JPH0192851A - アドレス空間切替装置 - Google Patents

アドレス空間切替装置

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JPH0192851A
JPH0192851A JP62247798A JP24779887A JPH0192851A JP H0192851 A JPH0192851 A JP H0192851A JP 62247798 A JP62247798 A JP 62247798A JP 24779887 A JP24779887 A JP 24779887A JP H0192851 A JPH0192851 A JP H0192851A
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JP
Japan
Prior art keywords
address
register group
operand
register
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP62247798A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroo Miyadera
宮寺 博男
Toru Otsuki
大築 徹
Toshiaki Kawamura
河村 俊明
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to US07/251,841 priority patent/US4959778A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/34Addressing or accessing the instruction operand or the result ; Formation of operand address; Addressing modes
    • G06F9/342Extension of operand address space
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/0223User address space allocation, e.g. contiguous or non contiguous base addressing
    • G06F12/0292User address space allocation, e.g. contiguous or non contiguous base addressing using tables or multilevel address translation means

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、計算機におけるアドレス指定機構に関し、特
に、アドレス空間の拡張のためにアドレス情報を処理す
る装置に関する。
〔従来の技術〕
科学技術計算や一一タベース処理などにおいて処理すべ
きデータの量は、年々増大しつつある。
大量のデータを効率よく処理するには、一般に、計算機
の扱いうるアドレス空間が大きいことが望ましい。しか
しながら、あらゆる処理に関して一律にアドレス空間を
拡張すれば、はとんどの命令の仕様を変更し、また、多
数の新しい命令を用意しなければならず、その結果、ハ
ードウェア量が増大するばかりでなく、既存ソフトウェ
アの改造量も膨大となる。
この問題を解決するために、データのためのアドレス空
間、すなわちオペランドアドレス空間のみを拡張し、命
令のためのアドレス空間、すなわち命令アドレス空間は
従来のままに維持することが提案されており、その−例
は、特公昭6〇−53895号公報に記載されている。
前記のような大量のデータを処理するためのプログラム
にとっても、命令アドレス空間が不足することは稀であ
って、多くの場合、オペランドアドレス空間のみを拡張
することによって、処理効率を著しく改善することがで
きる。したがって、オペランドアドレス空間のみを拡張
することは、現実的なアプローチといってよい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前記の型の従来の計算機においては、計
算機がその構造上−度に扱うことのできる情報単位の長
さ(例えば語長、一般にはレジスタ群のビット数)で規
定されるアドレス空間が拡張の限界であり、それを超え
てオペランドアドレス空間を拡張することはできなかっ
た。
本発明の目的は、オペランドアドレス空間の拡張の限界
を、従来装置におけるよりも大幅に拡げることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、通常のレジスタ群よりも長いアドレス
情報を保持しうる付加的なレジスタ群が設けられ、オペ
ランドアドレスの生成に際しては、この付加的レジスタ
群の内容をアドレスの生成に用いることができるように
構成される。
〔作用〕
この付加的レジスタ群のレジスタ長は、通常のレジスタ
群のレジスタ長の制約を受けずに、所望のオペランドア
ドレス空間を規定するのに充分な大きさに選ぶことがで
きる。拡張されたアドレス空間のためのベースアドレス
、インデクス値などがこの付加的レジスタ群に保持され
、これらの情報は、オペランドアドレスの生成に際して
、必要に応じてアドレス計算に使用され、拡張されたア
ドレス空間に必要な長さのアドレス情報を与える。
〔実施例〕
第1図は1本発明の一実施例であるオペランドアドレス
生成部を、ブロックダイヤグラムの形式で示す。命令解
読部1は、命令を解読して、オペランドアドレスに関す
る情報り、B、Xを、信号線11,12.13上にそれ
ぞれ出力する。Dはペースレジスタの内容が示すベース
アドレスからのディスプレースメントを表わす12ビツ
トの値であり、Bはペースレジスタを指定する4ビツト
の値であり、又はインデクスレジスタを指定する4ビツ
トの値である。オペランドアドレスは、Dの値と、Bに
より指定された汎用レジスタの内容(以後(B)と略記
)と、Xにより指定された汎用レジスタの内容(以後(
X)と略記)の和である。
情報BとXの双方は、レジスタセット2とレジスタセッ
ト3に、レジスタ選択信号として供給される。レジスタ
セット2は、従来の計算機にも設けられている16個の
汎用レジスタからなり、レジスタセット3は、オペラン
ドアドレス空間の拡張のために追加された16個の汎用
レジスタからなる。本実施例では、以前のアドレス空間
を232バイトとし、オペランドアドレス空間のみが2
64バイトに拡張される。したがって、レジスタセット
2中の各レジスタは32ビツトの長さを持ち、レジスタ
セット3中の各レジスタは64ビツトの長さを持つ。
レジスタセット2内でB信号により選択されたレジスタ
の内容と、レジスタセット3内でB信号により選択され
たレジスタの内容は、それぞれ信号線14と16を経て
、セレクタ4に送られ、レジスタセット2内でX信号に
より選択されたレジスタの内容と、レジスタセット3内
でX信号によリ選択されたレジスタの内容は、それぞれ
信号線15と17を経て、セレクタ5に送られる。セレ
クタ4と5は、信号線20上の信号の値に従って。
レジスタセット2の出力14と15、又はレジスタセッ
ト3の出力16と17を選択する。アドレス加算器6は
、信号、all上のDと、信号線18上のセレクタ4の
出力、すなわち(B)と、信号線19上のセレクタ5の
出力、すなわち(X)を加算して、オペランドアドレス
を信号線24上に出力する。
命令解読部1は、また、命令がオペランドの書込み又は
読出しのためにメモリへのアクセスを指示している時に
、その旨を示す信号を信号線25上に発生し、更に、命
令がレジスタの操作を指示する命令である場合、操作さ
れるべきレジスタがレジスタセット2と3のどちらに属
しているかを示す信号を、信号線23上に発生する。信
号線25上の信号は、オペランドアクセス制御部7に送
られ、オペランドアクセス制御部7は、オペランドのメ
モリアドレスを生成する期間に、値u 1 tyの信号
を信号線21上に発生する。この信号は、セレクタ9の
選択動作を制御する。
セレクタ9の一方の入力は、信号線23上の信号であり
、この信号は、命令がレジスタセット3内のレジスタの
操作を指示している時に値“1”を取り、それ以外の時
は値“0”を取る。セレクタ9の他方の入力は、モード
制御部8からの信号゛線22上の信号であり、この信号
は、プログラムステータスがオペランドアドレス空間の
拡張を行なうモードを示す時に、値″1”を取る。セレ
クタ9は、信号線21上の信号がII l 71の時、
すなわちオペランドのメモリアドレスが生成される期間
では、モード制御部8からのモード信号を選択し、それ
以外の時には、信号、41%23上のレジスタセット指
定信号を選択して、選択された信号を信号線20を通っ
てセレクタ4と5に供給する。セレクタ4及−び5は、
信号線2o上の信号が“1”の時にレジスタセット3の
出力を選択し、そうでなければレジスタセット2の出力
を選択する。
第2図は、命令解読部1の構成を示す。命令レジスタ3
1は、目下実行中の命令を保持するレジスタである。命
令のビット0〜7は演算を指定する。Pフィールドであ
り、ビット、8〜11は第1オペランドを保持する汎用
レジスタを指定するRz フィールドである。ビット1
2〜31は第2オペランドのアドレス情報であって、そ
の内で、ビット12〜15はインデクスレジスタとして
用いられる汎用レジスタを指定するX2フイールドであ
り、ビット16〜19はペースレジスタとして使用され
る汎用レジスタを指定するB2フィールドであり、ビッ
ト20〜31はディスプレースメント値を示すB2フィ
ールドである。
B2フィールドの内容は信号線11に送出され、B2フ
ィールドの内容は信号線12に送出される。
信号線13には、セレクタ32を介して、第1オペラン
ドにアクセスする期間中はR1フィールドの内容が送出
され、第2オペランドのアドレスを生成する期間中はX
2フイールドの内容が送出される。OPフィールドの内
容は、デコーダ33により解読されて、種々の制御信号
を生成する。ただし、第2図には、第1図の装置の説明
に必要な信号線23と25への接続のみが示されている
第3図は、第1図におけるモード制御部8の構成を示す
。PSW41は、プログラムめステータス情報(プログ
ラムステータスワード)を保持する64ビツトのレジス
タであり、その第2ビツトがオペランドアドレス空間拡
張モードの指示に割当てられ、その値が信萼線22に送
出される。
PSW41は、更に、割込みマスク、命令アドレスその
他を含むが、それらは本発明に直接の関係がないので、
説明を省略する。PSW41の内容は、PiW操作命令
により変更される。したがって、オペランドのアドレス
空間を拡張するか否かは、プログラムにより自由に指定
することができる。
次に、第1図の装置におけるオペランドアドレス生成過
程を説明する。命令解読部1は、命令を受取ると、アド
レス情報り、B、Xを信号線11゜12、’13にそれ
ぞれ出力し、かつ、OPフィールドの内容に応じて、信
号線23及び25上に、値It 171又はt(OII
の信号を送出する。レジスタセット2と3は、信号線1
2と13上のB信号とX信号によりそれぞれ指定された
レジスタの内容を、信号線14.15と信号線16.1
7にそれぞれ送出する。
オペランドのメモリアドレスが生成される期間中、値“
1″の信号が、オペランドアクセス制御部7から信号I
s!21を経てセレクタ9に供給され、セレクタ9は、
この“1”信号に応答して、信号線22上のモード制御
部8からのモード信号を選択し、信号線2oを経てセレ
クタ4と5に印加する。オペランドアドレス空間が拡張
されるべきモードにおいては、この信号は1′1”であ
り、したがって、セレクタ4と5は、レジスタセット3
の出力16と17を選択して、アドレス加算器6に供給
する。しかし、他のモードにおいては、この信号は′0
″であり、したがって、セレクタ4と5は、レジスタセ
ット2の出力14と15を選択する。
オペランドのメモリアドレスが生成される期間以外は、
信号線21上の信号はit O11である。このit 
OII 4r!号に応答して、セレクタ9は、信号線2
3上の信号を信号線2oに送出する。この信号は1通常
は10”であり、これに応答して、セレクタ4と5は、
レジスタセット2の出力14と15を選択する。したが
って、命令アドレスが計算される時には、レジスタセッ
ト2の出力が使用される。
レジスタセット2内のレジスタは、アドレスの生成に用
いられる以外にも種々の用途があり、そのため、それら
自体の直接の参照が種々の命令に従って行なねれ、この
時も、信号線23上の信号は“0″である。レジスタセ
ット3内のレジスタについても1例えば、データのセッ
トや読出しのために、それら自体の直接の参照が、いく
つかの新設命令に従って行なわれる。レジスタセット3
内のレジスタ自体を直接参照するためのこれら新設命令
が解読されると、(a傍線23上の信号は“1”になる
。セレクタ9により選択されたこの“1”信号は、セレ
クタ4と5を制御して、レジスタセット3の出力を選択
する0選択されたレジスタセット2又は3からの出力は
、信号線26を経て、適当な回路に送られる。レジスタ
セット2及び3へのデータ書込み機構は1本発明とは直
接の関係がないので1図には示されていない。しかし、
各レジスタセットのデータ入力回路及び/又は書込回路
を信号線23上の信号を用いて選択的に作動させ、それ
により指定されたレジスタセットへの書込みを達成する
ことは、当業者にとって自明であろう。
〔発明の効果〕
本発明によれば、オペランドアドレス空間のみを、正規
のレジスタ群のレジスタ長で規定される限界を大幅に超
えて拡張することができる。既存ソフトウニの改造量や
新設命令数が少ないという、オペランドアドレス空間の
みを拡張するアプローチの利点は、実質的に維持される
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるオペランドアドレス生
成部のブロックダイヤグラム、第2図は第1図における
命令解読部のブロックダイヤグラム、第3図は第1図に
おけるモード制御部のブロックダイヤグラムである。 1・・・命令解読部、2・・・レジスタセット、3・・
・長いレジスタセット、4,5.9・・・セレクタ、6
・・・アドレス加算器、7・・・オペランドアドレス生
成期間を示す信号を発生するオペランドアクセス制御部
、8・・・アドレス空間拡張モードを指示するモード制
御部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アドレス計算手段と、アドレス情報を保持しうる第
    1レジスタ群と、前記第1レジスタ群よりも長いアドレ
    ス情報を保持しうる第2レジスタ群と、第1制御信号に
    より制御されてその信号の第1の状態又は第2の状態に
    それぞれ応じて前記第1レジスタ群又は第2レジスタ群
    の出力を選択して前記アドレス計算手段に供給する選択
    手段と、オペランドアドレス生成期を示す第2制御信号
    を発生する手段と、前記第2制御信号を受けてオペラン
    ドアドレス生成期に前記第2の状態を取ることができ他
    のアドレス生成期には前記第1の状態を取る前記第1制
    御信号を発生する手段とを備えたアドレス空間切替装置
    。 2、特許請求の範囲1において、更に、オペランドアド
    レス空間が拡張されるべきか否かのモードを示す第3制
    御信号を発生する手段を備え、前記第1制御信号発生手
    段は、前記第3制御信号を受けてその信号を示すモード
    に従つてオペランドアドレス生成期における前記第1制
    御信号の状態を決定する手段を有するアドレス空間切替
    装置。 3、特許請求の範囲1又は2において、前記第1レジス
    タ群と第2レジスタ群はベースアドレスを保持しうるア
    ドレス空間切替装置。 4、特許請求の範囲3において、前記第1レジスタ群と
    第2レジスタ群は更にインデクス値を保持しうるアドレ
    ス空間切替装置。
JP62247798A 1987-10-02 1987-10-02 アドレス空間切替装置 Pending JPH0192851A (ja)

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JP62247798A JPH0192851A (ja) 1987-10-02 1987-10-02 アドレス空間切替装置
US07/251,841 US4959778A (en) 1987-10-02 1988-09-30 Address space switching apparatus

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US4959778A (en) 1990-09-25

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