JP3001464B2 - マイクロプロセッサ装置 - Google Patents

マイクロプロセッサ装置

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JP3001464B2
JP3001464B2 JP9160267A JP16026797A JP3001464B2 JP 3001464 B2 JP3001464 B2 JP 3001464B2 JP 9160267 A JP9160267 A JP 9160267A JP 16026797 A JP16026797 A JP 16026797A JP 3001464 B2 JP3001464 B2 JP 3001464B2
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憲彦 井上
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甲府日本電気株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、VLSI(Very L
arge Scale Integration)を用いたマイクロ命令制御を
行うマイクロプロセッサ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロ命令制御のマイクロプロ
セッサ装置においては、内蔵されているROM(リード
オンリメモリ)またはキャッシュメモリに全マイクロ命
令の一部を格納することにより、マイクロ命令の読みだ
しを高速化している。また、特開昭63−68930号
公報には、マイクロプロセッサ装置に内蔵された制御記
憶ROMと制御記憶キャッシュにマイクロ命令を格納す
ることにより、マイクロ命令の読みだしを高速化するマ
イクロプロセッサ装置が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のマイ
クロプロセッサ装置においては、制御記憶ROMに割り
付けるマイクロ命令に内容変更や不具合が発生したとき
にチップを再製造する必要が生じるため、必然的に制御
記憶ROMに割り付けられるマイクロ命令が必要最小限
の基本命令に限定される。従って、従来のマイクロプロ
セッサ装置においては、制御記憶キャッシュの使用率が
高くなるため、マイクロ命令の供給性能が低下するとい
う欠点があった。また、従来のマイクロプロセッサ装置
においては、制御記憶ROMが使用不可能になった場
合、制御記憶ROMに割り付けられたマイクロ命令を読
み出す手段がないことから、制御記憶ROMの物理的な
故障や、制御記憶ROMに割り付けられたマイクロ命令
に不具合が生じたとき、マイクロプロセッサ装置自体が
使用できなくなるという欠点があった。本発明はこのよ
うな背景の下になされたもので、マイクロ命令の供給性
能を向上させることができるとともに、制御記憶ROM
が故障した場合であってもマイクロプロセッサ装置自体
を使用することができるマイクロプロセッサ装置を提供
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、全マイクロ命令に対応する全マイクロ命令データを
記憶する主記憶手段と、前記全マイクロ命令のうち基本
的なマイクロ命令に対応する基本マイクロ命令データを
記憶する読み出し専用の第1の記憶手段と、前記全マイ
クロ命令のうち、前記基本マイクロ命令データに準ずる
使用頻度で使用されるマイクロ命令であって不具合が発
生する確率が高い準基本マイクロ命令に対応する準基本
マイクロ命令データを記憶する読みだし書き込み可能な
第2の記憶手段と、前記第1の記憶手段に記憶されてい
る前記基本マイクロ命令データに不具合が生じたとき、
前記主記憶手段にアクセスすることにより、前記基本マ
イクロ命令データに対応するデータを前記主記憶手段か
ら読み出して前記第2の記憶手段に書き込む制御手段と
を具備することを特徴とする。また、請求項2に記載の
発明は、請求項1に記載のマイクロプロセッサ装置にお
いて、前記全マイクロ命令のうち、前記基本マイクロ命
令および前記準基本マイクロ命令以外のマイクロ命令に
対応するデータを記憶する第3の記憶手段を具備するこ
とを特徴とする。また、請求項3に記載の発明は、請求
項2に記載のマイクロプロセッサ装置において、前記第
1の記憶手段は、リードオンリメモリであり、第2の記
憶手段は、ランダムアクセスメモリであり、第3の記憶
手段は、キャッシュメモリであることを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に
よるマイクロプロセッサ装置の概略構成を示すブロック
図である。この図において、1は、マイクロプロセッサ
である。2は、アドレスバス600およびデータバス7
00を介してマイクロプロセッサ1に接続された主記憶
装置であり、全マイクロ命令を記憶する。
【0006】図2は、図1に示すマイクロプロセッサ1
の構成を示すブロック図である。この図においては、図
1の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明
を省略する。図2に示す10は、制御記憶を索引するア
ドレスを生成する制御記憶索引アドレス生成部であり、
制御記憶索引アドレスデータ100を出力する。33
は、小容量の基本マイクロ命令を格納する制御記憶RO
Mであり、上記基本マイクロ命令は、チップの再製造の
危険性を考慮して、全マイクロ命令の中から限定されて
割り付けられたものである。この制御記憶ROM33
は、出力データ303を出力する。
【0007】32は、準基本マイクロ命令を格納する制
御記憶RAM(ランダムアクセスメモリ)である。ここ
で、上記準基本マイクロ命令とは、上述した制御記憶R
OM33に割り付けられた基本マイクロ命令に準ずる使
用頻度で使用され、かつ不具合が発生する確率が高いマ
イクロ命令をいう。この制御記憶RAM32は、出力デ
ータ302を出力する。
【0008】20は、制御記憶ROM33に割り付けら
れた基本マイクロ命令のアドレス領域を格納するROM
アドレス領域格納レジスタである。このROMアドレス
領域格納レジスタ20は、ROMアドレスデータ200
を出力する。21は、制御記憶RAM32に割り付けら
れた準基本マイクロ命令のアドレス領域を格納するRA
Mアドレス領域格納レジスタである。このRAMアドレ
ス領域格納レジスタ21は、RAMアドレスデータ20
1を出力する。
【0009】80は、制御記憶キャッシュメモリであ
り、キャッシュアドレスアレイ30およびキャッシュデ
ータアレイ31から構成されている。これらキャッシュ
アドレスアレイ30およびキャッシュデータアレイ31
には、上述した基本マイクロ命令および準基本マイクロ
命令以外のマイクロ命令が各々記憶される。また、上記
キャッシュアドレスアレイ30は、出力データ300を
出力し、キャッシュデータアレイ31は、出力データ3
01を出力する。
【0010】40は、上述したROMアドレスデータ2
00、RAMアドレスデータ201、出力データ300
および制御記憶索引アドレスデータ100を各々比較す
る読みだしデータ判定回路である。すなわち、読みだし
データ判定回路40は、制御記憶ROM33からの出力
データ303、制御記憶RAM32からの出力データ3
02、キャッシュデータアレイ31からの出力データ3
01および主記憶装置2(図1参照)からの出力データ
のうち、いずれのデータを選択するかを判定し、判定結
果をデータ判定信号400として出力する。
【0011】60は、主記憶データ読出し部であり、初
期設定時にRAMアドレス領域格納レジスタ21に格納
されているアドレス領域のマイクロ命令を、アドレスバ
ス600およびデータバス700を介して、主記憶装置
2(図1参照)から取り出す。また、主記憶データ読出
し部60は、読みだしデータ判定回路40により、制御
記憶ROM33、制御記憶RAM32、制御記憶キャッ
シュメモリ80に該当するデータが存在しないと判定さ
れた場合も、主記憶装置2からアドレスバス600およ
びデータバス700を介してマイクロ命令を取り出す。
【0012】41は、出力データ303、出力データ3
02、出力データ301または主記憶装置2の出力デー
タ(マイクロ命令)のうち、データ判定信号400が示
す判定結果に該当するデータを選択して、該データを出
力データ401として出力する。
【0013】50は、出力データ401より得られるマ
イクロ命令を出力データ500として供給するマイクロ
命令供給部である。51は、出力データ500より得ら
れるマイクロ命令を処理するマイクロ命令処理部であ
る。
【0014】次に、上述した一実施形態によるマイクロ
プロセッサ装置の動作について説明する。まず、初期設
定時においては、RAMアドレス領域格納レジスタ21
よりRAMアドレスデータ201が主記憶データ読出し
部60へ入力されると、主記憶データ読出し部60は、
RAMアドレスデータ201に基づいて、アドレスバス
600およびデータバス700を介して主記憶装置2へ
アクセスする。これにより、RAMアドレスデータ20
1から得られるRAM領域アドレスに該当する主記憶装
置2のアドレスから、マイクロ命令のデータが主記憶デ
ータ読出し部60により読み出される。
【0015】そして、上記マイクロ命令のデータは、制
御記憶RAM32に上述した準基本マイクロ命令のデー
タとして書き込まれる。ここで、RAMアドレス領域格
納レジスタ21には、上述した準基本マイクロ命令を割
り付けるためのアドレスが割り付けられている。また、
RAMアドレス領域格納レジスタ21には、制御記憶R
OM33に不具合があった場合に、制御記憶ROM33
のアドレス領域(基本マイクロ命令)を設定することも
可能である。従って、この場合には、制御記憶ROM3
3に記憶されている基本マイクロ命令を制御記憶RAM
32に記憶させることができる。すなわち、RAMアド
レスデータ201が基本命令に対応するものであり、か
つ読みだしデータ判定回路40により上記RAMアドレ
スデータ201が選択された場合、主記憶データ読出し
部60は、アドレスバス600を介して主記憶装置2へ
アクセスする。これにより、主記憶装置2からは、全マ
イクロ命令の中から上記基本マイクロ命令に対応するデ
ータがデータバス700を介して読み出された後、該基
本マイクロ命令は、制御記憶RAM32に書き込まれ
る。
【0016】次に、制御記憶索引アドレス生成部10に
より制御記憶索引アドレスが生成され、制御記憶索引ア
ドレスデータ100として出力されると、キャッシュア
ドレスアレイ30、キャッシュデータアレイ31、制御
記憶RAM32及び制御記憶ROM33のアドレスが索
引される。これにより、出力データ300、出力データ
301、出力データ302および出力データ303が各
々出力される。
【0017】また、上述した索引動作に同期して、読み
だしデータ判定回路40は、制御記憶索引アドレスデー
タ100、ROMアドレスデータ200、RAMアドレ
スデータ201および出力データ300を比較する。す
なわち、読みだしデータ判定回路40は、出力データ3
03、出力データ302、出力データ301または主記
憶装置2(図1参照)の出力データのうち、いずれのデ
ータを索引するかを判定し、判定結果をデータ判定信号
400として出力する。
【0018】ここで、読みだしデータ判定回路40によ
り主記憶装置2の出力データが選択された場合には、主
記憶データ読出し部60は、アドレスバス600を介し
て主記憶装置2へアクセスする。これにより、主記憶装
置2からマイクロ命令のデータがデータバス700を介
して読み出された後、該マイクロ命令のデータがキャッ
シュデータアレイ31に格納される。
【0019】また、データ選択部41は、出力データ3
03、出力データ302、出力データ302および主記
憶装置2の出力データの中から、データ判定信号400
が示すデータ、すなわち読みだしデータ判定回路40に
より選択されたデータを選択して、該データを出力デー
タ401として出力する。これにより、マイクロ命令供
給部50は、出力データ401を出力データ500とし
て出力した後、マイクロ命令処理部51は、出力データ
500より得られるマイクロ命令を実行する。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
読みだし書き込み可能な第2の記憶手段が設けられてい
るので、第1の記憶手段に記憶される基本マイクロ命令
データの容量を増加させることができる。従って、本発
明によれば、マイクロ命令の供給性能を向上させること
ができる。また、本発明によれば、制御手段により第2
の記憶手段の記憶内容を書き換えることができるので、
第1の記憶手段に記憶されている準基本マイクロ命令に
不具合が生じた場合であっても、装置自体を使用するこ
とができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態によるマイクロプロセッ
サ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示すマイクロプロセッサ1の構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1 マイクロプロセッサ 2 主記憶装置 10 制御記憶索引アドレス生成部 20 ROMアドレス領域格納レジスタ 21 RAMアドレス領域格納レジスタ 30 キャッシュアドレスアレイ 31 キャッシュデータアレイ 32 制御記憶RAM 33 制御記憶ROM 40 読みだしデータ判定回路 41 データ選択部 50 マイクロ命令供給部 51 マイクロ命令処理部 60 主記憶データ読出し部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 9/22 370 G06F 9/22 380

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全マイクロ命令に対応する全マイクロ命
    令データを記憶する主記憶手段と、前記 全マイクロ命令のうち基本的なマイクロ命令に対応
    する基本マイクロ命令データを記憶する読み出し専用の
    第1の記憶手段と、 前記全マイクロ命令のうち、前記基本マイクロ命令デー
    タに準ずる使用頻度で使用されるマイクロ命令であって
    不具合が発生する確率が高い準基本マイクロ命令に対応
    する準基本マイクロ命令データを記憶する読みだし書き
    込み可能な第2の記憶手段と、 前記第1の記憶手段に記憶されている前記基本マイクロ
    命令データに不具合が生じたとき、前記主記憶手段にア
    クセスすることにより、前記基本マイクロ命令データ
    対応するデータを前記主記憶手段から読み出して前記第
    2の記憶手段に書き込む制御手段とを具備することを特
    徴とするマイクロプロセッサ装置。
  2. 【請求項2】 前記全マイクロ命令のうち、前記基本マ
    イクロ命令および前記準基本マイクロ命令以外のマイク
    ロ命令に対応するデータを記憶する第3の記憶手段を具
    備することを特徴とする請求項1に記載のマイクロプロ
    セッサ装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の記憶手段は、リードオンリメ
    モリであり、 第2の記憶手段は、ランダムアクセスメモリであり、 第3の記憶手段は、キャッシュメモリであることを特徴
    とする請求項2に記載のマイクロプロセッサ装置。
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