JPH01156851A - 情報処理装置 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、パイプラインを有し、マイクロプログラムに
より演算を制御し、プログラム状態語を保持するレジス
タを演算実行部の下段のパイプ上に有する情報処理装置
に関する。

〔従来の技術〕

第４図はこの種の情報処理装置の従来例の要部のブロッ
ク図である。

命令制御部２０は、命令フェッチにより取り出されたオ
ペレーションコードを保持する８４ビツトのオペレーシ
ョンコードレジスタ１と、オペレーションコードをデコ
ードするデコーダ２と、デコーダ２の出力により命令の
オペランドが格納されている主記憶装置内のアドレスを
生成するアドレス生成回路３と、該アドレスにより主記
憶装置からオペランドを取り出すオペランド取り出し回
路４からなる。マイクロプログラム制御部１５は、１ワ
ード１６バイトで構成され６５５３６ワードの容量と、
１６ビツトのマイクロ論理アドレスを持つマイクロプロ
グラムの一部が格納されている４０９６ワードの容量を
有する制御メモリ９と、デコーダ２ｂ１ら供給された制
御メモリ９のアドレスを保持し、また引続いて実行され
るマイクロプログラムの制御メモリ９内のアドレスが制
御メモリ９より供給されて保持する１６ビツトの制御ア
ドレスレジスタ１０と、制御メモリ９から読出されたマ
イクロプログラムを保持する６４ビツトのマイクロプロ
グラムレジスタ＋１からなる。プログラム状態語レジス
タ８は実行記憶保護キーを含む現在実行中のプログラム
に関連したシステム状態を保持し、表示するレジスタで
、６４ビツトで構成され、ビット１３〜１５の３ビツト
に実行プログラムの参照情報の読出し・格納・実行に関
する許可禁止を表わす実効記憶保護キーの情報を保持し
ている。演算実行部１６は、プログラム状態語レジスタ
８に保持されているプログラム状態語と、オペランド取
り出し回路４から取り出されたオペランドを保持する６
４ビツトの複数の演算レジスタ５と、マイクロプログラ
ムレジスタ１１に保持されているマイクロプログラムの
制御で演算レジスタ５に保持されているデータを入力し
て演算（論理・算術・比較演算）を行なう６４ビツト入
力、６４ビツト出力の演算回路６と、その演算結果を保
持し、プログラム状態語レジスタＢに書込む６４ビツト
の書込みレジスタ７からなる。なお、演算回路６は３２
ビツトずつ別々の演算実行が可能である。

第５図は第４図の情報処理装置において命令を取り出し
たことにより更新されたプログラム状態語を読出し、変
更した後新たなプログラム状態語として更新するという
命令を実行するマイクロプログラムのフローチャート、
第６図は第４図の情報処理装置の各パイプライン上で実
行されるマイクロプログラムの各ステップのタイムチャ
ートである。

まず、時間Ｔｏにマイクロプログラムレジスタ１１にプ
ログラム状態語更新指示のマイクロプログラムが保持さ
れ、指示が行なわれる（ステップ５１）。時間Ｔ１およ
び時間Ｔ２に、プログラム状態語レジスタ８へのプログ
ラム状態語更新待ちをする指示のマイクロプログラムが
マイクロプログラムレジスタ１１に保持され指示が行な
われる（ステップ５２．５３）。時間Ｔ３に、演算レジ
スタ５にプログラム状態語レジスタ８に保持された更新
されたプログラム状態語およびオペランド取り出し回路
４からオペランドデータを取込む指示のマイクロプログ
ラムがマイクロプログラムレジスタ１１に保持され、指
示が行なわれる（ステップ５４）。

これにより、演算レジスタ５でステップ５４の指示に対
する実行が行なわれ、時間Ｔ４で演算レジスタ５に更新
されたプログラム状態語とオペランドデータが保持され
る。また、時間Ｔ４に、マイクロプログラムレジスタ１
１には、演算回路６に対する演算レジスタ５の保持する
更新されたプログラム状態語とオペランドデータを入力
して、算術加算と論理積演算指示都よびその演算結果の
書込みレジスタ７への保持指示のマイクロプログラムが
マイクロプログラムレジスタ１１に保持され、指示が行
なわれる（ステップ５５）。これにより、演算回路６で
ステップ５５の演算が実行され、時間Ｔ５にステップ５
５の演算結果が書込みレジスタ７に保持される。同じく
時間Ｔ５に、プログラム状態語レジスタ８に新たなプロ
グラム状態語として書込みレジスタ７の出力を取り込む
指示のマイクロプログラムがマイクロプログラムレジス
タ１１に保持されて指示が行なわれる（ステップ５６）
。これにより、時間Ｔ６にこの書込みレジスタ７の出力
がプログラム状態語レジスタ８に新たなプログラム状態
語として保持される。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の情報処理装置は、命令制御部が取り出し
た命令に対応するマイクロプログラムがマイクロプログ
ラム制御部で実行されることにより、命令の取り出しを
行なったことで更新されるべきプログラム状態語に変更
するように演算実行部は指示され、プログラム状態語レ
ジスタは演算実行部の演算結果を新たなプログラム状態
語として保持するように制御されていたので、自命令を
取り出したことにより更新されたプログラム状態語を取
り出して変更した後新たなプログラム状態語として更新
する命令を実行するのには、第５図に示すようにマイク
ロプログラムはまず自命令を取り出したことにより更新
された実効記憶保護キーを得るためにプログラム状態語
更新指示を行ない、命令を取り出したことにより更新さ
れたプログラム状態語が演算実行部より下段のパイプ上
に存在するプログラム状態語を保持するプログラム状態
語レジスタに確定するまで待合せてからプログラム状態
語を取り出し、変更した後新たなプログラム状態語とし
て更新するという制御を第６図に示すようなタイミング
で行なうこととなり、命令実行性能が低下しマイクロプ
ログラムの容量が増加するという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の情報処理装置は、命令制御部が命令をフェッチ
することにより主記憶装置から取出された実効記憶保護
キーを保持する実効保護保護キーレジスタと、フェッチ
された命令に対応するマイクロプログラムの制御により
、実効記憶保護キーレジスタに保持されている実効記憶
保護キーか、または現在プログラム状態語レジスタが保
持しているプログラム状態語に含まれている実効記憶保
護キーを選択して演算実行部へ出力する選択器と、プロ
グラム状態語レジスタが保持しているプログラム状態語
から実効記憶保護キーを除く他の部分を演算実行部へ出
力する手段を有する。

（作　用） 命令制御部が命令を取出したことにより、それに対応し
て更新された実効記憶保護キーを選択器により演算レジ
スタへ出力し、同時に実効記憶保護キーを除いたプログ
ラム状態語が演算レジスタにプログラム状態語レジスタ
から出力されて更新された実効記憶保護キーを含むプロ
グラム状態語が演算レジスタに保持されることにより、
プログラム状態語更新指示のステップと、該指示によっ
て更新された実効記憶保護キーを含むプログラム状態語
がプログラム状態語レジスタに保持されるのを待つステ
ップが不要となる。

〔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
。

第１図は本発明の情報処理装置の一実施例の要部のブロ
ック図、第２図は第１図の情報処理装置において命令を
取り出したことにより更新されたプログラム状態語を読
出し、変更した後新たなプログラム状態語として更新す
るという命令を実行するマイクロブ、ログラムのフロー
チャート、第３図は第１図の情報処理装置の各パイプラ
イン上で実行されるマイクロプログラムの各ステップの
タイムチャートである。

本実施例は、第４図の従来例において、命令フェッチに
より取り出された実効記憶保護キーを保持する３ビツト
の実効記憶保護キーレジスタ１２□、　＋２７．１２３
をそれぞれ命令制御部１４のオペレーションコードレジ
スタ１があるバイブ上、アドレス生成回路３があるバイ
ブ上、オペランド取り出し回路４があるバイブ上に有し
、また、実効記憶保護キーレジスタ１２３に保持されて
いる実効記憶保護キーを使用するか、またはプログラム
状態語レジスタ８に保持されている実効記憶保護キーを
使用するかをマイクロプログラムレジスタＩＩに保持さ
れるマイクロプログラムの指定により選択して演算レジ
スタ５に供給する選択器１３を有している。

なお、プログラム状態語レジスタ８に保持されているプ
ログラム状態語のうち実効記憶保護キーを除く部分は演
算レジスタ５へ直接出力される。

次に、本実施例の動作を具体例について説明する。

いま、プログラム状態語レジスタ８は”ｌＦＦ８１００
００１０１２０００”（”０は１６進数を表わす）とい
うプログラム状態語を保持し、オペレーションコードレ
ジスタ１には、命令を読出したことにより更新されたプ
ログラム状態語を読出し、変更し、新たなプログラム状
態語として更新する命令である”ＡＦＯ５ＣＯＯＯ”が
保持されており、オペレーションコードレジスタ１が存
在するバイブ上にある実効記憶保護レジスタ１２．には
命令”ＡＦＯ５ＣＯＯＯ”を取り出したことにより得ら
れた実効記憶保護キー”０旧”（２）（”（２）は２進
数を表わす）が保持されているものとする。

オペレーションコードレジスタ１に保持されている命令
”ＡＦ０５１１：０００”がデコーダ２によりデコード
され、アドレス生成回路３にアドレス生成に必要なオペ
レーションコードのビット１６〜３１の”Ｃ０００”の
情報が供給される。このとき、アドレス生成回路３のあ
るバイブ上にある実効記憶保護キー１２□に実効記憶保
護キー”００１”、２．が供給される。アドレス生成回
路３にはデコーダ２より供給された、アドレス生成に必
要なオペレーションコードのビット１６〜３１の１６進
のＣ０００″の情報により実アドレスを生成して”０１
０１３０００”を得る。

また、制御メモリアドレスレジスタｌＯにはデコーダ２
より命令”ＡＦＯ５ＣＯＯＯ”に対応するマイクロプロ
グラムの先頭ステップであるマイクロ論理アドレス”０
６０４”が供給され保持される。

オペランド取り出し回路４はアドレス生成回路３が生成
した実アドレス″０１０１３０００”を用いて主記憶装
置にアクセスし実アドレス”０１０１３０００”に格納
されているオペランドデータ”ＦＦＦＦ８０００”の４
バイトを取り出し、演算レジスタ５に供給する。このと
きオペランド取り出し回路４の存在するバイブ上に存在
する実効記憶保護キーレジスタ１２３に実効記憶保護キ
ー”００１”（２）が供給される。また、制御メモリ９
は制御メモリアドレスレジスタ１０の保持するマイクロ
論理アドレス”０６０４”に格納されているマイクロプ
ログラムの内容をマイクロプログラムレジスタ１１に出
力する。このマイクロプログラムはマイクロプログラム
レジスタ１１に保持されることにより実行され、第３図
に示す時間Ｔ０に、選択器１３に実効記憶保護キーレジ
スタ１２３の選択を指示し、更新された実効記憶保護キ
ーを含むプログラム状態語の演算レジスタ５への取込み
を指示する（ステップ２１）。これにより、選択器１３
は実効記憶保護キーレジスタ１２３を選択して実効記憶
保護キー”００１”（２，を演算レジスタ５へ供給し、
一方、プログラム状態語″１ＦＦ８１００００１０１２
０００１から実効記憶保護キーを除いたものが演算レジ
スタ５に入力される。また、制御メモリアドレスレジス
タＩＯは第２のマイクロプログラムのマイクロ論理アド
レス“０６２０”が制御メモリ９から供給され、これを
保持する。次の時間Ｔ１で演算レジスタ５には更新され
た実効記憶保護キーを含むプログラム状態語″ＩＰＦ９
１００１）０１０１２０００’″とオペランド″ＦＦＦ
Ｆ８００Ｑ”が保持され、マイクロプログラムレジスタ
１１には制御メモリ９のアドレス”０６２Ｇ”に格納さ
れているマイクロプログラムの内容が保持され、演算回
路６に、演算レジスタ５が保持する更新されたプログラ
ム状態語とオペランドデータを人力して算術計算と論理
積演算を実施する指示および書込みレジスタ７にその演
算結果を保持する指示が行なわれる（ステップ２２）。

これにより、プログラム状態語”ｌＦＦ９１００００１
０１２０００”の内”０１０１２０００”に対しては命
令”ＡＦＯ５ＣＯＯＯ＠の命令長″４″を加算する算術
加算演算が行なわれ、”ｌＦＦ９１０００”に対しては
命令”ＡＦ０５ＣＯＯＯ”のオペランドデータ”ＦＦＦ
Ｆ８０００’″と論理積が行なわれ、書込みレジスタ７
に演算結果が供給される。制御メモリアドレスレジスタ
ＩＯはマイクロプログラムのマイク旧論理アドレス”０
６２Ｉ“が制御メモリ９より供給され保持する。次の時
間Ｔ２で書込みレジスタ７には演算回路６より供給され
た新たなプログラム状態語となるべき演算結果”１ＦＦ
９０００００１０１２００４”が保持され、マイクロプ
ログラムレジスタ１１には制御メモリ９のアドレス”０
６２１”に格納されているマイクロプログラムの内容が
保持され、書込みレジスタ７の出力をプログラム状態語
レジスタ８に取り込む指示が行なわれる（ステップ２３
）。これにより、新しいプログラム状態語”ｌＦＦ９０
００００１０１２００４”が書込みレジスタ７からプロ
グラム状態語レジスタ８に供給される。次の時間Ｔ３で
プログラム状態語レジスタ８は新しいプログラム状態語
″’１ＦＦ９０００００１２００４”を保持する。

〔発明の効果） 以上説明したように本発明は、命令制御部が命令を取出
したことにより、それに対応して更新された実効記憶保
護キーを選択器により演算レジスタへ供給し、同じ時間
にプログラム状態語レジスタから供給された実効記憶保
護キーが除かれたプログラム状態語と演算レジスタに保
持させることにより、プログラム状態語更新指示のステ
ップと、命令取出しにより更新された実効記憶保護キー
を含むプログラム状態語がプログラム状態語レジスタに
保持されるのを待つステップが不要となり、命令取り出
しによるプログラム状態語更新処理の速度を速め、かつ
マイクロプログラムの容量を削減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報処理装置の一実施例の要部のブロ
ック図、第２図は第１図の情報処理装置において命令を
取り出したことにより更新されたプログラム状態語を読
出し変更した後、新たなプログラム状態語として更新す
るという命令を実行するマイクロプログラムのフローチ
ャート、第３図は第１図の情報処理装置の各バイブライ
ン上で実行されるマイクロプログラムの各ステップのタ
イムチャート、第４図は情報処理装置の従来例の要部の
ブロック図、第５図は第４図の情報処理装置において命
令を取り出したことにより更新されたプログラム状態語
を読出し、変更した後新たなプログラム状態語として更
新するという命令を実行するマイクロプログラムのフロ
ーチャート、第６図は第４図の情報処理装置の各パイプ
ライン上で実行されるマイクロプログラムの各ステップ
のタイムチャートである。 １−−−−−−オペレーションコードレジスタ、２−−
−−−デコーダ、 ３−−−−−−アドレス生成回路、 ４−−−−−−オペランド取り出し回路、５−−−−−
−演算レジスタ、　　６・・・・・・演算回路、７−−
−−−−書込みレジスタ、 ８−−−−−−プログラム状態語レジスタ、９−−−−
−−制御メモリ、　　　 １０−−−−−−制御メモリアドレスレジスタ、１１−
−−−−−マイクロプログラムレジスタ、１２１　”　
１２３　・−−−−−実効記憶保護キーレジスタ、１３
−−−−−−選択器、　　　　１４−−−−−−命令制
御部、＋　５−−−−−−マイクロプログラム制御部、
］　６−−−−−演算実行部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パイプラインを有し、命令フェッチによるオペレーショ
   ンコードおよび実効記憶保護キーの取り出し、オペレー
   ションコードのデコード、アドレス生成、オペランド取
   り出しを行なう命令制御部と、命令制御部より供給され
   た命令の演算を行なう演算実行部と、命令制御部の指示
   により所定のマイクロプログラムを実行することにより
   演算実行部を制御して、オペレーションコードを取り出
   したことにより更新されたプログラム状態語の新たなプ
   ログラム状態語への更新の指示を行なうマイクロプログ
   ラム制御部と、演算実行部の下段のパイプ上にあり、実
   効記憶保護キーを含む現在実行中のプログラムに関連し
   たシステム状況を保持し表示するプログラム状態語を保
   持するプログラム状態語レジスタを有する情報処理装置
   において、 命令制御部が命令をフェッチすることにより主記憶装置
   から取出された実効記憶保護キーを保持する実効保護保
   護キーレジスタと、 フェッチされた命令に対応するマイクロプログラムの制
   御により、実効記憶保護キーレジスタに保持されている
   実効記憶保護キーか、またはプログラム状態語レジスタ
   が保持しているプログラム状態語に含まれている実効記
   憶保護キーを選択して演算実行部へ出力する選択器と、 プログラム状態語レジスタが保持しているプログラム状
   態語から実行記憶保護キーを除く他の部分を演算実行部
   へ出力する手段を有することを特徴とする情報処理装置
   。