JPH01118926A - パイプライン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、マイクロプログラム制御方式のパイプライ
ン処理装置に係り、特に装置内の任意レジスタをデステ
ィネーションとする際のデータロード方式に関する。

（従来の技術） 従来、この種パイプライン装置における任意レジスタへ
のデータロードは、ＰＩＪｎ器（以下、ＡＬＵと称する
）の演算結果の転送に供されるデスティネーションバス
を介してのみ行なわれるように構成されていた。即ち従
来は、ソースデータに何の処理も施さない場合でも、ソ
ースバス上に取出されたソースデータを常に演算器（以
下、ＡＬＵと称する）を通してデスティネーションバス
に出力し、このデスティネーションバスからレジスタへ
のデータロードを行なうようにしていた。

このため従来は、例えばソース出力サイクルと、演算・
デスティネーションサイクルの２サイクル（２ステージ
）から成るパイプライン制御を行なうパイプライン処理
装置では、目的レジスタへのデータロードに２サイクル
を要していた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように従来は、パイプライン装置内の任意レジ
スタへのデータロードをデスティネーションバス経由で
行なっていたため、多大なサイクル数を要するという問
題があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的は
、演算が不要なソースデータを任意レジスタファイルす
る場合には、このソースデータをデスティネーションバ
スを経ずにソースバスから上記レジスタにロードするこ
とができ、もってレジスタロードの高速化が図れるパイ
プライン処理装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、ソースバスまたはデスティネーションバス
上のいずれか一方のデータを選択するマルチプレクサと
、このマルチプレクサによって選択されたデータをマイ
クロ命令のデスティネーション指定フィールドで指定さ
れたレジスタにロードするロード制御手段とを設け、ソ
ース指定フィールドで指定されているソースに格納され
ているソースデータをデスティネーション指定フィール
ドで指定されているレジスタにロードするマイクロ命令
の実行時には、上記マルチプレクサをソースバス側に切
替えることにより、同マイクロ命令のソース指定フィー
ルドで指定されているソースからパイプラインのソース
出力サイクルにおいてソースバスに取出されるソースデ
ータをマルチプレクサによって選択させ、次のサイクル
において上記指定レジスタにＯ−ドするようにしたもの
である。

（作用） 上記の構成によれば、マルチプレクサの切替えによりソ
ースバスをデスティネーションバスとして扱えるので、
マイクロ命令のソース指定フィールドで指定されている
ソースの内容を、デスティネーション指定フィールドで
指定されているレジスタに高速にロードできる。

（実論例） 以下、この発明の一実施例を、ソース出力サイクルと、
演算・デスティネーションサイクルの２ステージに分割
されたパイプライン制御を適用するパイプライン処理装
置に実施した場合について、図面を参照して説明する。

第１図はマイクロプログラム制御方式のパイプライン処
理装置のブロック構成を示す。同図において、１１．１
２は主として演算に用いられるデータ（ソースデータ）
の転送に供されるソースバス（以下、Ａバス、Ｂバスと
称する）、１３は演算結果の転送に供されるデスティネ
ーションバス（以下、Ｃバスと称する）である。２０は
ＡＬＬＪ　（演算器）　、　２１．２２はＡバス１１．
Ｂバス１２上のデータを保持してＡＬＵ２０のＡ入力、
Ｂ入力に供給するレジスタである。

２３はゼネラルレジスタ（Ｒ用レジスタ）などのレジス
タファイル、２４はレジスタファイル２３から取出され
た或やレジスタ番号のレジスタ内容を８バス１２に出力
するトライステートのドライバである。２５はメモリプ
ロテクトの範囲を示すレジスタ組などを有しマイクロ命
令によって間接指定される特別用途用レジスタファイル
、２Ｇはレジスタファイル２５から取出されたレジスタ
内容をＢバス１２に出力するトライステートのドライバ
である。

２１はＢバス１２またはＣバス１３上のいずれか一方の
データを選択する２人力１出力のマルチプレクサ（以下
、ＭＵＸと称する）　、２８はＭｕＸ２７から（７）出
力データをレジスタファイル２５内レジスタの指定用イ
ンデックス値（レジスタ番号）として保持するレジスタ
（以下、ＩＮＤＸレジスタと称する）、２９はＢバス１
２上のデータをＭＵＸ２７（の−方の入力）に導くデー
タ線である。なお、従来は、Ｍ　Ｕ　Ｘ　２７．Ｂよび
データｌ１１２９は存在しない。

次に、第１図の構成の動作を第２図（ａ）のタイミング
チャートを参照して説明する。なお参考のために、従来
動作のタイミングチャートを第２図（ｂ）に示す。

まずサイクルＴＯにおいて、レジスタファイル２３内の
ルジスタをソース指定するソース指定フィールドと、Ｉ
ＮＤＸレジスタ２８をデスティネーション指定するデス
ティネーション指定フィールドと、Ｂバス１２をデステ
ィネーションバスとしてＢバス１２からデスティネーシ
ョン先へのデータロードを指定するコマンド指定フィー
ルドを含む特定マイクロ命令が、図示せぬマイクロプロ
グラムメモリ（制御記憶）から読出されているものとす
る。そして、レジスタファイル２３からドライバ２４の
入力に、上記特定マイクロ命令のソース指定フィールド
で指定されるインデックスｆｉｌｌ（レジスタ番号）の
レジスタの内容（ここではレジスタファイル２５のルジ
スタを指定するインデックス値）が取出されているもの
とする。

上記の状態において、次のサイクルＴ１に入ると、図示
せぬマイクロプログラム制御ｌ１機構からの制御信号に
よってドライバ２４が出力イネーブル状態となり、レジ
スタファイル２３から取出されていた指定レジスタの内
容が、ドライバ２４によって第２図（ａ）に示すように
８バス１２上に送出される。即ち、サイクルＴ１におい
ては、上記特定マイクロ命令のソース指定フィールドで
指定されたレジスタファイル２３内レジスタの内容がＢ
バス１２に出力されるソース出力サイクルが実行される
。

ここまでは、第２図（ｂ）に示す従来の動作とほぼ同様
である。但し、この実施例では、Ｂバス１２に出力され
たレジスタファイル２３からの指定レジスタの内容は、
レジスタ２２の入力に導かれるだけでなく、新規に設け
られたデータ線２９を介して新規に設けられたＭＩＪＸ
２７の一方の入力にも導かれる。ＭＬＪＸ２７は、この
実施例においてＢバス１２側を選択するように制御され
ており、したがってＩＮＤＸレジスタ２８には、Ｂバス
１２からデータ線２９を介して導かれているレジスタフ
ァイル２３からの指定レジスタの内容が選択出力される
。

サイクルＴ１の次のサイクルＴ２　　（上記特定マイク
ロ命令のコマンド指定フィールドで指定されたサイクル
）では、上記特定マイクロ命令のデスティネーション指
定フィールドで指定されているＩＮＤＸレジスタ２８に
、マイクロプログラム制ｍ＋ｉ構からロード信号が出力
される。この結果、ＭＵＸ２７によって選択出力されて
いたレジスタファイル２３からの指定レジスタの内容が
、第２図（ａ）に示すようにＩＮＤＸレジスタ２８にロ
ードされる。ＩＮＤＸレジスタ２８に指定レジスタの内
容（即ちレジスタファイル２５内のルジスタを指定する
インデックス値）がロードされると、そのロード内容（
インデックス値）の指定するレジスタファイル２５内レ
ジスタの内容が、ドライバ２６の入力に取出される。

これに対して従来は、Ｂバス１２に出力されたレジスタ
ファイル２３からの指定レジスタの内容は、サイクルＴ
２においてレジスタ２２に保持され、ＡＬＵ２０をスル
ーして第２図（ｂ）に示すようにＣバス１３上に出力さ
れる。そして、Ｃバス１３上に出力された指定レジスタ
の内容は、次のサイクルＴ３において第２図（ｂ）に示
すようにＩＮＤＸレジスタ２８にロードされる。

即ち、この実施例によれば、マイクロ命令によって間接
指定されるインデックス値に演算を施す必要がない場合
には、同インデックス値をＡＬＵ２０、Ｃバス１３の経
路を用いずにＢバス１２からＩＮＤＸレジスタ２８にロ
ードすることにより、Ｂバス１２へのインデックス値出
力から始まるロード処理を従来の２サイクルに対して１
サイクルで実行することができる。

さて、この実施例では、サイクルＴ２においては、上記
の特定マイクロ命令の次のマイクロ命令がマイクロプロ
グラムメモリから読出されている。このマイクロ命令の
ソース指定フィールドでは、レジスタファイル２５が指
定されている。しかして、次のサイクルＴ３では、マイ
クロプログラム制ａ機構からの制御信号によってドライ
バ２６が出力イネーブル状態となり、レジスタファイル
２５から取出されているレジスタ内容が８バス１２に出
力されるソース出力サイクルが実行される。

以上は、マイクロ命令によって間接指定されるインデッ
クス値を（ソース指定フィールドで指定されている）レ
ジスタファイル２３から取出して、（デスティネーショ
ン指定フィールドで措定されている）ＩＮＤＸレジスタ
２８にロードする場合について説明したが、これに限る
ものではない。例えば、間接指定されるオペランドアド
レスを持つマイクロ命令、更には分岐先アドレスが間接
指定される分岐マイクロ命令の実行など、そのインデッ
クス値（目的オペランドアドレスが格納されているメモ
リ領域を示すアドレス、分岐先アドレスが格納されてい
るメモリ領域を示すアドレス）をそのまま利用できる場
合には、Ｂバス１２にメモリデータバスを接続すること
により、このインデックス値をＢバス１２からアドレス
レジスタに高速にロードすることが可能となる。

なお、前記実施例では、パイプラインステージが、ソー
ス出力サイクルと、演算・デスティネーションサイクル
の２ステージに分割されたパイプライン処理装置につい
て説明したが、この発明は、ソース出力サイクル、演算
サイクル、デスティネーションサイクルの３ステージに
分割されたパイプライン処理装置にも応用可能であり、
この場合には従来に比べて処理時間が２サイクル短縮す
る。また、前記実施例では、マイクロ命令のデスティネ
ーション指定フィールドで指定されているＩＮＤＸレジ
スタ２８へのＢバス１２からのロードが、同マイクロ命
令のコマンドフィールドで指定されるものとして説明し
たが、デスティネーション指定フィールドの一部を用い
、Ｂバス１２またはＣバス１３のいずれからロードする
かを指定することも可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、マルチプレクサ
の切替えによりソースバスをデスティネーションバスと
して扱えるので、マイクロ命令のソース指定フィールド
で指定されているソースの内容を、デスティネーション
指定フィールドで指定されているデスティネーションに
ソース出力サイクルの次のサイクルでロードでき、処理
の高速化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るパイプライン処理装
置のブロック構成図、第２図は第１図の構成の動作を従
来の動作と対比して示すタイミングチャートである。 １１・・・Ａバス（ソースバス）、１２・・・Ｂバス（
ソースバス）、１３・・・Ｃバス（デスティネーション
バス）、２０・・・演緯器（ＡＬＬＪ）　、２３．２５
・・・レジスタファイル、２７・・・ＭＬＪＸ　（マル
チプレクサ）、２８・・・ＩＮＤＸレジスタ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ａｌｌり一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マイクロ命令のソース指定フィールドで指定されるソー
   スに格納されているソースデータを演算器の被演算デー
   タの転送に供されるソースバスに出力するソース出力サ
   イクルを含むパイプライン制御を行なうマイクロプログ
   ラム制御方式のパイプライン処理装置において、 上記ソースバスまたは上記演算器の演算結果の転送に供
   されるデスティネーションバス上のいずれか一方のデー
   タを選択するマルチプレクサと、このマルチプレクサに
   よって選択されたデータをマイクロ命令のデスティネー
   ション指定フィールドで指定されたレジスタにロードす
   るロード制御手段とを具備し、 上記ソース指定フィールドで指定されている上記ソース
   データを上記デスティネーション指定フィールドで指定
   されている上記レジスタにロードするマイクロ命令の実
   行時には、上記マルチプレクサを上記ソースバス側に切
   替え、上記ソース出力サイクルにおいて上記ソースバス
   に出力された上記ソースデータを次のサイクルにおいて
   上記指定レジスタにロードすることを特徴とするパイプ
   ライン処理装置。