JPH01150935A - Central processing unit - Google Patents

Central processing unit

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JPH01150935A
JPH01150935A JP30991487A JP30991487A JPH01150935A JP H01150935 A JPH01150935 A JP H01150935A JP 30991487 A JP30991487 A JP 30991487A JP 30991487 A JP30991487 A JP 30991487A JP H01150935 A JPH01150935 A JP H01150935A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
execution unit
central processing
instructions
instruction
Prior art date
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Pending
Application number
JP30991487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichiro Nishi
淳一郎 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP30991487A priority Critical patent/JPH01150935A/en
Publication of JPH01150935A publication Critical patent/JPH01150935A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the integration degree of a semiconductor and efficiency of a whole central processing unit by consisting of plural execution unit elements and equipping an execution unit which can simultaneously process plural instructions. CONSTITUTION:An instruction decoding unit 4 decodes the contents of data which are read simultaneously, checks whether or not they can be simultaneously carried out, and delivers its result to the execution unit. When the instructions which can be simultaneously carried out exist, the execution unit simultaneously carries them out. A memory management unit 1 exchanges information between a bus control unit and the execution unit, and controls a memory. When the integration degree of semiconductor elements increases, it is easy to increase a bus width or the size of a data buffer in the central processing unit. By increasing the execution unit elements in the execution unit, the whole efficiency can be smoothly improved.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、計算機に於ける最も重要な役割を行う中央演
算装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a central processing unit that plays the most important role in a computer.

従来の技術 情報処理産業は急速に発展しているが、その中でも最も
重要で競争の激しいのは中央演算装置の開発である。
Traditional Technology The information processing industry is developing rapidly, and the most important and competitive one is the development of central processing units.

以下図面を参照しながら、上述した従来の中央演算装置
構成について説明する。
The configuration of the conventional central processing unit mentioned above will be described below with reference to the drawings.

第5図は従来の中央演算装置のブロック図である。第5
図に於て、1はメモリの制御を行う命令デコードユニッ
ト、2は外部のバスを制御するバス制御ユニット、5は
命令を実行する実行ユニット、4はデータを解読して実
行できる形式に変更する命令デコードユニットである。
FIG. 5 is a block diagram of a conventional central processing unit. Fifth
In the figure, 1 is an instruction decoding unit that controls memory, 2 is a bus control unit that controls an external bus, 5 is an execution unit that executes instructions, and 4 is a unit that decodes data and changes it into an executable format. This is an instruction decoding unit.

以上のように構成された中央演算装置について、以下そ
の動作について説明する。
The operation of the central processing unit configured as described above will be explained below.

第2図はメモリーに蓄えられる命令の形態について説明
している。計算機を動かす命令は、命令の内容によって
長さが異なっている。単純な命令は1バイト命令から存
在するが、複雑な命令になると5〜6バイトにもなるも
のがある。第2図においてその一部を説明する。■は1
バイト命令について説明している。1バイト命令は多く
の場合が代表的なレジスターに関する命令である。この
例ではレジスターAXを1増やしている。■は2バイト
命令について説明している。2バイト命令ではレジスタ
ー間命令が多い。例ではレジスターAXとレジスターB
Xを加算している。■は3バイト命令について説明して
いる。3バイト命令より長い命令は基本的な命令にいく
つかのデータが付加される。例では、レジスターBXに
データ8を加算している。■の4バイト命令では、レジ
スターBXにアドレス1000番地の内容を加算してい
る。
FIG. 2 explains the form of instructions stored in memory. Instructions that run a computer have different lengths depending on the content of the instruction. Simple instructions exist from 1-byte instructions, but complex instructions can be as long as 5 to 6 bytes. A part of it will be explained in FIG. ■ is 1
Explains the byte instruction. A 1-byte instruction is a typical register-related instruction in many cases. In this example, register AX is increased by 1. 2 describes a 2-byte instruction. Among 2-byte instructions, there are many instructions between registers. In the example, register AX and register B
Adding X. ■ describes a 3-byte instruction. For instructions longer than 3-byte instructions, some data is added to the basic instruction. In the example, data 8 is added to register BX. In the 4-byte instruction (2), the contents of address 1000 are added to register BX.

実際のデータはいろいろなデータが不規則に並んでいる
ため、各命令長はバラバラである。その例を第3図で示
す。第3図において、1番目の命令の長さは1バイト、
2番目の命令の長さは2バイト、3番目の命令の長さは
1バイト、4番目の命令の長さは3バイトであることを
示している。
In actual data, various data are arranged irregularly, so the length of each instruction is different. An example is shown in FIG. In Figure 3, the length of the first instruction is 1 byte,
The length of the second instruction is 2 bytes, the length of the third instruction is 1 byte, and the length of the fourth instruction is 3 bytes.

中央演算装置は第3図のように並んでいるデータを、順
番に読み込み順次処理していく。基本的な動きを第5図
と第3図において説明する。第3図のように並んでいる
データを第5図の2のバス制御ユニットで中央演算装置
の内部に読み込み、第5図の4の命令デコードユニット
で命令長や実行ユニットで実行できる形式に変換し、第
5図の5の実行ユニットで命令を実行する。メモリ処理
が必要な場合は第5図の1のメモリマネジメントユニッ
トが処理する。(例えば各半導体会社発行のマイクロプ
ロセッサ説明書参照) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、中央演算装置の処
理速度を早めようとしても実行ユニットの処理時間が全
体に大きく影響を与えるという問題点がある。実行ユニ
ット以外の構成要素であるバス制御ユニット、命令デコ
ードユニット、メモリマネジメントユニットはバス幅を
増やしたり、データを多量に先読みすることにより、処
理速度を向上させることができる。
The central processing unit sequentially reads the data lined up as shown in Figure 3 and processes them sequentially. The basic movements will be explained with reference to FIGS. 5 and 3. The data lined up as shown in Figure 3 is read into the central processing unit by the bus control unit 2 in Figure 5, and converted into the instruction length and format that can be executed by the execution unit by the instruction decode unit 4 in Figure 5. Then, the instruction is executed by the execution unit 5 in FIG. If memory processing is required, the memory management unit 1 in FIG. 5 performs the processing. (For example, refer to microprocessor manuals issued by each semiconductor company.) Problems to be Solved by the Invention However, with the above configuration, even if an attempt is made to increase the processing speed of the central processing unit, the processing time of the execution unit will greatly affect the overall processing time. There is a problem in giving. The processing speed of the bus control unit, instruction decode unit, and memory management unit, which are components other than the execution unit, can be improved by increasing the bus width or pre-reading a large amount of data.

本発明は上記問題点に鑑み、複数の実行ユニット要素か
ら構成され同時に複数の命令を処理できる実行ユニット
を採用した中央演算装置を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides a central processing unit that employs an execution unit that is composed of a plurality of execution unit elements and can simultaneously process a plurality of instructions.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の中央演算装置は、
複数の実行ユニット要素から構成され同時に複数の命令
を処理できる実行ユニットを備えたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the central processing unit of the present invention comprises:
It is equipped with an execution unit that is composed of a plurality of execution unit elements and can process a plurality of instructions at the same time.

作用 本発明は上記した構成によって、命令デコードユニ7)
で同時に実行できる命令を複数個作成し、実行ユニット
で同時に複数の命令を実行できるようになった。
Operation The present invention has the above-mentioned configuration, and the instruction decode unit 7)
You can now create multiple instructions that can be executed at the same time, and the execution unit can now execute multiple instructions at the same time.

この構成により、素子の進歩により集積度が向上するに
従い、内部のバス幅を増やしたり、内部のデータを蓄え
るバッファーを増やすことは比較的簡単なため、中央演
算装置の全体の速度を向上させることが容易となる。
With this configuration, as the degree of integration increases due to advances in devices, it is relatively easy to increase the internal bus width and the number of buffers for storing internal data, thereby improving the overall speed of the central processing unit. becomes easier.

実施例 以下本発明の一実施例の中央演算装置について、図面を
参照しながら説明する。
Embodiment Hereinafter, a central processing unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の中央演算装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。第1図に於て、2は外部のバスを制御する
バス制御ユニットと、4はバス制御ユニットから入力さ
れたデータを解釈して複数の実行ユニット要素で実行で
きるように命令の変換を行う命令デコードユニットと、
3は命令デコードユニットによって作成された複数の命
令を内部に備えられた複数の実行ユニット要素で同時に
実行する実行ユニットと、lは実行ユニットとバス制御
ユニットと連絡をとりながらメモリーの制御を行うメモ
リマネジメントユニットである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the central processing unit of the present invention. In Figure 1, 2 is a bus control unit that controls an external bus, and 4 is an instruction that interprets data input from the bus control unit and converts instructions so that they can be executed by multiple execution unit elements. a decoding unit,
3 is an execution unit that simultaneously executes a plurality of instructions created by the instruction decode unit using a plurality of internal execution unit elements, and l is a memory that controls the memory while communicating with the execution unit and the bus control unit. It is a management unit.

以上のように構成された中央演算装置について、以下第
1図、第2図、第3図、及び第4図を用いて説明する。
The central processing unit configured as described above will be explained below with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4.

第3図は蓄えである命令の一例である。第2図で説明し
たように、命令長は命令の内容により長さはまちまちで
ある。よって、第3図のように命令の長さはバラバラで
ある。第3図の命令列を解読して実行するのが中央演算
装置の役目である。
FIG. 3 is an example of an instruction that is a reserve. As explained in FIG. 2, the instruction length varies depending on the contents of the instruction. Therefore, as shown in FIG. 3, the lengths of the instructions vary. The role of the central processing unit is to decode and execute the instruction sequence shown in FIG.

但し実際の命令は詰まって蓄えられている。第4図は、
第3図の命令列が蓄えられている状態を示している。第
4図は、4バイトの中央演算装置について説明している
。表の横の長さは4バイトであり、16個の命令が蓄え
られている。第3図の命令長総数は28バイト長になる
。第4図の中の()内の数字は第3図の命令の順番に対
応している。始めの4バイトには、第3図の(1)、(
2)、(3)が蓄えられており、次の4バイトには(4
)と(5)の1バイト目が蓄えられている。
However, the actual instructions are packed and stored. Figure 4 shows
This shows a state in which the instruction sequence of FIG. 3 is stored. FIG. 4 describes a 4-byte central processing unit. The horizontal length of the table is 4 bytes, and 16 instructions are stored. The total number of instruction lengths in FIG. 3 is 28 bytes. The numbers in parentheses in FIG. 4 correspond to the order of the instructions in FIG. The first 4 bytes contain (1), (
2) and (3) are stored, and the next 4 bytes contain (4
) and the first byte of (5) are stored.

第1図の2のバス制御ユニットは、メモリーからデータ
を読み込む。4バイトの中央演算装置では4バイト毎読
み込むので、第3図の(1)、(2)、(3)の3命令
が同時に読み込まれる。次の読み込みでは次の4バイト
が読み込まれるが、第4図で理解できるように(4)と
(5)の一部が読み込まれる。第1図の4の命令デコー
ドユニットは同時に読み込まれたデータの中身を解読し
て、同時に実行可能かどうかをチエツクする。実行ユニ
ットは同時に実行できる命令が存在すれば、同時に実行
する。第3図の3の実行ユニットでは実行ユニット要素
が4の場合を示しである。命令デコードユニットは命令
を解読して、同時に実行可能な命令かどうかをチエツク
して、その結果を実行ユニットに渡す。  −第1図の
1のメモリマネジメントユニソトは、バス制御ユニット
と実行ユニット間で情報のやり取りを行いメモリーを制
御する。
The bus control unit 2 in FIG. 1 reads data from memory. Since a 4-byte central processing unit reads every 4 bytes, three instructions (1), (2), and (3) in FIG. 3 are read at the same time. In the next read, the next 4 bytes are read, and as can be seen in FIG. 4, parts of (4) and (5) are read. The instruction decode unit 4 in FIG. 1 decodes the contents of data read simultaneously and checks whether they can be executed simultaneously. If there are instructions that can be executed simultaneously, the execution units execute them simultaneously. Execution unit 3 in FIG. 3 shows the case where there are four execution unit elements. The instruction decode unit decodes the instructions, checks whether the instructions can be executed simultaneously, and passes the result to the execution unit. - The memory management unit 1 in FIG. 1 controls the memory by exchanging information between the bus control unit and the execution unit.

半導体素子の集積度が上がれば、バス幅を増したり、中
央演算装置内のデータバッファーの大きさを増やすこと
はたやすい。実行ユニット内の実行ユニット要素を増や
すことにより、全体の効率をスムーズに向上させること
が出来る。
As the degree of integration of semiconductor devices increases, it is easy to increase the bus width and the size of the data buffer within the central processing unit. By increasing the number of execution unit elements within an execution unit, the overall efficiency can be smoothly improved.

発明の効果 以上のように本発明は、入力されたデータを解釈して複
数の実行ユニット要素で実行できるように命令の変換を
行う命令デコードユニ7)と、前記命令デコードユニッ
トによって作成された複数の命令を内部に備えられた複
数の実行ユニット要素で同時に実行する実行ユニットを
設けることにより、半導体の集積度の向上とともに中央
演算装置全体の効率をスムーズに向上させることが可能
な中央演算装置を提供できるものである。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides an instruction decode unit 7) that interprets input data and converts instructions so that they can be executed by a plurality of execution unit elements, and a plurality of execution units created by the instruction decode unit. By providing an execution unit that simultaneously executes instructions using multiple internal execution unit elements, we have developed a central processing unit that can smoothly improve the overall efficiency of the central processing unit as the degree of integration of semiconductors increases. This is something that can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の要部ブロック図、第2図、第3図、第
4図は本発明の詳細な説明する実施例図、第5図は従来
の要部ブロック図である。 1・・・・・・メモリマネジメシトユニット、2・・・
・・・バス制御ユニット、3・・・・・・実行ユニット
、4・・・・・・命令デコードユニット、5・・・・・
・従来の実行ユニット。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第1図 ! へ2図 ■ lバイト命令 ■ 2バイト命令 ■ 3バイト命令 ■ qバイト命令 !  命  ? アドレスI アドレス?(冴1T) 
  svo    sx   (tooo番j色の内芯
)第3図 (1)  口]=コ (2) ロ==ゴ==コ (3) 口==コ (7) 口==コ (8) 口==コ (9) 口==コ (10)  口■] (14)  口==コ (15)  口  2==コ (16)  口工コ
FIG. 1 is a block diagram of the main parts of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are detailed illustrations of embodiments of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of the main parts of the prior art. 1...Memory management unit, 2...
... Bus control unit, 3 ... Execution unit, 4 ... Instruction decode unit, 5 ...
・Traditional execution unit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 1! Figure 2 ■ 1-byte instruction ■ 2-byte instruction ■ 3-byte instruction ■ q-byte instruction! life ? Address I Address? (Sae 1T)
svo sx (inner core of tooo number j color) Fig. 3 (1) Mouth] = Ko (2) Ro = = Go = = Ko (3) Mouth = = Ko (7) Mouth = = Ko (8) Mouth = =ko(9) 口==ko(10) 口■] (14) 口==ko(15) 口 2==ko(16) 口口ko

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 外部のバスを制御するバス制御ユニットと、前記バス制
御ユニットから入力されたデータを解釈して複数の実行
ユニット要素で実行できるように命令の変換を行う命令
デコードユニットと、前記命令デコードユニットによっ
て作成された複数の命令を内部に備えられた複数の実行
ユニット要素で同時に実行する実行ユニットと、前記実
行ユニットと前記バス制御ユニットと連絡をとりながら
メモリーの制御を行うメモリマネジメントユニットとを
具備することを特徴とする中央演算装置。
A bus control unit that controls an external bus; an instruction decode unit that interprets data input from the bus control unit and converts instructions so that they can be executed by multiple execution unit elements; and a memory management unit that controls memory while communicating with the execution unit and the bus control unit. A central processing unit characterized by:
JP30991487A 1987-12-08 1987-12-08 Central processing unit Pending JPH01150935A (en)

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