JPH0357025A

JPH0357025A - レジスタ回路

Info

Publication number: JPH0357025A
Application number: JP19290089A
Authority: JP
Inventors: Takao Yamamoto; 崇夫山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1991-03-12

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〕この発明は、マイクロブロセソサ等において、？１数の
プロセスを処理する際に用いるレジスタ回路に関するも
のである．〔従来の技術〕近年、マイクロプロセッサは、マルチタスク環境で動作
することが多くなっている．しかし、従来のマイクロプ
ロセッサは、レジスタファイルを一つしか持たないため
、プロセスを切り替える際にレジスタファイルの内容を
メモリ装置等に待避し、つぎにそのプロセスの実行が再
開される際にはメモリ装置等から以前に待避されていた
レジスタファイルの内容を復帰させる方法を採っていた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の方法では、プロセスの切り替えが起こる
たびにメモリ装置等へのアクセスが必要となるため、プ
ロセスの切り替えに時間を要し、全体としてのパフォー
マンスが下がるという課題を有していた．したがって、この発明の目的は、プロセスの切り替えを
高速に行うことができるレジスタ回路を提イ共すること
である．〔課題を解決するための手段〕請求項｛１）記載のレジスタ回路は、Ｎ（ｚ２）ｆｌｌ
Ｊのレジスタファイルを設け、このＮ個のレジスタファ
イルにそれぞれ１対ｌに対応してＮ個のプロセス番号レ
ジスタとＮ個の比較器とを設けている。

Ｎ個のプロセス番号レジスタは、Ｎ個のレジスタファイ
ルを各々所有するプロセスを示すプロセス番号を格納し
ている。Ｎ個の比較器は、Ｎ個のプロセス番号レジスタ
の各々の内容と状態レジスタの内容とを比較し、比較結
果として出力する一致検出信号に対応してＮ個のレジス
タファイルの中の１個のレジスタファイルを選択する．
請求項（２）記載のレジスタ回路は、Ｎ個の比較器の比
較結果を入力として全ての比較器から一致検出信号が出
力されないことを検出してレジスタファイルの入れ替え
を指令する割り込み信号を発生ずる；６き喚え制ｊ．ル
回路をさらに設けている。

〔作　　　用）請求項（１）の構或によれば、アクセスは、状態レジス
タの内容と一致する内容を持つプロセス番号レジスタに
対応するレジスタファイルに対して行われる，したがっ
て、プロセス切り替えの際に、状態レジスタの内容を新
しいプロセスのプロセス番号に書き換えるだけで、使用
するレジスタファイルを切り替えることができるので、
余分な外部アクセスを実行することなく、ブ［１セス切
り替えを行うことができる。この場合、レジスタファイ
ルの個数Ｎと同じ数だけプロセスを一度に作在させるこ
とができる。

請求項（２｝の構威によれば、プロセスの切り替えの際
に、新しいプロセスが所有するレジスタファイルが在在
せず、Ｎ個の比較器のどれからも一致検出信号が出力さ
れない場合には、置き換え制（ｎ１回路から割り込み信
号が出力され、レジスタファイルの入れ替えが行われる
ことになる。このため、レジスタファイルの数Ｎが一度
に在在することのできるプロセスの数より少ない場合で
も、支障なくプロセス切り替えを行うことができる．こ
の場合に頻繁に切り替わるプロセスの数がＮ個より少な
い場合にはプロセスの切り替えに伴うレジスタファイル
の入れ替え回数はきわめて少ない．〔実　施　例〕以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
．第１図はこの発明の第１の実施例におけるレジスタ回路
のブロック図を示すものである．第１図において、ｌは
現在実行中のプロセスのプロセス番号を格納する状帳レ
ジスタ、８〜１０はｎ（≧２）木のレジスタを持つＮ個
のレジスタファイル、２〜４はそれぞれレジスタファイ
ル８〜ｉｏを所有するプロセスのプロセス番号を格納す
るＮ個のプロセス番号レジスタ、５〜７はそれぞれ状態
レジスタ１の内容とプロセス番号レジスタ２〜４の内容
を比較する比較器、１１はデータパス、■２〜ｌ４はＮ
本の制御信号、１５はアドレスバスをそれぞれ示してい
る．ここで、整数Ｎは一度に存在することのできるプロセス
の総数であり、比較器５〜７は状態レジスタ１の内容と
プロセス番号レジスタ２〜４の内容とかー・敗した場合
、制御１３号１２〜ｌ４をハイレヘルにし、さもなけれ
ば制御信号１２〜１４をローレヘルにするものである．また、データバス１１とアドレスバス１５はレジスタフ
ァイル８〜１０に共通である。各レジスタファイル８〜
１０は、比較器５〜７からの制御信号１２〜ｌ４がハイ
レヘルである場合にのみ書き込みまたは読み出しの対象
として選択され、アトレスバスｌ５の値によって制御信
号１２〜ｌ４によってｉａ１尺されたレジスタファイル
内の一Ｑのレジスタがｉ！択される。

したがって、各プロセス番号レジスタ２〜４６こ各々レ
ジスタファイル８〜ｌＯを所有するプロセスのプロセス
番号を格納しておき、状態レジスタｌに現在実行中のプ
ロセスのプロセス番号を格納しておくことにより、現在
実行中のプロセスはレジスタファイル８〜ｌＯのうら、
そのプロセスが所有する唯一のレジスタファイルに対し
てアクセスすることが可能となる。

また、プロセスの切り替えの際には状態レジスタｌの内
容を新しいプロセスのプロセス番号に書き換えることに
より、Ａｉｌのプロセスが所有するレジスタファイルの
内容を待避することなく、新しいプロセスのアクセスを
レジスタファイル８〜１０のうち新しいプロセスが所有
する唯一のレジスタファイルに切り替えることが可能に
なる。したがって、プロセスの切り替えを高速に行うこ
とが可能になる。

第２図はこの発明の第２の実施例におけるレジスタ回路
のブロック図である。第２図において、第１図と同一・
符号は同一物を示している．ここで、整数Ｎは、一度に
存在することのできるプロセスの総数より少ない数であ
る。

置き換え制御回路ｌ６は、制御信号１２〜ｌ４を入力と
し、そのレベルのハイ，ローによって状態レジスタｌの
内容と一致する値を持つプロセス番号レジスタが存在す
るか否かを検出し、もし状催レジスタｌの内容と一致す
る値を持つプロセス番号レジスタが在在しない場合、す
なわち実行すべきプロセスに対応するレジスタファイル
がない場合には割り込み信号１７を発生ずるものである
。

整ＤＮは一度に存在することのできるプロセスの総数よ
り少ない故であるので、整数Ｎを超える数のプロセスを
一度に実行する場合には、レジスタファイルの入れ替え
を行う必要がある。また、レジスタファイルの入れ替え
の必要が生しるときには、置き換え制御回路１６が割り
込みｆ３号ｌ７を発生するので、その割り込み信号１７
により命令制御部に割り込みをかけ、レジスタファイル
の入れ替えを処理させることができる。この際のレジス
タファイルの入れ替え処理については従前と同様に行わ
れる。

しかし、整数Ｎを超えない数のプロセスを同時実行する
場合には、レジスタファイルの入れ替えをする必要はな
い。また、整数Ｎを超える数のプロセスを同時実行する
が、頻繁に切り替わるプロセスの数は整数Ｎを超えない
場合においては、ブロセスの切り替え数に対するレジス
タファイルの入れ替え数は非常に小さくなる。したがっ
て、平均すれば１回当たりのプロセスの切り替え時間を
短くすることができる。つまり、少．ないハードウエア
量でプロセスの切り替えを高速に行うことができる。

〔発　明　の　効　果〕

請求項（１．１記載のレジスタ回路によれば、プロセス
の切り替えの際に、新しいプロセスが所有するレジスタ
ファイルが既に存在しているので、レジスタファイルの
入れ替えを行わずに状態レジスタの内容を新しいプロセ
スに対応したプロセス番号に書き換えることだけにより
プロセスの切り替えを行うことができるので、プロセス
切り替えを高速に行うことが可能となる。

請求項（２）の記載のレジスタ回路によれば、プロセス
切り替えを高速に行えるという効果に加え、プロセスの
切り替えの際に、新しいプロセスが所有するレジスクフ
ァイルが存在せず、Ｎ個の比較器のどれからも一致検出
信号が出力されない場合には、置き換え制御回路から割
り込み信号が出力され、レジスタファイルの入れ替えが
行われることになり、レジスクファイルの数Ｎが一度に
存在することのできるプロセスの数より少ない場合でも
、支障なくプロセス切り替えを行うことができる。この
場合に頻繁に切り替わるプロセスの数がＮ個より少ない
場合にはプロセスの切り替えに伴うレジスクファイルの
入れ替え回数はきわめて少なく、プロセス切り替えの高
速性は十分に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例のレジスタ同路の構威
を示すブロック図、第２図はこの発明の第２の実施例の
レジスタ回路の構成を示すブロソク図である。１・・・状態レジスタ、２〜４・・・プロセス番号レジ
スタ、５〜７・・・比較器、８〜１０・・・レジスクフ
ァイル、ｌ１・・・データパス、■２〜１４・・・制御
信号、１５・・・アドレスバス、１６・・・置き換え制
御信号、１７・・・割りｉΔみ信号

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎ（≧２）個のレジスタファイルと、前記Ｎ個の
レジスタファイルを各々所有するプロセスを示すプロセ
ス番号を格納したＮ個のプロセス番号レジスタと、現在実行中のプロセスのプロセス番号を格納する状態レ
ジスタと、前記Ｎ個のプロセス番号レジスタの各々の内容と前記状
態レジスタの内容とを比較し、比較結果として出力する
一致検出信号に対応して前記Ｎ個のレジスタファイルの
中の１個のレジスタファイルを選択するＮ個の比較器と
を備えたレジスタ回路。
（２）Ｎ個の比較器の比較結果を入力として全ての比較
器から一致検出信号が出力されないことを検出してレジ
スタファイルの入れ替えを指令する割り込み信号を発生
する置き換え制御回路をさらに備えた請求項（１）記載
のレジスタ回路。