって、CPUはメモリから命令を読み
取り、読み取った命令コードを識別することにより本命
令の後方にアドレスコードが含まれていることを認識し
た場合、CPUはアドレスコードの読み取り動作に応動
しアドレス制御回路へ読取り指令信号を出力し、アドレ
ス制御回路は読取り指令信号に応動してアドレスコード
を読取り読み取ったアドレスコードをデコードして得た
アドレス信号をメモリまたは周辺装置に出力することを
特徴とする。
【0007】
【作用】アドレス制御回路は、CPUからの出力された
読取り指令信号に応動してアドレスコードを読取り、デ
コードしたアドレス信号をメモリまたは周辺装置に出力
する。このアドレス信号を周辺装置が受信し、受信した
アドレス信号にもとづきデータの出力準備を開始する。
CPUは周辺装置へ直ちにアクセスする必要がなく、周
辺装置がデータの出力準備中に他の処理を実行すること
ができる。
【0008】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1に本発明によるマイクロプロセッサの一
例を示す。このマイクロプロセッサは中央演算回路(C
PU)10、メモリ12、周辺装置14および16なら
びにアドレス制御回路18を備え、CPU10とメモリ
12とはデータ線24および外部アドレス線22とによ
り接続され、CPU10と周辺装置14,16とはデー
タ線24および信号線26により接続されている。ま
た、CPU10とアドレス制御回路18とは、データ線
24、外部アドレス線22、ならびに信号線28により
接続され、アドレス制御回路18と周辺装置14,16
とは内部アドレス線30により接続されている。
【0009】CPU10は、メモリまたは周辺装置のア
ドレスコードを命令中に含む直接アドレシング方式の命
令によって動作し、CPU10はそれらの命令をメモリ
12よりフェッチする。またCPU10は、メモリ12
からフェッチした命令がメモリ12または周辺装置14
または16からデータを読み取る命令であった場合、ア
ドレス制御回路18にデータ読取りのための信号を、R
D/WR信号線に出力する。この信号は、実施例の命令
の最後に含まれるアドレス信号A3に基づき、メモリ1
2から出力されたデータ線24上のアドレスコードをア
ドレス制御回路にフェッチさせるための信号である。R
D/WR信号は、ハイレベルでリードを、ローレベルで
ライトを意味する。また、CPU10は、同期信号線3
2から入力される図2に示すクロックCKに同期して動
作する。
【0010】アドレス制御回路18は、CPU10の制
御の下にメモリ12ないし周辺装置14または16へア
クセスを行う回路である。アドレス制御回路18は、C
PU10から信号線28に出力されたRD/WR信号に
同期して、データ線24上のアドレスコードC1をフェ
ッチし、同コードC1をデコードし、該当するメモリま
たは周辺装置へアクセスする。
【0011】メモリ12は、CPU10が処理するステ
ップ命令または(および)データを一時記憶する記憶器
である。メモリ12に記録されている記憶内容を読み出
すには、CPU10が読取りを目的とするメモリ12の
アドレス信号を、外部アドレス線に出力することにより
行う。アドレス信号で指定されたメモリ12内の記録デ
ータは、アドレス信号に同期してデータ線24へ出力さ
れる。
【0012】周辺装置14および16は、一次メモリ1
2に対し、二次メモリとして構成されている。周辺装置
14または16からのデータの読み出しは、アドレス制
御回路18からの内部アドレス線30を介してのアクセ
スに応動して、該当データの検索が開始される。検索さ
れたデータは、信号線26を介してCPU10から出力
されたアドレス信号に応動して記録されているデータを
データ線24へ出力する。
【0013】動作状態において、CPU10が、周辺装
置14または16に記録されているデータを読み込む動
作を、図2のタイミングチャートを参照して説明する。
まずCPU10がメモリ12より、周辺装置14または
16からのデータ読み取り命令をフェッチする。すなわ
ち期間T11において、CPU10は命令が格納されて
いるアドレスの信号A1〜A3を、順次外部アドレス線
22に出力し、メモリ12よりデータ線24を通じて対
応する3ワードのデータを順次取り込む。第一ワードの
データがその命令の種類を示す命令コードであり、この
場合には周辺装置からのデータ読み取り命令である。ま
た、第三ワードのデータがアドレスコードであり、周辺
装置14を識別するデータである。
【0014】CPU10は、読み取り命令をフェッチ後
に読取ったデータをデコードし、命令の内容に従い読み
取りを実行する。CPU10は最初の命令コードをフェ
ッチした段階で、命令が周辺装置からデータを取り込む
命令であることを知る。この認識に応動し、CPU10
は最後のアドレス信号A3によるメモリ12の出力信号
であるアドレスコードC1をフェッチするタイミング
で、RE/WR信号線28にタイミング信号を出力す
る。アドレス制御回路18は、この信号を受け本信号に
同期したデータ線24上のアドレスコードC1を受信す
る。
【0015】アドレス制御回路18は、受信したアドレ
スコードC1をデコードして、データ読み取り先のアド
レスとする。このアドレス信号は内部アドレス線30に
出力され、周辺装置14は自己がアクセスされたことを
知る。
【0016】周辺装置14は、アドレス制御回路18か
らのアドレス信号B1により該当するデータCnの検索
を開始する。
【0017】CPU10は、第三ワードのアドレスデー
タをデコードし、デコードしたアドレスコードAnを信
号線26へ出力する。
【0018】周辺装置14は期間T14を要して検索し
たデータCnを、CPU10からの信号線26を介して
出力されるアドレス信号Anを受け、確定データをデー
タ線24へ出力する。周辺装置14により出力された確
定データCnをCPU10が取得する。
【0019】CPU10がメモリ12から命令をフェッ
チしてから周辺装置14へアドレスコードAnを出力す
るまでの期間T14に、CPU10は、他の処理をする
ことができる。また、CPU10が他の処理をしている
期間T12において、周辺装置はアドレス制御回路18
によってアクセスされデータCnの出力準備をしてお
り、準備期間T14の終了前後にCPU10が周辺装置
へアドレスコードを出力すれば、確定データの読み取り
所用期間T1はより短縮される。
【0020】以上、CPU10が周辺装置14からデー
タを読み出す場合を例に説明したが、周辺装置16から
データを読み出す場合も動作は基本的に同じであり、メ
モリ12から読み出された命令に周辺装置16のアドレ
スコードが含まれている場合には、周辺装置16は自身
を示すアドレス信号をアドレス制御回路18より内部ア
ドレス線30を通じて受け取り、データをデータ線24
に出力する。
【0021】また、CPUが周辺装置からデータを読み
取る場合だけでなく、低速のメモリからデータを読み出
す場合にも、アドレス制御回路によってCPUより早く
メモリにアドレスを与えることができ、メモリに対する
アクセス時間の短縮が可能となる。
【0022】なお、本実施例ではアドレス制御回路18
をCPUの外部に設けたが、アドレス制御回路をCPU
の内部に設けることももちろん可能である。また、この
例では周辺装置は2台としたが、さらに多くの周辺装置
が接続されていてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロプ
ロセッサでは、アドレス制御回路は、アドレスコードを
デコードし、デコードしたアドレスコードにもとづきア
ドレス信号をメモリまたは周辺装置に出力する。このア
ドレス制御回路によるアクセスは、CPUが他のデータ
を処理中に実行され、CPUが周辺装置へアドレス信号
を出力する前に処理が開始される。CPUは、周辺装置
がデータの検索準備の実行に生じる時間を、有効に利用
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマイクロプロセッサの一実施例を
示すブロック図である。
【図2】図1のマイクロプロセッサの動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
【図3】従来のマイクロプロセッサの一例を示すブロッ
ク図である。
【図4】図3のマイクロプロセッサの動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
【符号の説明】
10 CPU 12 メモリ 14,16 周辺装置 18 アドレス制御回路 22 外部アドレス線 24 データ線 26 信号線 28 RD/WR信号線 30 内部アドレス線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 9/38 G06F 13/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 命令コードおよびアドレスコードを含む
    命令が格納されたメモリと、該メモリから前記命令を読
    み出すCPUと、前記命令に含まれる前記アドレスコー
    ドをデコードするアドレス制御回路とを備えたマイクロ
    プロセッサであって、前記CPUは前記メモリから前記
    命令を読み取り、読み取った命令コードを識別すること
    により該命令の後方に前記アドレスコードが含まれてい
    ることを認識した場合、前記CPUは前記アドレスコー
    ドの読み取り動作に応動し前記アドレス制御回路へ読取
    り指令信号を出力し、前記アドレス制御回路は前記読取
    り指令信号に応動して前記アドレスコードを読取り読み
    取った前記アドレスコードをデコードして得たアドレス
    信号をメモリまたは周辺装置に出力することを特徴とす
    るマイクロプロセッサ。
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