JPH04256032A - Pipeline system - Google Patents

Pipeline system

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JPH04256032A
JPH04256032A JP3017202A JP1720291A JPH04256032A JP H04256032 A JPH04256032 A JP H04256032A JP 3017202 A JP3017202 A JP 3017202A JP 1720291 A JP1720291 A JP 1720291A JP H04256032 A JPH04256032 A JP H04256032A
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JP
Japan
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memory
data
check bit
register
write
Prior art date
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JP3017202A
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Japanese (ja)
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JP2643612B2 (en
Inventor
Kazuhide Hosaka
保坂 和秀
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To cancel the delay of write operation to a memory due to time taken for generating a check bit. CONSTITUTION:In the one-chip processor of a pipeline system in which stored data held in an accumulator 1 to store the result of arithmetic operation is transferred to a write register 4, and the write operation to the memory is executed in the next machine cycle, the stored data held in the accumulator 1 is inputted, and by a check bit generation circuit 5 for correcting an error and the register 3 to hold the check bit generated by the generation circuit 5 at the same timing as the timing at which the stored data is stored in the register 4, the check bit is outputted to an external memory 6 at the same timing as the data at the time when the data is written in the external memory 6 in conformity with a store a instruction.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はパイプライン方式に関し
、特にパイプラインの中に、メモリ・アクセス時に発生
する1ビット・エラー(ソフト・エラー)の訂正用チュ
ック・ビット生成回路を挿入したパイプライン方式に関
する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a pipeline system, and more particularly to a pipeline system in which a check bit generation circuit for correcting a 1-bit error (soft error) that occurs during memory access is inserted into the pipeline. Regarding the method.

【0002】0002

【従来の技術】従来の技術としては、ソフト・エラー訂
正用のチェック・ビット生成回路はプロセッサとメモリ
の中間に位置し、プロセッサの出力するデータからチェ
ック・ビットを生成し、メモリに書き込んでいた。
[Prior Art] In the conventional technology, a check bit generation circuit for soft error correction was located between the processor and the memory, and generated check bits from data output from the processor and wrote them to the memory. .

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術の
ように、プロセッサの出力するデータからチェック・ビ
ットを生成しメモリに書き込む方式では、チェック・ビ
ットを生成する時間がそのままメモリ・サイクル・タイ
ムに含まれてしまい、インターリーブなどの技術を駆使
できない小規模な装置においては、性能上大きな問題に
なっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional technology described above, in which check bits are generated from data output by a processor and written into memory, the time to generate the check bits is directly equal to the memory cycle time. In small-scale equipment that cannot make full use of techniques such as interleaving, this has become a major performance problem.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明のパイプランイン
方式は、演算結果を格納するアキュムレータに保持され
たストア・データを書き込みデータ・レジスタに転送し
、次のマシンサイクルでメモリに対する書き込み動作を
行うパイプライン方式の1チップ・プロセッサにおいて
、前記アキュムレータに保持されたストア・データを入
力して、エラー訂正用のチェック・ビットを生成する第
一の手段と、前記第一の手段により生成されたチェック
・ビットを、前記書き込みデータ・レジスタに前記スト
ア・データを格納するタイミングと同じタイミングで保
持する第二の手段により、ストア命令に従って、メモリ
データを書き込む際に、データの同じタイミングでチェ
ック・ビットをメモリに対して出力して構成される。
[Means for Solving the Problems] The pipeline-in method of the present invention transfers store data held in an accumulator that stores operation results to a write data register, and performs a write operation to memory in the next machine cycle. In a pipelined one-chip processor, a first means for inputting store data held in the accumulator to generate a check bit for error correction; and a check generated by the first means. - The second means for holding the bit at the same timing as the storage data in the write data register allows the check bit to be held at the same timing of the data when writing memory data according to the store instruction. Constructed by outputting to memory.

【0005】[0005]

【実施例】図1に本発明の実施例を示す。図中1は加算
器10の経過を格納するアキュムレータ、図中2はアキ
ュムレータ1の内容が常に出力されている内部バス、図
中4は書き込みデータ・レジスタ、図中6は外部メモリ
である。図中5は第一の手段の一例で、本発明の特徴で
あるソフト・エラー訂正用チェック・ビット生成回路で
あり、図中3は第二の手段の一例で、そのチェック・ビ
ットを格納するレジスタである。チェック・ビット生成
回路の入力内部バス2に接続されている。
Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. 1 in the figure is an accumulator that stores the progress of the adder 10, 2 in the figure is an internal bus to which the contents of the accumulator 1 are always output, 4 in the figure is a write data register, and 6 in the figure is an external memory. 5 in the figure is an example of the first means, which is a check bit generation circuit for soft error correction, which is a feature of the present invention, and 3 in the figure is an example of the second means, which stores the check bit. It is a register. It is connected to the input internal bus 2 of the check bit generation circuit.

【0006】ストア命令実行は、まず、書き込みデータ
を加算器経由でアキュムレータ1に格納し、次のマシン
サイクルで内部バス2を介して書き込みデータ・レジス
タ4に転送し、更に次のマシンサイクルで外部メモリ6
に対して書き込み動作を行う。
[0006] To execute a store instruction, first, write data is stored in accumulator 1 via an adder, transferred to write data register 4 via internal bus 2 in the next machine cycle, and transferred to the external write data register in the next machine cycle. memory 6
Perform a write operation on the .

【0007】本発明においては上記書き込みデータの流
れに沿ってチェック・ビットを生成するものである。つ
まり、書き込みデータがアキュムレータ1から書き込み
データ・レジスタ4に転送される期間において、ソフト
・エラー訂正用チェック・ビット生成回路5によってチ
ェック・ビットが生成され、書き込みデータが書き込み
データ・レジスタ4に格納されるのと同時にレジスタ3
に格納される。また、外部メモリ6に対して書き込み動
作が行われる期間では、書き込みデータ・レジスタ4に
格納されたデータがメモリに対して出力されるのと同じ
タイミングで、レジスタ3に格納されたチェック・ビッ
トも出力される。
In the present invention, check bits are generated along the flow of the write data. That is, during the period in which write data is transferred from the accumulator 1 to the write data register 4, a check bit is generated by the soft error correction check bit generation circuit 5, and the write data is stored in the write data register 4. Register 3 at the same time as
is stored in Also, during the period when a write operation is performed on the external memory 6, the check bit stored in the register 3 is also output at the same timing as the data stored in the write data register 4 is output to the memory. Output.

【0008】ソフト・エラー訂正用チェック・ビット生
成回路5の詳細については、すでにチェック・ビット生
成回路自体は一般的であり、また本発明の請求範囲には
何ら関わらないので、ここでは省略する。
Details of the check bit generation circuit 5 for soft error correction are omitted here because the check bit generation circuit itself is already common and does not relate to the scope of the claims of the present invention.

【0009】本発明の最も効果的な例として、ストア命
令が連続して処理されるときのタイミング・チャートを
図2に示す。こので示すパイプライン方式としては、1
命令の処理は下に示すように各処理に分けられ、パイプ
ライン段数は7段となっている。各処理は基本的には1
クロックで終了し、メモリ・アクセスは1クロックで行
うことができ、命令フェッチはオペランド・リード/ラ
イト動作のないときに行われるものとする。
As the most effective example of the present invention, FIG. 2 shows a timing chart when store instructions are processed successively. The pipeline method shown here is 1
Instruction processing is divided into each process as shown below, and the number of pipeline stages is seven. Each process is basically 1
It is assumed that memory access can be performed in one clock, and instruction fetch is performed when there is no operand read/write operation.

【0010】D:命令デコード A:アドレス計算 T:アドレス変換 P:オペランド・リード E:演算 S:演算結果格納    アキュムレータの内容をジェ
ネラルレジスタ等に転送する W:メモリ・ライト    ストア命令以外では現れな
いステージ ここでは、書き込みデータがアキュムレータ1から書き
込みデータ・レジスタ4に転送される処理がSステージ
、外部メモリ6に対して書き込み動作がWステージで行
われるものである。したがって、本発明に依れば、書き
込みデータのチェック・ビットはSステージの終了時に
は書き込みデータとともに用意されており、次のWステ
ージにおいては書き込みデータと同タイミングでメモリ
に供給される。したがって、チェック・ビット生成に要
する時間はSステージに含まれWステージには含まれな
いので、Wステージにおいて高速なメモリ・ライトが可
能で、パイプラインに乱れは生じず、後続命令も待ち合
わせ無く処理される。また、Sステージの処理としては
、通常、アキュムレータ1から書き込みデータ・レジス
タ4に書き込みデータを転送するだけなので、ここにチ
ュック・ビット生成に要する時間を加えても、Sステー
ジのディレイ・タイムは十分にマシンサイクル内に抑え
ることができる。
D: Instruction decode A: Address calculation T: Address conversion P: Operand read E: Operation S: Operation result storage Transfers the contents of the accumulator to the general register, etc. W: Memory write A stage that does not appear except for store instructions Here, the process of transferring write data from the accumulator 1 to the write data register 4 is performed in the S stage, and the write operation to the external memory 6 is performed in the W stage. Therefore, according to the present invention, the check bit of the write data is prepared together with the write data at the end of the S stage, and is supplied to the memory at the same timing as the write data in the next W stage. Therefore, since the time required to generate check bits is included in the S stage and not included in the W stage, high-speed memory writing is possible in the W stage, there is no disturbance in the pipeline, and subsequent instructions are processed without waiting. be done. In addition, the S stage processing normally only involves transferring write data from accumulator 1 to write data register 4, so even if you add the time required to generate the check bit, the S stage delay time is sufficient. can be kept within the machine cycle.

【0011】パイプライン方式である以上、上記の各ス
テージの処理は所定の同じ時間(図2では1クロック)
内に終わることが要求かれる。しかし、この要求が最も
厳しいのはPステージとWステージで、つまりメモリ・
アクセスを行うステージである。とりわけWステージに
おいてメモリのデータを書き込みむ際にソフト・エラー
訂正用チェック・ビットを生成する必要性のある時は、
チェック・ビット生成に要する時間がまともにWステー
ジの処理時間の加算され、1マシンサイクル内に処理を
終えることができず、Wステージだけ例えば2倍になる
ことは避けられない。
Since the pipeline system is used, the processing of each stage described above takes the same predetermined time (one clock in FIG. 2).
It is required to end within. However, this requirement is the strictest in the P stage and W stage, that is, in the memory
This is the stage for access. Especially when it is necessary to generate check bits for soft error correction when writing memory data in the W stage,
The time required for check bit generation is directly added to the processing time of the W stage, so that the processing cannot be completed within one machine cycle, and it is inevitable that the time required for the W stage will be doubled, for example.

【0012】最近は高校のSRAMの登場でメモリ・ア
クセスを1クロックで行えるようになり、これにより性
能の向上が大幅に図られている。ここでもしステータス
が他のステージよりも処理時間が伸びたならば、図3に
示すように、ライト命令の後続命令は前段のステージで
待たされることになる。
[0012] Recently, with the advent of SRAMs in high schools, memory access can be performed in one clock, which has greatly improved performance. Here, if the processing time of the status is longer than that of other stages, the subsequent instructions of the write instruction will be forced to wait in the previous stage, as shown in FIG.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ソフト・
エラー訂正用のチェック・ビット生成回路をパイプライ
ンの中に取り込み、書き込みデータをアキュムレータか
ら書きみ込みデータ・レジスタに転送するのと並行して
チェック・ビットを生成し、メモリに対して書き込みデ
ータの同じタイミングで送出することにより、チェック
・ビット生成にかかる時間によるメモリ書き込みの動作
を遅れを解消し、性能向上に大きく貢献するもとである
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides software
A check bit generation circuit for error correction is incorporated into the pipeline, generating check bits in parallel with transferring write data from the accumulator to the write data register, and transmitting the write data to the memory. By sending the data at the same timing, it eliminates delays in memory write operations due to the time it takes to generate check bits, greatly contributing to improved performance.

【0014】一方、ソフト・エラー訂正機能(ECC機
能)は、高信頼性を求められる装置には欠かすことがで
きないため、近年SRAMを使った小規模な装置におい
ても一般的に採用されている。ECC機能をプロセッサ
とメモリの中間に備えた場合は実施例でも述べた通り、
メモリ・サイクル・タイムが増大することで性能が低下
することになる。本発明はこの信頼性と性能のギャップ
を完全に克服するものである。
On the other hand, since a soft error correction function (ECC function) is indispensable for devices that require high reliability, it has recently been commonly employed even in small-scale devices using SRAM. As mentioned in the embodiment, when the ECC function is provided between the processor and the memory,
Performance will decrease due to increased memory cycle time. The present invention completely overcomes this reliability and performance gap.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明においてストア命令が連続したときの有
効性を示すタイミング・チャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the effectiveness of consecutive store instructions in the present invention.

【図3】同様にメモリ書き込みに1クロック余計にかか
るときのストア命令が連続したときのタイミング・チャ
ートである。
FIG. 3 is a timing chart when store commands are executed consecutively when memory writing takes an extra clock.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    アキュムレータ 2    内部バス 3    チェック・ビットを格納するレジスタ4  
  書き子みデータを格納するレジツタ5    ソフ
ト・エラー訂正用チェック・ビット生成回路6    
外部メモリ 10    加算器 11    1チップ・プロセッサ
1 Accumulator 2 Internal bus 3 Register 4 that stores check bits
Register 5 for storing write data Check bit generation circuit 6 for soft error correction
External memory 10 Adder 11 1-chip processor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  演算結果を格納するアキュムレータに
保持されたストア・データを書き込みデータ・レジスタ
に転送し、次のマシンサイクルでメモリに対する書き込
み動作を行うパイプライン方式の1チップ・プロセッサ
において、前記アキュムレータに保持されたストア・デ
ータを入力して、エラー訂正用のチェック・ビットを生
成する第一の手段と、前記第一の手段により生成された
チェック・ビットを、前記書き込みデータ・レジスタに
前記ストア・データを格納するタイミングと同じタイミ
ングで保持する第二の手段により、ストア命令に従って
、メモリデータを書き込む際に、データの同じタイミン
グでチェック・ビットをメモリに対して出力して成るこ
とを特徴とするパイプライン方式。
1. A pipelined one-chip processor that transfers store data held in an accumulator that stores operation results to a write data register, and performs a write operation to memory in the next machine cycle. a first means for generating check bits for error correction by inputting store data held in the write data register; - The second means for holding data at the same timing as the data storage timing outputs a check bit to the memory at the same data timing when writing memory data according to a store instruction. Pipeline method.
JP3017202A 1991-02-08 1991-02-08 Pipeline method Expired - Lifetime JP2643612B2 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03501659A (en) * 1988-08-30 1991-04-11 ユニシス コーポレーシヨン Pipeline address check bit stack controller

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03501659A (en) * 1988-08-30 1991-04-11 ユニシス コーポレーシヨン Pipeline address check bit stack controller

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