JPH03269659A

JPH03269659A - マイクロプロセッサ

Info

Publication number: JPH03269659A
Application number: JP2070195A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Kawamoto; 河本　恭彦
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-12-02
Also published as: US5278968A; EP0448058A2; KR910017276A; EP0448058A3; KR940003696B1

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〕本発明はマイクロプロセッサに関し、特にマイクロプロ
グラムによって制御され、マクロ命令としてプロ、り転
送命令を有するマイクロプロセ。

すに関する。

〔従来の技術〕

マイクロプログラムによって制御されるマイクロプロセ
ッサ（以後、プロセッサと略す）では、ユーザーがプロ
グラムできるマクロ命令に対応するマイクロプログラム
、すなわち一連のマイクロ命令を実行することにより処
理される。−船釣なプロセ、すはマクロ命令としてプロ
セッサ外部のメモリから１）あるいは２つのデータを読
み込み、読み込んだデータを演算し、プロセ、す外部の
メモリに書き出すマクロ命令を有する。

第５図にプロセッサの演算処理に関するプロ。

り図を示す。第５図に示すように、プロセ、す内部はブ
ロセ、す外部のデータバス５０１とのインターフェース
を行うデータ制御部５０２と外部のデータバス５０１か
ら取込んだデータを演算する実行制御部５０３に分けら
れ、データ制御部５０２と実行制御部５０３はプロセ、
す内部のデータバス５０４によって結合されている。デ
ータ制御部５０２は２本のリードオペランド用レジスタ
０ＰＲ１５０５、ＯＰＲ雪５０６と、ライトオペランド
用レジスタＯＰＷから構成される。一方、実行制御部は
２本の一部しジスタＴＭＰ１５０８、ＴＭＰ＊５０９と
、ＴＭＰ、５０８とＴＭＰｚ５０９の内容を演算する人
ＬＵ５１０から構成される。

外部のデータバス５０１から読み込筐れるデータは、い
ったん０ＰＲ１５０５またはＯＰＲ。

５０６に保持され実行制御部５０３が引き取るのを待つ
。実行制御部５０３は演算命令に対応するマイクロプロ
グラムの実行が開始されるとＯＰＲ。

５０５とＯＰＢ、５０６に保持されたデータをそれぞれ
ＴＭＰ１５０８とＴＭＰ茸５０９に取多込み、人ＬＵ５
１０で演算し、演算結果を０ＰＷ５０７に書き出す、演
算処理が単なる転送命令の場合は実行制御部５０３のＡ
ＬＵ５１０を介する必要はないが、いづれの場合もデー
タが実行制御部５０３に引き渡されてデータ制御部５０
２に戻される。

従来のマイクロプロセッサに３いて、命令セットにプロ
、り転送命令と呼ばれるマクロ命令を有しているものが
ある。ここで、ブロック転送命令とは連続するメモリ領
域の内容を別の連続するメモリ領域に転送するためのマ
クロ命令である。プロ、り転送命令を使用する場合、ユ
ーザーはデータの転送元アドレス、転送元アドレスから
始筐る領域の何パイ）１でを転送対象とするかという情
報（以下、転送元レングスと呼ぶ）、データの転送先ア
ドレス釦よび転送先アドレスから始壕る領域の何パイ）
１でに転送をするかという情報（以下、転送先レングス
と呼ぶ）をオペランドとじて指定する。プロ、り転送命
令にかいて実際に転送されるデータのバイト数は転送元
レングスと転送先レングスの最小値になる。ブロック転
送命令が終了すると、転送元アドレスおよび転送先アド
レスのそれぞれについて実際にデータ転送が行われたバ
イト数が加算されて特定の２つのレジスタに格納される
。

マイクロプログラムによってプロ、り転送命令を実現す
る場合、従来は第６図に示すような処理フローになって
いた。すなわち、第６図に示すように、マイクロプログ
ラムの実行が開始されるとメモリのデータがリードオペ
ランド用レジスタ０ＰＲ１に格納され、以下法のような
フローでプロ、り転送命令が実行される。

■転送元アドレスを転送元アドレス保持用レジスタＳＲ
に設定する。

■転送先アドレスを転送先アドレス保持用レジスタＤＢ
に設定する。

■転送元レングスと転送先レングスの最小値を求めルー
プカウンタＬＣに設定する。

■ＬＣの内容が０ならばマイクロプログラムの実行を終
了する。

ＬＣの内容が０でなければＬＣの内容を１だけ減少させ
る。

■リードオペランド用しジスタＯＰＲ，からｌバイトの
データを引き取って一部しジスタＴＭＰ１に格納し、転
送演算を実行する。

■転送演算の実行結果をライトオペランドレジスタＯＰ
Ｗに書き込む。

■ＳＲの内容を１だけ増加させる（加算演算による）。

■ＤＲの内容を１だけ増加させる（加算演算による）。

■■の処理へ戻る。

以上の処理によう、プロ、り転送を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕マイクロプログラムでプロ、り転送命令を実現する場合
、第６図の処理フローで示すとか９、ｌループ当たり、
データの転送とアドレス保持用レジスタ５ＲＴｈよびＤ
Ｒの更新を行わなければならない。この場合、１転送ル
ープの５九すの処理時間は第６図にかける■〜■の処理
を各ｌクロ、りで行えば６クロ、りであるが、いくつか
は同時処理できるため４クロック程度になる。ここで、
グロセ、すのデータバス幅は４バイトでとし、２クロツ
クで１デ一タ単位（最大４バイト）をリード筐たはライ
トできる能力があるものとする。

以上説明したように、従来のマイクロプロセッサのマイ
クロプログラムによっての、プロ、り転送命令では４す
ａ、りで１バイトのデータ転送をすることになう、プロ
セッサのバス転送能力のｌ／４の効率でしかない。すな
わちバス転送能力を最大限に利用すると、２クロツクで
４バイトのリード、２クロ、りで４バイトのライトであ
るため、４クロ、りで４バイトのデータが転送できるは
ずである。

従来は、第６図に示す■及び■の処理にかいて、データ
制御部５０２内の０ＰＲ１のデータを常に実行制御部５
０３内のＴＭＰ、に格納しなければならなかりた。り會
シ、実行制御部５０３を転送データは介して転送されて
いるため、マイクロプログラムを用いて、データ転送を
行っていたため、１転送ループのデータ転送に要するク
ロック数が転送の障害になっていた。プロ、り転送命令
にシいて最大のバス転送能力を実現するためには１クロ
ツクで１転送ループを行わなければならない。

しかし、マイクロプログラムによるｌクロ、りの転送ル
ープの実現は不可能である。

本発明の目的は、データをプロセ、すの／＜ス幅と同じ
単位で、かつ、プロセ、ｆの最小バスサイクルで転送す
ることができるマイクロプロセッサを提供することにち
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のマイクロプロセッサは、メモリ内の転送データ
のアドレス及びその転送先アドレスが格納され転送開始
信号を発生する実行制御部と、前記転送開始信号の印加
によう転送データの格納及び転送先への転送を連続して
行ないこの転送期間中は前記実行制御部の実行を中断さ
せる手段と、前記転送されたデータの個数を計測する計
測手段と、前記データ転送が終了した時に帥紀実行制御
部に対して中断を解除させる手段と、前記データ転送終
了時の前記計測手段のデータの個数に対応して前記実行
制御部の転送データのアドレス及び転送先アドレスを変
化させる手段とを有することを特徴とする。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のマイクロプロセッサの第１の実施例を
示すプロ、り図である。同図に示すように、データ制御
部１０２は、プロセ、すと、プロセ、す外部のメモリと
直結する外部データバス１０１のインターフェースを行
う。アクセス制御部１０３は、データ制御部１０２に対
して外部データバス１０１へのアクセス情報すなわち、
アクセス制御部１０３からデータ制御部１０２に対する
データアクセス要求信号（以後、ＲＥＱと略す）１０７
、アクセス制御部１０３がデータ制御部１０２に対して
プロ、り転送の残りレングスがゼロであることを通知す
る信号（以後、ＬＥＮＺと略す）１０８を与える。デー
タ制御部１０２は、データ転送が可能な状態にあること
をアクセス制御部１０３に対し、信号（以後、ＲＤＹと
略す）１０９を出力する。実行制御部１０４は、プロ。

り転送開始信号（以後、ＢＧＭと略す）ｌｌＯを出力し
、データ制御部１０２は、アクセス制御部１０３訃よび
実行制御部１０４に対してブロック転送動作が終了した
ことを通知する終了信号（以後、ＦＩＮと略す）１１１
を出力する。データ制御部１０２が外部データバスに書
き出したデータのバイト数を示す信号（以後、ＣＮＴと
略す）１１２は、加算器１０６に入力され、その結果が
カウンタ１０５に入力される。

第１図の実施例にかいて、ブロセ、すのデコード部（図
示せず）によってブロック転送命令がデコードされると
、転送元アドレス、転送元レングス、転送先アドレス、
転送先レングスはアクセス制御部１０３シよび実行制御
１１１１０４に引き渡される。ここまでの処理は、従来
例のマイクロブロダラムのみでプロ、り転送命令を実現
する場合も同じである。

本実施例に分いては、アクセろ制御部１０３は、転送元
レングスと転送先レングスの両方が引き渡された時点で
それぞれのレングスのゼロチエ、りを行い、レングスが
どちらもゼロでなく、かつ、ＲＤＹ信号１０９によって
データ転送が可能であることがわかれば、アクセス制御
部内部に保持している転送元アドレスおよび転送先レン
グスを１だけ減少させ、ＲＥＱ信号１０７によってデー
タバス１０１からのデータリードを要求する。ＢＥＱ信
号１０７の要求によりデータ制御部１０２は内部に設け
られたり一ドオベヲンドレジスタＯＦＲに外部データバ
ス１０１ようメモリ内のデータを取り込み、ＢＧＮ信号
１１０がアクティブになるのを待つ。ＢＧＮ信号１１０
がアクティブになるのをきっかけに、データ制御部１０
２はその内部に設けられた、リードオペランドレジスタ
ＯＦＢからライトオペランドレジスタＯＰＷへ実行制御
部１０４を介することなく、データ転送を行い続けるこ
とによってプロ、り転送を実行する。ブロック転送の実
行中、データ制御部はリードオペランドレジスタＯＰＢ
が空□なると直ちにＲＤＹ信号１０９を発生させ、次の
データの取シ込みが可能であることをアクセス制御部１
０３に通知し、アクセス制御部１０３からのＲＥＱ信号
１０７を待つ、この時、ライトオペランドレジスタＯＰ
Ｗは格納されたデータをメモリに転送を行っている。

データがすべて転送された時、つＦＬアクセス制御部１
０３からＬＥＮＺ信号１０ｇによって転送元あるいは転
送先のレングスがゼロになったことが通知されると、デ
ータ制御部１０２はＦＩＮ信号１１１によって、プロ、
り転送の終了をアクセス制御９１１．ｘｏ３＞よび実行
制御部１０４に通知する。ここで、データ制御部１０２
内のライトオペランドレジスタＯＰＷ内に格納されたデ
ータをメモリ転送するプロ、り転送は、バスサイクル単
位で行われる。すなわち、外部データバス１０１のバス
幅が４バイトであれば４バイト単位で行われる。

プロ、り転送の実行中にかいて、データ制御部１０２は
内部のライトオペランドレジスタＯＰＷから外部データ
バス１０１にデータを書き込むたびに、書き込んだデー
タの内の有効なバイトの数をＣＮＴ信号１１２として検
出し、加算器１０６によりカウンタ１０５に加算して行
く。外部データバス幅が４バイトの場合、ＣＮＴ（１号
１１２ｆ示される値はプロ、り転送の中間状態では４バ
イトになるが、最初に転送されるデータと最後に転送さ
れるデータに関しては転送先アドレスと転送先レングス
に依存してｌから３までの値を取る。

以上はデータ制御部の動作を説明したが、次に、実行制
御部１０４の動作を説明する。本発明の実施例にｋいて
、実行制御部は従来とは異なシ、転送データ自体を格納
、転送の処理を行なわない。

つま９、実行制御部１０４はデータ制御部１０２に対す
る制御と、転送元及び転送先アドレスの管理制御を、第
２図に示す処理フローを持つマイクロプログラムによっ
て行っている。すなわち、次のような処理フローによっ
てブロック転送が実行される。

■転送元アドレスを転送元アドレス保持用レジスタＳＲ
に設定ケする。

■マイクロ命令によってカウンタ１０５の内容をゼロに
設定する。

■マイクロ命令によってＢＧＮ信号１１０をアクティブ
にし、ブロック転送の開始をデータ制御部に指示する。

■ＦＩＮ信号１１１がアクティブになる筐で次ステ、プ
のマイクロプログラムの実行を停止する。

■カウンタ１０５の内容を読み込む。

■ＳＲの内容にカウンタ１０５の内容を加算する。

■ＤＲの内容にカウンタ１０５の内容を加算する。

以上説明したように本実施例は、転送データを実行制御
部を介することなく、直接データ制御部内のＯＰＲから
ＯＰＷそして外部データバスへ転送処理されるので、デ
ータをバス幅と同じ単位で転送可能となる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

プロ、り転送命令は大量のデータを転送するために、そ
の実行に多くのクロ、り数を必要とする。

多くの実行う口、りを必要とするプロ、り転送命令の実
行中、プロセ、すに対する外部からの割シ込み要求をマ
スクしてしまうと、プロセ、すのリアルタイム性能が劣
化してしまうため、−船釣には、外部からの割り込み要
求によってプロ、り転送の中断ができるようになってい
る。前記第１の実施例にかいて、プロ、り転送命令の終
了時にマイクロプログラムによって転送元シよび転送先
のアドレスを保持するレジスタＳＲとＤＲを実際に転送
したデータのバイト数で補正しであるが、これは外部か
らの割シ込みによって中断したプロ。

り転送命令を再開実行する場合の転送開始アドレスとな
る。第２の実施例は第１の実施例に対して外部からの割
多込みによるプロ、り転送の中断機能を提供するもので
ある。

第３図が本発明の第２の実施例の構成を示すプロ、り図
である。

第３図は前記第１の実施例に対して、実行制御部１０４
からデータ制御部に対して中断要求する人ＢＴ信号１１
３、外部からの割シ込み要求を保持する割や込み要求保
持機構１１４、オアゲート１１５が追加された構成にな
っている。

このような構成にかいて、データ制御部１０２がプロ、
りを行っている間はマイクロプログラムの実行を停止し
、停止の解除はブロック転送の終了であるＦＩＮ信号１
１１のみによって行っていた。本実施例では、この停止
の解除に割や込み保持機構１１４の出力とＦＩＮ信号１
１１をオアゲ−）１１５で論理和を取った信号にする。

マイクロプログラムでは停止の解除が外部からの割り込
み要求によるものか、データ制御部からのＦＩＮ信号１
１１によるものかを判断するためのマイクロ命令を用意
し、停止の解除が外部からの割り込み要求によるもので
あれば、データ制御部１０２に対してＡＢＴ信号１１３
でブロック転送の中断を要求する。その後、再びデータ
制御５ｉｏｚからのブロック転送が中断したことを示す
ＦＩＮ信号１１１を待合わせる。ブロック転送が中断し
た時、すなわち、ＦＩＮ信号１１１が発行された時点で
はカウンタ１０５の内容が確定しているため、マイクロ
プログラムでは第１の実施例と同様に転送元シよび転送
先のアドレスを保持するレジスタを実際に転送したデー
タのバイト数で補正する。

第４図に本発明の第２の実施例にしけるマイクロプログ
ラムの処理フローを示す。

〔発明の効果〕

本発明は従来マイクロプログラムのみで行っていたブロ
ック転送命令の実現に関し、データ転送に係わる部分を
データ処理部に実行させている。

このため、データをプロセッサのバス幅と同じ単位で、
かつ、プロセ、すの最小バスサイクルで転送することが
可能になシ、プロセ、すのバス転送能力を最大限に利用
したブロック転送を実現する。

また、プロ、り転送の割り込み中断機能も簡単な回路の
追加で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すプロ、り図、第２
図は本発明の第１の実施例の処理フローを示す図、第３
図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第４図は
本発明の第２の実施例の処理フローを示す図、第５図は
本発明の従来例のマイクロ命令セ、すの演算処理のブロ
ック図、第６図は従来例の処理フローを示す図である。１０１−″°°°°外部データバス、１０２・・・・・
・データ制御部、１０３・・・・・・アクセス制御部、
１０４・・・・・・実行制御部、１０５・・・・・・カ
ウンタ、１０６・・・・・・加算器、１０７・・・・−
データアクセス要求信号、１０８・・・・・・レングス
ゼロを通知する信号、ｌＯ９・・・・・・データ転送可
能通知信号、１１０・・・・・・プロ、り転送開始信号
、１１１−・・・・ブロック転送動作終了信号、１１２
・・・・・・外部データバスに書き出したデータのバイ
ト数を示す信号、１１３・・・・・・プロ、り転送中断
要求信号、１１４・・・・・・割や込み要求保持機構、
１１５・・−・・・オアゲート、５０１−−−−−・外
部データバス、５０２−・・・・・データ制御部、５０
３・・・・・・実行制御部、５０４・・・・・・内部デ
ータバス、５０５，５０６・・・・・・リードオペラン
ドレジスタ、５０７・・・・−・ライトオペランドレジ
スタ、５０８，５０９・・・・−・−時レジスタ、５１
Ｏ・・・・・・演算器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）メモリ内の転送データのアドレス及びその転送先
アドレスが格納され転送開始信号を発生する実行制御部
と、前記転送開始信号の印加により転送データの格納及
び転送先への転送を連続して行ないこの転送期間中は前
記実行制御部の実行を中断させる手段と、前記転送され
たデータの個数を計測する計測手段と、前記データ転送
が終了した時に前記実行制御部に対して中断を解除させ
る手段と、前記データ転送終了時の前記計測手段のデー
タの個数に対応して前記実行制御部の転送データのアド
レス及び転送先アドレスを変化させる手段とを有するこ
とを特徴とするマイクロプロセッサ。
（２）請求項（１）記載のマイクロプロセッサにおいて
、外部からの割り込み信号の印加により前記データ制御
部のデータ転送を中断させ前記実行制御部の中断を解除
させる手段を有することを特徴とするマイクロプロセッ
サ。