JPH03196220A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、情報処理装置に関し、特にパイプライン処理
を行う情報処理装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来、情報処理装置においては、処理の高効率化を図る
ためにパイプライン処理が行われている（例えば、特開
平１．−１５４２２０号公報参照）。

パイプライン処理は、一つの命令の処理過程を複数に分
割し、例えば第２図のように、命令の読出しくフェッチ
）、解読（デコード）、オペランドの計算、オペランド
の読出し、演算実行、結果の格納の各ステージに分割し
て、複数の命令の各ステージを同時に実行するものであ
る。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、パイプライン処理においては、ある命令がその
命令の前の命令の演算結果によってその命令の実行内容
が変化する場合、前の命令の実行が終了するまで次の命
令の実行はされない。例えば、前の命令の演算結果によ
ってプログラムカウンタの分岐先が変わるような条件分
岐命令では、前の命令の演算結果が判明するまで条件分
岐命令を実行することはできない。このような場合には
、パイプラインに空きが生じて実行効率が低下してしま
う。

デジタル信号処理プロセッサのような数値計算等の定常
的な処理を連続して行うものには、パイプライン処理が
多く用いられているが、やはり、上述のような命令の処
理過程におけるパイプラインの空きが発生していた。

そこで、定常的な処理はデジタル信号処理プロセッサで
行い、パイプラインに空きを発生させるような命令の処
理を別なマイクロプロセッサで行うことが考えられてい
る。

しかしながら、それでは演算のハードウェア資源の有効
活用ができず、余分なプロセッサを必要とするので、装
置の小型化を阻害し、コストアップを招いてしまう。

本発明は、斯様な点に鑑みて為されたもので、パイプラ
インの空きが発生するのを抑えて、効率的にバイブライ
ン処理が行える情報処理装置を提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、実行する命令を指示する第１のプログラムカ
ウンタと、実行する命令を指示する第２のプログラムカ
ウンタと、第１のプログラムカウンタで指示される命令
の実行によってパイプラインに空きサイクルが生じるか
否かを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に応
じて第１のプログラムカウンタで指示される命令と第２
のプログラムカウンタで指示される命令とを選択出力す
る選択手段と、該選択手段で選択された命令を実行する
パイプライン型の演算手段とを備える情報処理装置であ
る。

（ホ）作用 第１のプログラムカウンタで指示される命令を演算手段
でパイプライン処理しているときに、第１のプログラム
カウンタで指示される命令の実行によりパイプラインに
空きサイクルが生じることが検出手段で検出されると、
選択手段は第２のプログラムカウンタで指示される命令
を選択出力して、第１のプログラムカウンタで指示され
る命令の実行により発生したパイプラインの空きサイク
ルの部分で、第２のプログラムカウンタで指示される命
令を演算手段で実行させることにより、演算手段におけ
る命令実行の空きサイクルがなくなって稼働効率が高ま
る。

（へ）実施例 第１図は、本発明情報処理装置に係る一実施例のデジタ
ル信号処理装置の概略構成図である。

（１）は数値計算等の定常的な信号処理演算を行うプロ
セスのための第１のプログラムカウンタ、（２）は該第
１のプログラムカウンタ（１）にて指示される命令を記
憶している第１のプログラムメモリ、 （３）は分岐命令のように演算を伴わない命令や前の命
令の演算結果を必要とするような命令を多く含んだプロ
セスのための第２のプログラムカウンタ、（４）は該第
２のプログラムカウンタ（３）にて指示される命令を記
憶している第２のプログラムメモリである。

また、第１のプログラムカウンタ（１）には、第１のプ
ログラムカウンタ（１）が示すアドレスによって第１の
プログラムメモリ（２）から読出される命令コードが演
算実行を伴わない場合等、その命令コードの実行によっ
てパイプラインに空きが生じるか否かを検出する検出手
段である検出回路（５）が設けられている。

（６）は第１のプログラムカウンタ（１）に指示され第
１のプログラムメモリ（２）から出力された命令コード
と、第２のプログラムカウンタ（３）に指示され第２の
プログラムメモリ（４）から出力された命令コードとを
、検出回路（５）に検出結果に応じてどちらか一方を選
択出力する選択手段としてのセレクタで、このセレクタ
（６）は、通常、第１のプログラムメモリ（２）から出
力された命令コードを選択出力しており、検出回路（５
）でパイプラインに空きが生じることの検出がされたと
きにのみ第２のプログラムメモリ（４）から出力された
命令コードを選択出力する。

（７）は、セレクタ（６）から選択出力された命令コー
ドをパイプライン処理により演算を行う演算手段として
の演算回路である。

さて、上述の通り、セレクタ（６）では、第１のプログ
ラムメモリ　（２）から出力される命令コードが選択さ
れており、第１のプログラムメモリ（２）から第１のプ
ログラムカウンタ（１）の指示するアドレスによって命
令コードが読出され、セレクタ（６）でその命令コード
が選択出力されて演算回路（７）に入力される。そして
、演算回路（７）では入力された命令コードの演算をパ
イプライン処理により行う。

第１のプログラムカウンタ（１）には、第１のプログラ
ムメモリ（２）がら出力された命令コードと、演算回路
（７）からその命令コードの演算結果のステータス情報
が入力され、第１のプログラムカウンタ（１）において
次の実行アドレスが決定される。

検出回路（５）が第１のプログラムカウンタ（１）から
出力されたアドレスによって指示される命令コードが、
分岐命令等の演算回路（７）において演算を伴わないも
のであること、即ち、パイプラインに空きが発生するこ
とを検出すると、検出回路（５）は検出信号をセレクタ
（６）及び第２のプログラムカウンタ（３）に出力する
。

第２のプログラムカウンタ（３）は、検出回路（５）か
ら検出信号が入力されると、アドレスを第２のプログラ
ムメモリ（４）に送出し、第２のプログラムメモリ（４
）はそのアドレスに従って命令コードを出力する。

セレクタ（６）では、検出回路（５）から検出信号が入
力されているので、第２のプログラムメモリ（４）から
入力された命令コードを選択し、演算回路（７）に出力
する。

そして、第２のプログラムカウンタ（３）には、第２の
プログラムメモリ（４）がら出力された命令コードと、
演算回路（７）からその命令コードの演算結果のステー
タス情報が入力され、第２のプログラムカウンタ（３）
において次の実行アドレスが決定される。

次のサイクルでは、再び第１のプログラムカウンタ（１
）から出力されたアドレスによって指示される命令コー
ドが、パイプラインに空きを発生させるかを否かの検出
が検出回路（５）で検出される。検出回路（５）から検
出信号が出力されなければ、セレクタ（６）で第１のプ
ログラムメモリ（２）からの命令コードが演算回路（７
）に選択出力され、検出信号が出力されればセレクタ（
６）で第２のプログラムメモリ（４）からの命令コード
が演算回路（７）に選択出力される。

而して、演算回路（７）では第１のプログラムメモリ（
２）からのパイプライン処理に空きを生じさせる命令コ
ードが演算回路（７）に入力された後に、次の命令コー
ドとして第２のプログラムメモリ（４）からの命令コー
ドが入力されるので、第１のプログラムカウンタ（１）
にて進行される第１のプログラムメモリ（２）のプロセ
スの実行中に生じるパイプラインの空き部分で、第２の
プログラムカウンタ（３）で進行される第２のプログラ
ムメモリ（４）のプロセスが実行される。

例えば、第２図において、パイプラインに空きを生じさ
せる命令２が第１のプログラムメモリ（２）から出力さ
れた時点で、検出回路（５）は検出信号を出力し演算回
路（７）には第２のプログラムメモリ（４）からの命令
３が入力される。

そして、第１のプログラムカウンタ（１）で指示される
命令４がパイプラインに空きを生じさせないものである
ならば、演算回路（７）に命令４が入力され、パイプラ
イン処理される。

第１のプログラムカウンタ（１）で実行させるプロセス
は数値計算等の定常的な信号処理演算を中心とし、第２
のプログラムカウンタ（３）で実行させるプロセスは分
岐命令のように演算を伴わない命令や前の命令の演算結
果を必要とするような命令を多く含んだものにすれば、
定常的な信号処理演算を行いながら、パイプラインが空
いたときに、パイプラインに空きを発生させることの多
い処理が行え、演算機構を効率的に稼働させることがで
きる。

また、図示しないが、第２のプログラムカウンタ（３）
にも、第２のプログラムカウンタ（３）が示すアドレス
によって第２のプログラムメモリ（４）から読出される
命令コードの実行によってパイプラインに空きが生じる
か否かを検出する第２の検出手段を設け、セレクタ（６
）において、検出回路（５）及び第２の検出手段でパイ
プラインに空きが生じることの検出がされる度に選択出
力する命令を、第１のプログラムメモリ（２）かる出力
されるものと第２のプログラムメモリ（４）から出力さ
れるものと切換えるようにしてもよい。即ち、検出回路
（５）で検出されたらセレクタ（６）からは、第２の検
出手段で検出がされるまで、第２のプログラムメモリ（
４）からの命令を選択出力するようにし、第２の検出手
段で検出がされたら第１のプログラムメモリ（２）から
の命令を選択出力するようにしてもよい。

（ト）発明の効果 本発明は、以上の説明から明らかな如く、二つのプログ
ラムカウンタを備え、一方のプログラムカウンタに従う
命令を実行中にパイプラインに空きが生じる場合には、
空きの部分で他方のプログラムカウンタに従う命令を実
行するようにしているので、演算回路に空き状態を作る
ことが抑えられ、その稼働率を向上することができる。

即ち、演算のハードウェア資源の有効活用が可能になり
、デジタル信号処理プロセッサ等において、別のマイク
ロプロセッサを用いることなく効率的なパイプライン処
理ができ、装置の小型化やコストダウンにも寄与できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のデジタル信号処理装置の概略
構成図で、第２図はパイプライン処理の説明図である。 （１）・・・第１のプログラムカウンタ、（２）・−・
第１のプログラムメモリ、（３）・・・第２のプログラ
ムカウンタ、（４）・・・第２のプログラムメモＪ、（
５）・・・検出回路（検出手段）、（６）・・・セレク
タ（選択手段）、（７）・・・演算回路（演算手段）。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）実行する命令を指示する第１のプログラムカウン
   タと、実行する命令を指示する第２のプログラムカウン
   タと、第１のプログラムカウンタで指示される命令の実
   行によってパイプラインに空きサイクルが生じるか否か
   を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に応じて
   第１のプログラムカウンタで指示される命令と第２のプ
   ログラムカウンタで指示される命令とを選択出力する選
   択手段と、該選択手段で選択された命令を実行するパイ
   プライン型の演算手段とを備えることを特徴とする情報
   処理装置。
2. （２）第２のプログラムカウンタで指示される命令の実
   行によってパイプラインに空きサイクルが生じるか否か
   を検出する第２の検出手段を備え、前記選択手段は、前
   記検出手段がパイプラインに空きサイクルが生じること
   を検出すると第２のプログラムカウンタで指示される命
   令を選択し、第２の検出手段がパイプラインに空きサイ
   クルが生じることを検出すると第１のプログラムカウン
   タで指示される命令を選択することを特徴とする請求項
   １記載の情報処理装置。