JPH04220722A - パイプライン処理装置 - Google Patents
パイプライン処理装置Info
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- JPH04220722A JPH04220722A JP41240990A JP41240990A JPH04220722A JP H04220722 A JPH04220722 A JP H04220722A JP 41240990 A JP41240990 A JP 41240990A JP 41240990 A JP41240990 A JP 41240990A JP H04220722 A JPH04220722 A JP H04220722A
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- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 4
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- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パイプライン処理方式
を採用した情報処理装置において、分岐命令の実行に対
応して命令ストリームを変更あるいは持続する処理を有
効に実施するパイプライン制御方式に関する。
を採用した情報処理装置において、分岐命令の実行に対
応して命令ストリームを変更あるいは持続する処理を有
効に実施するパイプライン制御方式に関する。
【０００２】パイプライン処理方式を採用した場合に、
分岐の成立あるいは不成立を予測して処理を行うように
されるが、当該予測がはずれた場合には命令ストリーム
を変更することが必要となる。
分岐の成立あるいは不成立を予測して処理を行うように
されるが、当該予測がはずれた場合には命令ストリーム
を変更することが必要となる。
【０００３】
【従来の技術】パイプライン処理方式を採用した情報処
理装置においては、一つの命令の実行の完了を待たずに
実行ステージが空けば次々と後続の命令を投入してその
実行を開始する。このことによって性能の増大を図って
きた。しかし、しばしば先行する命令の実行結果が後続
の命令の実行に影響を与えることによって、先行する命
令が実行されるのを待たなければ後続の命令の実行が開
始できない様な場合にはパイプラインの処理に乱れを生
じ、性能の低下を引き起こす原因となる。この代表的な
例が分岐命令である。
理装置においては、一つの命令の実行の完了を待たずに
実行ステージが空けば次々と後続の命令を投入してその
実行を開始する。このことによって性能の増大を図って
きた。しかし、しばしば先行する命令の実行結果が後続
の命令の実行に影響を与えることによって、先行する命
令が実行されるのを待たなければ後続の命令の実行が開
始できない様な場合にはパイプラインの処理に乱れを生
じ、性能の低下を引き起こす原因となる。この代表的な
例が分岐命令である。
【０００４】そこで例えば分岐命令を実行する場合にも
その分岐の成立、不成立が判明する以前に後続の命令、
或いは、分岐のターゲット側の命令の実行を開始する事
が考えられる。この場合に分岐命令に続いてパイプライ
ンに投入する命令を決定する好ましい手段としては、過
去に同一の分岐命令を実行した時にそれが成立したか否
かを記憶しておいて、それと同一の結果となるものとし
て予測する方法などが有る。
その分岐の成立、不成立が判明する以前に後続の命令、
或いは、分岐のターゲット側の命令の実行を開始する事
が考えられる。この場合に分岐命令に続いてパイプライ
ンに投入する命令を決定する好ましい手段としては、過
去に同一の分岐命令を実行した時にそれが成立したか否
かを記憶しておいて、それと同一の結果となるものとし
て予測する方法などが有る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分岐命
令を実行した結果が必ずしも予測通りであるとは限らな
い。このような場合には、既にパイプラインに投入され
て実行を開始した命令をキャンセルする必要が出てくる
。勿論上記の予測を行うことなく処理を実行してゆく方
式の場合でも、分岐が成立すると同様なキャンセルを行
う必要が生じて同じ条件となる。
令を実行した結果が必ずしも予測通りであるとは限らな
い。このような場合には、既にパイプラインに投入され
て実行を開始した命令をキャンセルする必要が出てくる
。勿論上記の予測を行うことなく処理を実行してゆく方
式の場合でも、分岐が成立すると同様なキャンセルを行
う必要が生じて同じ条件となる。
【０００６】このようにしてキャンセルされる命令は、
例えば、上記の分岐命令の実行時の例において、分岐の
後続の命令であったり、分岐のターゲット側の命令であ
ったりすることがあるように場合によって異なる。
例えば、上記の分岐命令の実行時の例において、分岐の
後続の命令であったり、分岐のターゲット側の命令であ
ったりすることがあるように場合によって異なる。
【０００７】本発明は、パイプラインに投入されて実行
を開始した命令ストリームを選択的にキャンセルする手
段を提供することを目的としている。
を開始した命令ストリームを選択的にキャンセルする手
段を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図を示す。図中の符号１−ｉは夫々実行ステージ、２−
ｉは夫々タグ、３−ｉは夫々命令ストリームＩＤ、４−
ｉは夫々有効フラグ、５−ｉは夫々ステージ無効化回路
、６はキャンセルＩＤ、７はキャンセル条件成立情報を
表している。
図を示す。図中の符号１−ｉは夫々実行ステージ、２−
ｉは夫々タグ、３−ｉは夫々命令ストリームＩＤ、４−
ｉは夫々有効フラグ、５−ｉは夫々ステージ無効化回路
、６はキャンセルＩＤ、７はキャンセル条件成立情報を
表している。
【０００９】図示の場合、パイプラインは６個の実行ス
テージから構成され、各ステージの処理内容の概要は次
の通りである。 Ｄ：命令の解読， Ａ：主記憶オペランドのアドレス計算，Ｔ：アドレス変
換， Ｂ：オペランド読み出し， Ｅ：演算実行， Ｗ：演算結果の格納。
テージから構成され、各ステージの処理内容の概要は次
の通りである。 Ｄ：命令の解読， Ａ：主記憶オペランドのアドレス計算，Ｔ：アドレス変
換， Ｂ：オペランド読み出し， Ｅ：演算実行， Ｗ：演算結果の格納。
【００１０】また有効フラグ（ＤＶないしＷＶ）４−ｉ
は各実行ステージにおける処理が有効か否かを指示し、
命令ストリームＩＤ（Ｄ−ＩＤないしＷ−ＩＤ）は各実
行ステージに投入されている命令が該当する命令ストリ
ームを指示し、タグ（Ｄ−ＴＡＧないしＷ−ＴＡＤ）２
−ｉは各実行ステージの実行を制御する上記以外のオペ
コードその他のタグを表している。更にステージ無効化
回路５−ｉは、図示しないキャンセル指示回路からのキ
ャンセルＩＤ６とキャンセル条件成立情報７とを受け取
り、自己の実行ステージを無効化すべきであれば、上記
有効フラグ４−ｉを無効化する。
は各実行ステージにおける処理が有効か否かを指示し、
命令ストリームＩＤ（Ｄ−ＩＤないしＷ−ＩＤ）は各実
行ステージに投入されている命令が該当する命令ストリ
ームを指示し、タグ（Ｄ−ＴＡＧないしＷ−ＴＡＤ）２
−ｉは各実行ステージの実行を制御する上記以外のオペ
コードその他のタグを表している。更にステージ無効化
回路５−ｉは、図示しないキャンセル指示回路からのキ
ャンセルＩＤ６とキャンセル条件成立情報７とを受け取
り、自己の実行ステージを無効化すべきであれば、上記
有効フラグ４−ｉを無効化する。
【００１１】
【作用】 本発明においては、パイプラインの各
実行ステージに、命令ストリームを識別する情報を、命
令ストリームＩＤと呼ぶタグとして、付加して各実行ス
テージで実行中の命令ストリームを識別するようにする
。パイプライン処理中のある命令ストリーム中の命令を
キャンセルする必要がある場合には、どの命令ストリー
ムをキャンセルするかをキャンセル条件の生成とともに
識別し通知する。そして、キャンセルすべき命令ストリ
ームＩＤを有するパイプラインの実行ステージを無効化
する。
実行ステージに、命令ストリームを識別する情報を、命
令ストリームＩＤと呼ぶタグとして、付加して各実行ス
テージで実行中の命令ストリームを識別するようにする
。パイプライン処理中のある命令ストリーム中の命令を
キャンセルする必要がある場合には、どの命令ストリー
ムをキャンセルするかをキャンセル条件の生成とともに
識別し通知する。そして、キャンセルすべき命令ストリ
ームＩＤを有するパイプラインの実行ステージを無効化
する。
【００１２】
【実施例】図２は本発明の実施例において、実行される
命令ストリームの一例を示す。命令ストリームＩＤは２
ビットで、４つの命令ストリームを区別できるようにさ
れている。図２においては、はじめに実行中の命令スト
リームがＩＤ＝００で示され、その中の命令３ａ が分
岐命令ＢＣであったとする。この分岐が成立することに
よってそのターゲットに実行が移り、そのターゲットの
ＩＤ＝０１で示される命令ストリーム中の命令（命令１
ｂ から）が引き続いて実行される。この命令ストリー
ム中にも分岐命令ＢＣ（命令６ｂ ）があるが、これは
分岐不成立で、引き続き同一命令ストリームの命令（命
令７ｂ 以降）が順次実行されるものとして示されてい
る。
命令ストリームの一例を示す。命令ストリームＩＤは２
ビットで、４つの命令ストリームを区別できるようにさ
れている。図２においては、はじめに実行中の命令スト
リームがＩＤ＝００で示され、その中の命令３ａ が分
岐命令ＢＣであったとする。この分岐が成立することに
よってそのターゲットに実行が移り、そのターゲットの
ＩＤ＝０１で示される命令ストリーム中の命令（命令１
ｂ から）が引き続いて実行される。この命令ストリー
ム中にも分岐命令ＢＣ（命令６ｂ ）があるが、これは
分岐不成立で、引き続き同一命令ストリームの命令（命
令７ｂ 以降）が順次実行されるものとして示されてい
る。
【００１３】図３に本発明の実施例のパイプラインを示
す。図中の符号は図１に対応している。本発明の実施例
のパイプラインは図１の場合と同様に６つの実行ステー
ジから構成されている。また図中のＤＶ〜ＷＶは各ステ
ージの有効（Ｖａｌｉｄ）を示し、Ｄ−ＩＤ〜Ｗ−ＩＤ
は各ステージに付加した命令ストリームＩＤを示し、Ｄ
−ＴＡＧ〜Ｗ−ＴＡＧは各ステージの実行を制御する上
述以外のオペコードその他のタグを表す。尚、図３では
演算器等のファンクション・ユニットは本発明の趣旨と
は関連がないので示していない。
す。図中の符号は図１に対応している。本発明の実施例
のパイプラインは図１の場合と同様に６つの実行ステー
ジから構成されている。また図中のＤＶ〜ＷＶは各ステ
ージの有効（Ｖａｌｉｄ）を示し、Ｄ−ＩＤ〜Ｗ−ＩＤ
は各ステージに付加した命令ストリームＩＤを示し、Ｄ
−ＴＡＧ〜Ｗ−ＴＡＧは各ステージの実行を制御する上
述以外のオペコードその他のタグを表す。尚、図３では
演算器等のファンクション・ユニットは本発明の趣旨と
は関連がないので示していない。
【００１４】図４はステージ無効化回路の構成例を示し
、命令ストリームをキャンセルするに当って各ステージ
を無効化する回路を示す。この回路はパイプラインの各
ステージ毎に同様なものが存在する。
、命令ストリームをキャンセルするに当って各ステージ
を無効化する回路を示す。この回路はパイプラインの各
ステージ毎に同様なものが存在する。
【００１５】図中の符号３−ｉ，４−ｉ，５−ｉ，６，
７は図１に対応し、８は一致回路、９はキャンセルすべ
きサイクルか否かを判別する判別回路、１０はアンド回
路を表している。
７は図１に対応し、８は一致回路、９はキャンセルすべ
きサイクルか否かを判別する判別回路、１０はアンド回
路を表している。
【００１６】この回路に何らかのキャンセル条件が成立
したことと、キャンセルすべき命令ストリームのＩＤと
が通知されると、自身のステージの命令ストリームＩＤ
と比較を行い、両ＩＤが一致したら、自身のステージの
Ｖａｌｉｄをリセットするように働く。キャンセルすべ
きサイクルか否かの判別回路については後述する。
したことと、キャンセルすべき命令ストリームのＩＤと
が通知されると、自身のステージの命令ストリームＩＤ
と比較を行い、両ＩＤが一致したら、自身のステージの
Ｖａｌｉｄをリセットするように働く。キャンセルすべ
きサイクルか否かの判別回路については後述する。
【００１７】図５は分岐の成立または不成立の際に命令
ストリームのキャンセル条件を生成するキャンセル指示
回路を示す。図中の符号１１はキャンセル指示回路、１
２は分岐確定回路、１３，１４は夫々選択回路、１５，
１６は夫々オア回路を表している。また図示のＤ−ＴＩ
Ｄ，Ａ−ＴＩＤ，Ｔ−ＴＩＤ，Ｂ−ＴＩＤ，Ｅ−ＴＩＤ
は夫々各対応する実行ステージにおいて、分岐命令によ
るターゲット側の命令ストリームの命令が投入されてい
た場合の当該ターゲット側の命令ストリームＩＤを表し
ている。
ストリームのキャンセル条件を生成するキャンセル指示
回路を示す。図中の符号１１はキャンセル指示回路、１
２は分岐確定回路、１３，１４は夫々選択回路、１５，
１６は夫々オア回路を表している。また図示のＤ−ＴＩ
Ｄ，Ａ−ＴＩＤ，Ｔ−ＴＩＤ，Ｂ−ＴＩＤ，Ｅ−ＴＩＤ
は夫々各対応する実行ステージにおいて、分岐命令によ
るターゲット側の命令ストリームの命令が投入されてい
た場合の当該ターゲット側の命令ストリームＩＤを表し
ている。
【００１８】図５においては、上記分岐によるもの以外
のキャンセル条件からの通知もあるものとして示されて
いる。
のキャンセル条件からの通知もあるものとして示されて
いる。
【００１９】分岐確定回路１２では、分岐命令とそれに
先行する命令の実行状態を調べて、その分岐が成立する
か不成立となるかを決定し、当該成立あるいは不成立の
決定とそれが確定した時点で分岐命令のどのステージで
確定したのかという情報とともに出力する。例えば，分
岐確定は，次のように行なわれる。先行する命令の条件
コードを見る（この条件コードが何時確定するかは，先
行命令に依存する。）無条件分岐する命令の場合は，デ
コード時に，先行する命令が，汎用レジスタをカウント
して回すときは，そのカウント値を見る等の動作を行な
う。この分岐確定回路は，従来の装置で一般的に使用さ
れているものである。
先行する命令の実行状態を調べて、その分岐が成立する
か不成立となるかを決定し、当該成立あるいは不成立の
決定とそれが確定した時点で分岐命令のどのステージで
確定したのかという情報とともに出力する。例えば，分
岐確定は，次のように行なわれる。先行する命令の条件
コードを見る（この条件コードが何時確定するかは，先
行命令に依存する。）無条件分岐する命令の場合は，デ
コード時に，先行する命令が，汎用レジスタをカウント
して回すときは，そのカウント値を見る等の動作を行な
う。この分岐確定回路は，従来の装置で一般的に使用さ
れているものである。
【００２０】これを受けて、キャンセル指示回路１１は
、次の指示を行う。即ち、分岐不成立の場合にはターゲ
ット側の命令ストリームは実行すべきでないので、実行
ステージに流れているターゲット側の命令ストリームの
ＩＤを選択回路１３から選択してこれを出力するととも
に、分岐が不成立として確定したことをキャンセル条件
成立として出力する。一方、分岐成立の場合には分岐命
令に続く現在実行中であった命令ストリームは実行すべ
きでないので、実行ステージに流れている分岐命令自身
の命令ストリームＩＤを選択回路１４から選択してこれ
を出力するとともに、分岐が成立として確定したことを
キャンセル条件成立として出力する。
、次の指示を行う。即ち、分岐不成立の場合にはターゲ
ット側の命令ストリームは実行すべきでないので、実行
ステージに流れているターゲット側の命令ストリームの
ＩＤを選択回路１３から選択してこれを出力するととも
に、分岐が不成立として確定したことをキャンセル条件
成立として出力する。一方、分岐成立の場合には分岐命
令に続く現在実行中であった命令ストリームは実行すべ
きでないので、実行ステージに流れている分岐命令自身
の命令ストリームＩＤを選択回路１４から選択してこれ
を出力するとともに、分岐が成立として確定したことを
キャンセル条件成立として出力する。
【００２１】尚、この実施例では、分岐命令のターゲッ
ト側の命令ストリームＩＤを分岐命令自身の実行時に自
身を制御するタグ類とともにパイプラインを流して、こ
れをもとに分岐が不成立となった場合のＩＤを決定して
いる。しかし、もっと単純な例としては分岐命令自身の
ＩＤとは異なる全てのＩＤについてこれをキャンセルす
べきものと指定することも考えられる。通常はこれで十
分である。但し、この場合には、ある分岐が確定して実
行すべき命令ストリームが確定するまでは、パイプライ
ンに投入できるのは現在実行中の命令ストリームまたは
その中に含まれるまだ確定していない分岐命令のうち、
最も近くにある、ただ一つの分岐命令のターゲットの命
令ストリームの２通りに限られるおそれがある。
ト側の命令ストリームＩＤを分岐命令自身の実行時に自
身を制御するタグ類とともにパイプラインを流して、こ
れをもとに分岐が不成立となった場合のＩＤを決定して
いる。しかし、もっと単純な例としては分岐命令自身の
ＩＤとは異なる全てのＩＤについてこれをキャンセルす
べきものと指定することも考えられる。通常はこれで十
分である。但し、この場合には、ある分岐が確定して実
行すべき命令ストリームが確定するまでは、パイプライ
ンに投入できるのは現在実行中の命令ストリームまたは
その中に含まれるまだ確定していない分岐命令のうち、
最も近くにある、ただ一つの分岐命令のターゲットの命
令ストリームの２通りに限られるおそれがある。
【００２２】また、この実施例では、分岐命令の実行の
完了前に分岐成立が確定する事があり得る。この場合に
は、分岐命令を含め、それよりも前のシーケンスの命令
は完了しなければならない。そこで分岐の確定したステ
ージが何処であるかを、図４に示す各ステージの無効化
を行うステージ無効化回路５−ｉに通知して、分岐の確
定したステージ以前のステージに限って無効化を行うよ
うにされる。この部分が図４においてキャンセルすべき
サイクルか否かの判別回路９として示されている。
完了前に分岐成立が確定する事があり得る。この場合に
は、分岐命令を含め、それよりも前のシーケンスの命令
は完了しなければならない。そこで分岐の確定したステ
ージが何処であるかを、図４に示す各ステージの無効化
を行うステージ無効化回路５−ｉに通知して、分岐の確
定したステージ以前のステージに限って無効化を行うよ
うにされる。この部分が図４においてキャンセルすべき
サイクルか否かの判別回路９として示されている。
【００２３】図６はパイプラインへの命令供給部分の要
部を示す。図中の符号１７ないし１９は夫々命令バッフ
ァ、２０はプリゼンテーション制御回路、２１は選択回
路を表している。命令はその実行に先立って主記憶装置
から順次取り出されて命令バッファ１７ないし１９に蓄
えられる。命令バッファから選択された命令語が図３に
示すパイプラインのＤステージにセットされ、かつ、そ
れが有効であることが示されると、命令実行が始まる。
部を示す。図中の符号１７ないし１９は夫々命令バッフ
ァ、２０はプリゼンテーション制御回路、２１は選択回
路を表している。命令はその実行に先立って主記憶装置
から順次取り出されて命令バッファ１７ないし１９に蓄
えられる。命令バッファから選択された命令語が図３に
示すパイプラインのＤステージにセットされ、かつ、そ
れが有効であることが示されると、命令実行が始まる。
【００２４】図２に示した命令ストリームを実行する場
合に、ＩＤ＝００，０１，１０のそれぞれの命令ストリ
ーム中の命令は、実行に先立つ取り込みによって、それ
ぞれ命令バッファ（Ａ，Ｂ，Ｃ）１７ないし１９にバッ
ファリングされていて、決定されたプリゼンテーション
のＩＤに従って、滞りなくパイプラインに供給される。 尚、ここで決定されたプリゼンテーションのＩＤはパイ
プラインに投入される命令の命令ストリームＩＤそのも
のであり、パイプラインの各ステージに引き継がれて行
く。プリゼンテーション制御回路２０におけるパイプラ
インへ投入する命令ストリームの決定は、図５に示した
分岐確定回路１２からの情報や、分岐予測を行った場合
にはその情報などによって決定される。この論理の詳細
および命令バッファの構造およびバッファからの命令の
プリゼンテーションの詳細については本発明の趣旨とは
直接関係がないので省略する。
合に、ＩＤ＝００，０１，１０のそれぞれの命令ストリ
ーム中の命令は、実行に先立つ取り込みによって、それ
ぞれ命令バッファ（Ａ，Ｂ，Ｃ）１７ないし１９にバッ
ファリングされていて、決定されたプリゼンテーション
のＩＤに従って、滞りなくパイプラインに供給される。 尚、ここで決定されたプリゼンテーションのＩＤはパイ
プラインに投入される命令の命令ストリームＩＤそのも
のであり、パイプラインの各ステージに引き継がれて行
く。プリゼンテーション制御回路２０におけるパイプラ
インへ投入する命令ストリームの決定は、図５に示した
分岐確定回路１２からの情報や、分岐予測を行った場合
にはその情報などによって決定される。この論理の詳細
および命令バッファの構造およびバッファからの命令の
プリゼンテーションの詳細については本発明の趣旨とは
直接関係がないので省略する。
【００２５】図７ないし図９は本発明の実施例において
図２に示した命令ストリームを実行した場合の処理の流
れを示す。
図２に示した命令ストリームを実行した場合の処理の流
れを示す。
【００２６】図７で示すのは次の場合である。図２に示
した命令ストリームの命令１ａ から命令３ａ の分岐
命令ＢＣを実行し、分岐命令（命令３ａ ）のＢステー
ジで分岐成立が確定するが、この時すでにパイプライン
には、分岐命令に続く同一ストリームの命令４ａ から
命令６ａ が投入されており、これらのキャンセルが行
われる。この時、命令４ａ ，５ａ ，６ａ のそれぞ
れがパイプラインのＴ，Ａ，Ｄの各ステージにあるが、
図５に示すキャンセル指示回路１１は分岐がＢステージ
で成立した事を分岐命令自身の命令ストリームＩＤとと
もに、図４で示す各ステージ無効化回路５−ｉに通知し
、これを受けて、図４に示す回路のうちＴ，Ａ，Ｄの各
ステージに対応するものは、その命令ストリームＩＤに
従って自ステージを無効化することを検知する。これに
よって、これらの各ステージは無効化され、それによっ
て次のステージへの遷移も止められ、命令４ａ ，５ａ
，６ａ はキャンセルされる。一方、分岐が成立した
ことは、図６に示す回路にも通知されてパイプラインに
投入する命令ストリームをＩＤ＝００からＩＤ＝０１に
切り替える。これによって、命令６ａ の後には、命令
１ｂ 〜３ｂ 、および、それに続く命令ストリームが
投入されて実行される。
した命令ストリームの命令１ａ から命令３ａ の分岐
命令ＢＣを実行し、分岐命令（命令３ａ ）のＢステー
ジで分岐成立が確定するが、この時すでにパイプライン
には、分岐命令に続く同一ストリームの命令４ａ から
命令６ａ が投入されており、これらのキャンセルが行
われる。この時、命令４ａ ，５ａ ，６ａ のそれぞ
れがパイプラインのＴ，Ａ，Ｄの各ステージにあるが、
図５に示すキャンセル指示回路１１は分岐がＢステージ
で成立した事を分岐命令自身の命令ストリームＩＤとと
もに、図４で示す各ステージ無効化回路５−ｉに通知し
、これを受けて、図４に示す回路のうちＴ，Ａ，Ｄの各
ステージに対応するものは、その命令ストリームＩＤに
従って自ステージを無効化することを検知する。これに
よって、これらの各ステージは無効化され、それによっ
て次のステージへの遷移も止められ、命令４ａ ，５ａ
，６ａ はキャンセルされる。一方、分岐が成立した
ことは、図６に示す回路にも通知されてパイプラインに
投入する命令ストリームをＩＤ＝００からＩＤ＝０１に
切り替える。これによって、命令６ａ の後には、命令
１ｂ 〜３ｂ 、および、それに続く命令ストリームが
投入されて実行される。
【００２７】図８で示すのは次の場合である。図２に示
した命令ストリームの命令４ｂ から順次に命令６ｂ
の分岐命令ＢＣまでを実行し、分岐命令のＥステージで
分岐不成立が確定するが、この時すでにパイプラインに
は、分岐のターゲットの命令ストリームの命令１ｃ か
ら命令４ｃ が、投入されており、これらのキャンセル
が行われる。分岐のターゲットの命令ストリームがパイ
プラインに投入されたのは、図６に示すプリゼンテーシ
ョン制御回路に対して、分岐予測回路（図示しない）か
ら過去にこの分岐命令を実施した時に分岐が成立したと
いう事が通知された事などの理由による事が考えられる
。キャンセルが図５，図４に示す回路によって行われる
様子は、図５が示す回路が図４に示す回路に通知するキ
ャンセルＩＤが分岐のターゲットのものである事以外は
前述の図７における場合と同様である。また、この場合
には、分岐不成立であるために、引き続いて実行される
のは分岐命令自身と同一の命令ストリームの命令である
。
した命令ストリームの命令４ｂ から順次に命令６ｂ
の分岐命令ＢＣまでを実行し、分岐命令のＥステージで
分岐不成立が確定するが、この時すでにパイプラインに
は、分岐のターゲットの命令ストリームの命令１ｃ か
ら命令４ｃ が、投入されており、これらのキャンセル
が行われる。分岐のターゲットの命令ストリームがパイ
プラインに投入されたのは、図６に示すプリゼンテーシ
ョン制御回路に対して、分岐予測回路（図示しない）か
ら過去にこの分岐命令を実施した時に分岐が成立したと
いう事が通知された事などの理由による事が考えられる
。キャンセルが図５，図４に示す回路によって行われる
様子は、図５が示す回路が図４に示す回路に通知するキ
ャンセルＩＤが分岐のターゲットのものである事以外は
前述の図７における場合と同様である。また、この場合
には、分岐不成立であるために、引き続いて実行される
のは分岐命令自身と同一の命令ストリームの命令である
。
【００２８】図９には図８で示したのと同じ部分の命令
ストリームを実行した場合である。しかし、この場合に
は、命令プリゼンテーションが図８に示したのとは異な
る動作をしている。これは、図８と同様に分岐予測回路
の働きなどによって、分岐のターゲットの命令ストリー
ムが投入されているが、そのタイミングが図８で示した
場合とは異なり、分岐命令ＢＣに続いてその後続の命令
７ｂ ，８ｂ がパイプラインに投入されてから、分岐
命令のターゲットの命令１ｃ ，２ｃ がパイプライン
に投入されている。こうした事は、例えば、命令ストリ
ームＩＤ＝１０で示される、命令１ｃ ないし３ｃ 、
及びこれに続く命令ストリームの供給が間に合わなかっ
た場合にもパイプラインを遊ばせない事をもくろむよう
な制御を考えると、容易に考えられるケースである。こ
の図９の場合においても分岐の確定からのキャンセルの
動作は、図７，図８に示した場合と同様にして行われる
。この場合に異なるのは、分岐命令６ｂ （ＢＣ）に続
いて実行すべき命令とキャンセルすべき命令が同時にパ
イプラインで実行中であり、これらが選択的にキャンセ
ルされていることである。この選択性は図７，図８に示
した場合の動作と全く同一の制御によってなされるもの
である。即ち、図７，図８に示した場合の動作で説明し
た如く、キャンセルを行う時にパイプラインの各ステー
ジの命令ストリームＩＤをキャンセルすべき命令ストリ
ームのＩＤと比較することによってなされる。
ストリームを実行した場合である。しかし、この場合に
は、命令プリゼンテーションが図８に示したのとは異な
る動作をしている。これは、図８と同様に分岐予測回路
の働きなどによって、分岐のターゲットの命令ストリー
ムが投入されているが、そのタイミングが図８で示した
場合とは異なり、分岐命令ＢＣに続いてその後続の命令
７ｂ ，８ｂ がパイプラインに投入されてから、分岐
命令のターゲットの命令１ｃ ，２ｃ がパイプライン
に投入されている。こうした事は、例えば、命令ストリ
ームＩＤ＝１０で示される、命令１ｃ ないし３ｃ 、
及びこれに続く命令ストリームの供給が間に合わなかっ
た場合にもパイプラインを遊ばせない事をもくろむよう
な制御を考えると、容易に考えられるケースである。こ
の図９の場合においても分岐の確定からのキャンセルの
動作は、図７，図８に示した場合と同様にして行われる
。この場合に異なるのは、分岐命令６ｂ （ＢＣ）に続
いて実行すべき命令とキャンセルすべき命令が同時にパ
イプラインで実行中であり、これらが選択的にキャンセ
ルされていることである。この選択性は図７，図８に示
した場合の動作と全く同一の制御によってなされるもの
である。即ち、図７，図８に示した場合の動作で説明し
た如く、キャンセルを行う時にパイプラインの各ステー
ジの命令ストリームＩＤをキャンセルすべき命令ストリ
ームのＩＤと比較することによってなされる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、予めパイプラインに投
入されて実行を開始した命令を選択的にキャンセルする
ことができる。このために、命令プリゼンテーションの
制御に自由度を与え、分岐の確定からのキャンセルの制
御をこれと独立したものとすることができる点で、大き
な効果が期待できる。
入されて実行を開始した命令を選択的にキャンセルする
ことができる。このために、命令プリゼンテーションの
制御に自由度を与え、分岐の確定からのキャンセルの制
御をこれと独立したものとすることができる点で、大き
な効果が期待できる。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】実施例において実行される命令ストリームの一
例である。
例である。
【図３】実施例パイプラインである。
【図４】ステージ無効化回路の構成例である。
【図５】キャンセル指示回路の構成例である。
【図６】パイプラインへの命令供給部分の要部である。
【図７】処理の流れの例である。
【図８】処理の流れの例である。
【図９】処理の流れの例である。
１ 実行ステージ
２ タグ
３ 命令ストリームＩＤ
４ 有効フラグ
５ ステージ無効化回路
６ キャンセルＩＤ
７ キャンセル条件成立情報
１１ キャンセル指示回路
１２ 分岐確定回路
Claims (2)
- 【請求項１】 命令ストリーム中の命令を逐次実行し
てゆくパイプラインをそなえたパイプライン処理方式を
採用した情報処理装置において、上記パイプラインを構
成する夫々の実行ステージ（１−ｉ）に、当該ステージ
の有効性を指示する有効フラグ（４−ｉ）と、当該ステ
ージに投入されている命令ストリームを指示する命令ス
トリームＩＤ（３−ｉ）と、当該ステージの実行を制御
するタグ（２−ｉ）とを少なくとも設けると共に、上記
パイプラインを構成する夫々の上記実行ステージ（１−
ｉ）に、当該ステージの実行を無効化するステージ無効
化回路（５−ｉ）を設け、各実行ステージにおける上記
ステージ無効化回路（５−ｉ）は、キャンセル対象とな
る命令ストリームのキャンセルＩＤ（６）とキャンセル
条件成立情報（７）とを受け取り、パイプラインの各実
行ステージの命令ストリームＩＤ（３−ｉ）と一致する
上記キャンセルＩＤ（６）を受け取りかつ上記キャンセ
ル条件成立情報（７）を受け取った際に、キャンセルす
べきサイクルを判別して、当該実行ステージにおける上
記有効フラグ（４−ｉ）を無効化するようにしたことを
特徴とするパイプライン制御方式。 - 【請求項２】 上記パイプラインは、分岐命令の実行
に対応して、分岐成立・不成立を確定する分岐確定回路
（１２）を有するキャンセル指示回路（１１）をそなえ
、当該キャンセル指示回路（１１）は、上記分岐成立の
場合に、当該分岐の成立した分岐命令をもつ上記命令ス
トリームに該当する上記命令ストリームＩＤを上記キャ
ンセルＩＤ（６）として上記各ステージ無効化回路（５
−ｉ）に供給すると共に、上記分岐成立に対応してキャ
ンセル条件が成立すべき実行ステージに対して上記キャ
ンセル条件成立情報（７）を供給し、かつ上記分岐不成
立の場合に、当該分岐が成立した場合のターゲットとな
るべき命令ストリームに該当する上記命令ストリームＩ
Ｄを上記キャンセルＩＤ（６）として上記各ステージ無
効化回路（５−ｉ）に供給すると共に、上記分岐不成立
に対応してキャンセル条件が成立すべき実行ステージに
対して上記キャンセル条件成立情報（７）を供給するよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載のパイプライン
制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02412409A JP3082944B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | パイプライン処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02412409A JP3082944B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | パイプライン処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220722A true JPH04220722A (ja) | 1992-08-11 |
| JP3082944B2 JP3082944B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=18521253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02412409A Expired - Fee Related JP3082944B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | パイプライン処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082944B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07281893A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 処理システム及び演算方法 |
| JPH07281894A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 処理システムおよび動作の方法 |
| WO2004031944A1 (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-15 | Fujitsu Limited | プロセッサ及び命令制御方法 |
| JP2009524167A (ja) * | 2006-01-20 | 2009-06-25 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | オペランドの早期の条件付き選択 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56123041A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-26 | Hitachi Ltd | Information processor |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP02412409A patent/JP3082944B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56123041A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-26 | Hitachi Ltd | Information processor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009524167A (ja) * | 2006-01-20 | 2009-06-25 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | オペランドの早期の条件付き選択 |
| US9710269B2 (en) | 2006-01-20 | 2017-07-18 | Qualcomm Incorporated | Early conditional selection of an operand |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3082944B2 (ja) | 2000-09-04 |
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