JPH03210636A - マイクロプログラム制御装置 - 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１つのメモリ空間内にマイクロ命令語を格納す
るマイクロプログラム領域とワーク語を格納するワーク
領域とが存在するマイクロブログラム制御装置に関し、
特にマイクロ命令アドレスがマイクロプログラム領域を
外れたことを検出して暴走を防止するマイクロプログラ
ム制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のマイクロプログラム制御装置では、マイ
クロプログラムを再配置可能とするためにプログラムカ
ウンタおよび制御回路はメモリ上のどのメモリアドレス
も指定（アドレッシング）可能となっている場合が多い
、したがって、マイクロプログラムの誤りなどによりマ
イクロ命令アドレスがメモリ上のマイクロプログラム領
域以外のワーク領域をアドレッシングした場合には、ワ
ーク領域の該当するワードの内容をマイクロ命令として
実行してしまい、暴走して内部履歴等の情報を破壊して
しまう可能性が大きいために、最終的にエラーとして確
認できた時点ではその原因となった誤りを探ることが非
常に困難となってしまつ◆ そのため、従来、この種のマイクロプログラム制ｒＢ装
置では、 （１）　　マイクロプログラム領域の先頭番地と末尾番
地とをそれぞれ格納しておく２つのレジスタを用意し、
マイクロプログラムの実行中にプログラムカウンタおよ
び制御回路からのマイクロ命令アドレスが前記２つのレ
ジスタの値の間にあるかどうかを比較する方式、 （２）メモリの各ワードに１ビツトを追加し、マイクロ
プログラム領域の全ワードの該ビットを１とし、残りの
ワードの該ビットを０として、マイクロプログラムの実
行中にマイクロ命令とともに読み出された該ビットが１
であることを確認する方式、 （３）上記（１）および（２）の方式を応用した方式が
採用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のマイクロプログラム制御装置では、上記
＋１）〜（３）の方式をとっていたので、プログラムカ
ウンタおよびｗｉ御回路からのマイクロ命令アドレスが
マイクロプログラム領域を外れたことを検出するために
専用のハードウェアが必要となり、全体としてハードウ
ェアの増大を招くという欠点がある。

ところで、基本語長がＮ（正整数）ビットのマイクロプ
ログラム制御装置を実現する場合、ハードウェア構成を
簡単にするために基本語長に対応するＮビットをオペラ
ンドとし、加えてＭ（正整数）ビットをオペレージ日ン
コードとした（Ｍ＋Ｎ）ビット長の命令語とする場合が
ある。ここで（Ｍ＋Ｎ）がＮの倍数でない場合、制御を
Ｍ単化するためにアドレッシングを（Ｍ　十Ｎ）ビット
のワード単位とすることが多い、このような構成では、
マイクロプログラムがメモリ上で読出しおよび書込みを
行う領域（ワーク領域）は（Ｍ＋Ｎ）ビットのワードの
うちのＮビットの部分だけを使用することになる。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、上記構成のマイクロ
プログラム制御装置において、ワーク領域内のワードの
未使用フィールドに注目し、通常機能を使用してマイク
ロ命令アドレスがマイクロプログラム領域を外れたこと
を検出可能とするようにしたマイクロプログラム制御装
置を提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 本発明のマイクロプログラム制御装置は、固定長のマイ
クロ命令語と該マイクロ命令語に対して語長が短いワー
ク語とを使用し、１つのメモリ空間内に前記マイクロ命
令語を格納するマイクロプログラム領域と前記ワーク語
を格納するワーク領域とが存在し、メモリアドレスを前
記マイクロ命令語長単位とするマイクロプログラム制御
装置において、ｌワード内の前記マイクロ命令語と前記
ワーク語との差分に相当するフィール、ドをオペレーシ
ッンコードとし前記ワーク語に相当するフィールドの内
容に依存せずに以降の命令実行を停止させる停止命令を
設け、初期設定時に前記ワーク領域の全ワードに前記停
止命令を格納する停止命令格納手段を備える。

また、本発明のマイクロプログラム制御装置は、固定長
のマイクロ命令語と該マイクロ命令語に対して語長が短
いワーク語とを使用し、１つのメモリ空間内に前記マイ
クロ命令語を格納するマイクロプログラム領域と前記ワ
ーク語を格納するワーク領域とが存在し、メモリアドレ
スを前記マイクロ命令語長単位とするマイクロプログラ
ム制御装置において、■ワード内の前記マイクロ命令語
と前記ワーク語との差分に相当するフィールドをオペレ
ーションコードとし前記ワーク語に相当するフィールド
の内容に依存せずに前記マイクロプログラム制御装置内
のエラーフラグをセットさせるエラーセット命令を設け
、初期設定時に前記ワーク領域の全ワードに前記エラー
セット命令を格納するエラーセット命令格納手段を備え
る。

〔作用〕

本発明のマイクロプログラム制御装置では、停止命令格
納手段が初期設定時にワーク領域の全ワードに停止命令
を格納し、マイクロ命令の読出し時にマイクロ命令アド
レスがワーク領域のワードを７ドレツシングしている場
合には停止命令により以降の命令実行が停止される。

また、本発明のマイクロプログラム制御装置では、エラ
ーセット命令格納手段が初期設定時にワーク領域の全ワ
ードにエラーセット命令を格納し、マイクロ命令の読出
し時にマイクロ命令アドレスがワーク領域のワードをア
ドレッシングしている場合にはエラーセット命令により
エラーフラグがセットされる。

（実施例） 次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るマイクロプログラム
制御装置の回路ブロック図である０本実施例のマイクロ
プログラム制御装置は、メモリ１および２と、命令レジ
スフ３と、プログラムカウンタ４と、制御回路５と、デ
コーダ６と、選択器７．８および９と、オアゲート１０
および１）と、インクリメンタ１２とから構成されてい
る。なお、符号２１．５１〜５６．６１および１００１
−１００６は信号線をそれぞれ示す。

メモリ１および２は、マイクロプログラムおよびワーク
データを格納するメモリであり、インクリメント機能を
持ったプログラムカウンタ４および制御回路５によって
アドレッシングされる。

命令レジスタ３は、メモリｌおよび２から読み出された
マイクロ命令を一時的に保持する。

第２図は、メモリｌおよび２上のワード形式を示す図で
ある。メモリｌおよび２上のワードは、３バイト長であ
り、マイクロ命令語として使われる場合、バイト０がオ
ペレーションコード、バイトｌおよび２がオペランドと
なる。特に、以降のマイクロ命令の実行を停止させる停
止命令は、オペレーションコード部のみが有効であり、
オペランド部は使用せず、オペランド部の内容がどのよ
うなパターンでも実行される。また、メモリｌおよび２
上のワードは、ワーク語として使用される場合、書込み
および読出しが行われるのはバイトｌおよび２だけであ
り、バイト０は使用されない。

なお、バイト０はメモリｌに、バイトｌおよび２はメモ
リ２に格納される。

次に、このように構成された本実施例のマイクロプログ
ラム制御装置の動作について説明する。

まず、マイクロプログラム制御装置の初期設定動作につ
いて説明する。

初期設定前は、制御回路５は停止状態にあり、メモリｌ
および２の内容も不確定状態となっている。この状態に
あるとき、外部装置、例えば上位装置によって初期設定
が行われる。第１図では、外部装置の図示を省略しであ
るが、信号線１Ｏ０１−１００６によって接続されてい
る。

まず、信号線１００３および１００４を活性化すること
によって選択器７および８に信号＆１）００１を選択さ
せる０次に、信号線１００１上にマイクロプログラムの
先頭のマイクロ命令語を載せ、信号＆１）１００５を活
性化させることによってマイクロ命令語をメモリ１およ
び２に書き込ませる。

なお、初期状態では、プログラムカウンタ４の値はメモ
リ１および２の先頭ワードを７ドレツシングしているも
のとする。続いて、信号＆１）００２を活性化させるこ
とによってプログラムカウンタ４をインクリメントさせ
、メモリ１および２上の次のメモリアドレスのワードを
アドレッシングする。

以上の動作を繰り返すことによって、マイクロプログラ
ムをメモリｌおよび２に格納する。

マイクロプログラムの最終のマイクロ命令語をメモリｌ
および２上に書き終えた後、今度は信号線１００３を不
活性にして選択器７が停止命令のオペレーションコード
（以下、停止命令コードという）を選択するようにし、
信号線１００５および信号Ｉ＃１）００２を使用してメ
モリｌおよび２の残りのワードに停止命令語を書き込ん
で行く、このとき、信号線１００１の内容は不定でよい
、全ワードを書き終わった時点でメモリｌおよび２は、
第３図に示すように、マイクロ命令語が格納されたマイ
クロプログラム領域と、停止命令コードおよびワーク語
が格納されたワーク領域とになる。

この後、信号線１００６によって制御回路５を動作状態
に切り替え、マイクロプログラム制御装置自身の動作を
開始させる。

次に、マイクロプログラム制御装置の通常動作について
説明する。

プログラムカウンタ４で示されるメモリアドレスでメモ
リｌおよび２がアドレッシングされており、制御回路５
は、信号線５５を活性化することによりメモリｌおよび
２からアドレッシングされたワードのマイクロ命令語を
命令レジスタ３に格納する。命令レジスタ３の出力のオ
ペレーションコード部はデコーダ６で解読されて制御回
路５に送られる。このとき同時に、命令レジスタ３の出
力のオペランド部も制御回路５に送られる。

マイクロ命令語のオペレーションコード部がメモリ読出
し命令のオペレーションコードの場合には、制御回路５
は、信号線５３を活性化することにより選択器９が制御
回路５の出力を選択するようにし、信号線５１から選択
器９を通りオペランドアドレスを送る。これにより、オ
ペランドアドレスてアドレッシングされたワードのメモ
リ２からワーク語が信号線２１を通して制御回路５に読
み出される。

また、マイクロ命令語のオペレーションコード部がメモ
リ書込み命令のオペレーションコードの場合には、制御
回路５は、メモリ読出し命令の場合と同様にアドレッシ
ングを行い、信号＆１ｇ５２からワークデータを出力す
るとともに信号線５６を活性化することにより、選択器
８を通してワークデータをメモリ２に書き込む。

このように、メモリ読出し命令およびメモリ書込み命令
はメモリ２の内容のみを対象としているため、メモリｌ
の内容に全く無関係に動作できる。

さらに、マイクロ命令語のオペレーションコード部がプ
ログラムカウンタ操作命令、例えば無条件分岐命令のオ
ペレーションコードであった場合には、制御回路５は、
信号線５１を通して分岐先のマイクロ命令アドレスを出
力して選択器９を通してメモリｌおよび２を７ドレツシ
ングし、信号線５５を活性化することにより目的のマイ
クロ命令語を命令レジスタ３に格納する。このとき同時
に、制御回路５は、信号ｆＩ５４を活性化することによ
り、インクリメンタ１２を通して次のマイクロ命令アド
レスがプログラムカウンタ４に格納される。

次に、マイクロプログラムのミスまたはプログラムカウ
ンタ４．インクリメンタ１２．選択器９あるいはそれら
を接続する信号線の故障によりマイクロ命令アドレスと
してメモリｌおよび２に与えられるメモリアドレスがワ
ーク領域をアドレッシングしてしまった場合の動作につ
いて述べる。

この場合、通常の命令読出し動作と同様に、制御回路５
は、信号線５５を活性化することにより、メモリｌおよ
び２内のアドレッシングされたワードの内容を命令レジ
スタ３にそのまま格納させる。

この後、命令レジスタ３の出力のバイト０がデコーダ６
で解読されるが、ワーク領域のワードのバイト０は停止
命令コードが格納されているため、停止命令として信号
線６１を通して停止指示が制御回路５に送られる。制御
回路５は、その信号に応じて全ての動作を停止する。な
お、上記停止命令は特別なものでなく、通常のマイクロ
プログラムの中でも使用され、停止命令の実行時には同
じ動作が行われる。

ところで、本実施例のマイクロプログラム制御装置では
、初期設定時に選択器７の切替えによって停止命令コー
ドをメモリ１に格納するようにしているが、外部装置か
らワーク領域に停止命令語を直接書くようにしても問題
はない。

第４図は、本発明の他の実施例に係るマイクロプログラ
ム制御装置の構成を示す回路ブロック図である０本実施
例のマイクロプログラム制御装置は、第１図に示した実
施例のマイクロプログラム制御装置に対して、デコーダ
６から制御回路５に接続される信号＆ｆ１６１中にエラ
ーフラグレジスタ１３を介在させた点、および選択器７
により選択される命令コードをエラーセット命令のオペ
レーションコード（以下、エラーセット命令コードとい
う）とした点だけが異なる。したがって、対応する部材
には対応する符号を付して、それらの詳しい説明を省略
する。

このように構成された本実施例のマイクロプログラム制
御装置では、初期設定動作において、マイクロプログラ
ムの最終のマイクロ命令語をメモリｌおよび２上に書き
終えた後、今度は信号線１００３を不活性にして選択器
７がエラーセット命令コードを選択するようにし、信号
＆１ｌｌＯ０５および信号線１００２を使用してメモリ
ｌおよび２の残りのワードにエラーセット命令語を書き
込んで行く、このとき、信号線１００１の内容は不定で
よい、全ワードを書き終わった時点でメモリ１および２
は、第５図に示すように、マイクロ命令語が格納された
マイクロプログラム領域と、エラーセット命令コードお
よびワーク語が格納されたワーク領域とになる。この後
、信号線１００６によって制御回路５を動作状態に切り
替え、マイクロプログラム制ｍ装置自身の動作を開始さ
せる。

また、マイクロプログラム制御装置の通常動作において
、マイクロプログラムのミスまたはプログラムカウンタ
４．インクリメンタ１２．選択器９あるいはそれらを接
続する信号線の故障によりマイクロ命令アドレスとして
メモリ１および２に与えられるメモリアドレスがワーク
領域をアトレンジングしてしまった場合には、通常の命
令続出し動作と同様に、制御回路５は、信号＆Ｉ５５を
活性化することにより、メモリｌおよび２内のアトレン
ジングされたワードの内容を命令レジスタ３にそのまま
格納さ−１する。この後、命令レジスタ３の出力のバイ
ト０がデコーダ６で解読されるが、ワーク領域のワード
のバイト０はエラーセ・２ト命令コードが格納されてい
るため、エラーセット命令として信号＆？！６１を通し
てエラーセット指示が出され、エラーフラグレジスタ１
３がセットされる。エラーフラグレジスタ１３の出力は
、制御回路５に送られる。制御回路５は、その信号に応
じて必要なエラー処置、例えば全ての動作の停止を行う
、なお、上記エラーセット命令は特別なものでなく、通
常のマイクロプログラムの中でもマイクロプログラム自
身が自己矛盾等を検出した場合などに使用され、エラー
セット命令の実行時には同じ動作が行われる。

ところで、本実施例のマイクロプログラム制御装置では
、初期設定時に選択器７の切替えによってエラーセット
命令コードをメモリｌに格納するようにしているが、外
部装置からワーク領域にエラーセット命令語を直接書く
ようにしても問題はない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ワーク領域のワード内の
読出しおよび書込みに使用しないフィールドを停止命令
コードとして初期化しておくことにより、特別なハード
ウェアを必要とせずに、容易にマイクロ命令アドレスの
マイクロプログラム領域からの離脱を検出可能とする効
果がある。

また、本発明は、ワーク領域のワード内の読出しおよび
書込みに使用しないフィールドをエラーセット命令コー
ドとして初期化しておくことにより、特別なハードウェ
アを必要とせずに、容易にマイクロ命令アドレスのマイ
クロプログラムＳＮ域からの離脱を検出可能とする効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るマイクロプログラム制
御装置の構成を示す回路ブロック図、第２図は本実施例
のマイクロプログラム制御装置で使用するワードの形式
を示す図、 第３図は第１図中のメモリ内の形式を示す図、第４図は
本発明の他の実施例に係るマイクロプログラム制御装置
の構成を示す回路ブロック図、第５図は第４図中のメモ
リ内の形式を示す図である。 図において、 １、　２・メモリ、 ３・・・命令レジスタ、 ４・・・プログラムカウンタ、 ５・・・制御回路、 ６・・・デコーダ、 ？、８．９・選択器、 ｔｏ、！トオアゲート、 １２・・インクリメンタ、 １３・・エラーフラグレジスタ、 ２１．５１〜５６，６１．１００１〜１００６・・・信
号線である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定長のマイクロ命令語と該マイクロ命令語に対
   して語長が短いワーク語とを使用し、１つのメモリ空間
   内に前記マイクロ命令語を格納するマイクロプログラム
   領域と前記ワーク語を格納するワーク領域とが存在し、
   メモリアドレスを前記マイクロ命令語長単位とするマイ
   クロプログラム制御装置において、 １ワード内の前記マイクロ命令語と前記ワーク語との差
   分に相当するフィールドをオペレーションコードとし前
   記ワーク語に相当するフィールドの内容に依存せずに以
   降の命令実行を停止させる停止命令を設け、初期設定時
   に前記ワーク領域の全ワードに前記停止命令を格納する
   停止命令格納手段を備えることを特徴とするマイクロプ
   ログラム制御装置。
2. （２）固定長のマイクロ命令語と該マイクロ命令語に対
   して語長が短いワーク語とを使用し、１つのメモリ空間
   内に前記マイクロ命令語を格納するマイクロプログラム
   領域と前記ワーク語を格納するワーク領域とが存在し、
   メモリアドレスを前記マイクロ命令語長単位とするマイ
   クロプログラム制御装置において、 １ワード内の前記マイクロ命令語と前記ワーク語との差
   分に相当するフィールドをオペレーションコードとし前
   記ワーク語に相当するフィールドの内容に依存せずに前
   記マイクロプログラム制御装置内のエラーフラグをセッ
   トさせるエラーセット命令を設け、初期設定時に前記ワ
   ーク領域の全ワードに前記エラーセット命令を格納する
   エラーセット命令格納手段を備えることを特徴とするマ
   イクロプログラム制御装置。