JPH04278636A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコードを格納
するメモリを節約し、且つ処理速度を向上させたマイク
ロプログラム制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マイクロプログラム制御は、シーケンス
制御の１方式として広く知られている。図２に、従来の
マイクロプログラム制御装置を示す。図２において、１
はマルチプレクサ、２はコンピュータ・コントロール・
ユニット、３はレジスタ、４はマルチプレクサ、５はマ
イクロプログラム・メモリ、６はパイプライン・レジス
タ、７はマイクロプログラム・カウンタ、８はインクリ
メンタ、Ｓ１〜Ｓ１３は各種の信号である。

【０００３】マイクロプログラムの各ステップでの処理
内容を表すマイクロコードは、マイクロプログラム・メ
モリ５に格納されている。そのマイクロコードは、マル
チプレクサ４から出力されるアドレス信号Ｓ１２によっ
て読み出される。そのアドレス信号Ｓ１２は、マルチプ
レクサ４に入力されるアドレス信号Ｓ８〜Ｓ１１の中よ
り、コンピュータ・コントロール・ユニット２からの選
択信号Ｓ７に基づいて選択されたものである。マイクロ
プログラム・メモリ５から読み出されたマイクロコード
Ｓ１３は、パイプライン・レジスタ６にラッチされる。 マイクロコードのデータ内容にはいろいろな種類のもの
があるが、その種類に応じて、マルチプレクサ１，コン
ピュータ・コントロール・ユニット２，レジスタ３ある
いはマルチプレクサ４へ送られる。

【０００４】マルチプレクサ１に入力される複数の信号
Ｓ１は、マイクロプログラム制御装置の制御対象となっ
ている各種の装置，回路等が現在どのような動作状態で
あるかを表す信号（コンディション信号）である。コン
ディション信号は、或る特定の動作状態であることを表
す場合（「真」）と、そうでない場合（「偽」）とがあ
り、それぞれ「１」，「０」等の信号で表される。マル
チプレクサ１に対する選択信号Ｓ２は、いまマイクロプ
ログラム制御装置による制御を加えようとしている或る
特定の装置（あるいは回路等）に対応した信号であり、
その選択信号Ｓ２により、複数のコンディション信号Ｓ
１の中から該装置の動作状態を示しているものが選択さ
れる。それが、コンディション信号Ｓ３である。

【０００５】コンピュータ・コントロール・ユニット２
は、パイプライン・レジスタ６から送られて来る信号Ｓ
４（マイクロコード）に基づき、レジスタ３，マルチプ
レクサ４等を制御する。マルチプレクサ４に対する信号
Ｓ７は、マルチプレクサ４に入力される複数個のアドレ
スＳ８〜Ｓ１１の中から、１つを選択する作用をする。

【０００６】レジスタ３は、ステップ数の管理をするこ
との外に、プログラムの途中でループ動作（同じステッ
プに留まるという動作。この動作については、後で詳し
く説明する）をするためにも用いられる。従って、レジ
スタ３に対する信号Ｓ５は、ループ動作をするためのア
ドレス信号Ｓ６（パイプライン・レジスタ６から送られ
て来る）を格納したりする際の指示であったりする。ル
ープ動作のためのアドレス信号は、Ｓ９としてマルチプ
レクサ４へ入力され、マルチプレクサ４での選択の候補
とされる。即ち、ループ動作を行えという場合には、Ｓ
９が選択される。なお、或るステップにてループ動作を
行うか否かは、コンディション信号Ｓ３が「真」か「偽
」かに依存するように定められる。例えば、「偽」の時
にループ動作を行うとか定める。

【０００７】マイクロコードによっては、次にアクセス
するアドレスを直接指示するもの（イミィーディエイト
，ＩＭ）がある。Ｓ８はそのようなアドレス信号であり
、パイプライン・レジスタ６から直接マルチプレクサ４
に入力される。このアドレスが次々に選ばれ、そのアド
レスへのアクセスがなされる。

【０００８】Ｓ１１は、マルチプレクサ４から出力され
たアドレス信号Ｓ１２に、プラス１した値のアドレス信
号である。これは、アドレス信号Ｓ１２がインクリメン
タ８でプラス１された値にされ、それをマイクロプログ
ラム・カウンタ７にラッチし、しかる後、マルチプレク
サ４へ提供される。プログラムのステップが、ループ動
作により停滞するのではなく、次のステップへ進めとい
う場合には、マルチプレクサ４でアドレス信号Ｓ１１が
選択される。なお、Ｓ１０は、コマンドによって与えら
れる場合のアドレス信号である。

【０００９】図３は、プログラムの進行過程の一部を示
す図である。Ｋ，Ｌ，Ｍはステップであり、プログラム
は矢印方向にＫ→Ｌ→Ｍと進む。ステップＫの前の点線
およびステップＭの後の点線は、そこに幾つかのステッ
プが続いていることを示している。ステップＬは、コン
ディション信号Ｓ３によって（つまり条件によって）ル
ープ動作を行うか、行わずに次のステップへ進むかする
ステップである。ループ動作とは、次のステップへ進ま
ず同じステップに留まる動作のことであるから、自分よ
り発して自分に帰る図３のループ経路ロで表される。次
のステップＭに進む動作は、直進経路イで表されている
。

【００１０】図５は、マイクロプログラム・メモリ５に
格納されている従来のマイクロコードの例を示す図であ
る。左欄の「Ａ」等は、それらが格納されているアドレ
スを示す。「ＣＯＮＴ」は先へ進むという意味を持つマ
イクロコードであり、「ＣＮＤＬＯＯＰ」はコンディシ
ョン信号の値によっては（例えば、「偽」の時）ループ
動作するというマイクロコードである。「ＬＯＯＰＳＥ
Ｔ，…，Ａ，…」は、ループ動作を設定するマイクロコ
ードである。即ち、条件によってはループ動作をすると
いう意味のマイクロコードが格納してあるアドレス「Ａ
」を、レジスタ３にセットするマイクロコードである。

【００１１】通常、マイクロプログラム・メモリ５では
、プログラムの進行順に沿ったマイクロコードが、順に
大きくなるアドレスに格納される。図５の左欄のアドレ
スも、「Ａ−２」→「Ａ−１」→「Ａ」→「Ａ＋１」と
順に大きくなっている。

【００１２】プログラムの進行過程において、図３に示
したループ経路ロのようなループ動作を行わせるために
は、ループ動作の準備をする「ＬＯＯＰＳＥＴ」とルー
プ動作を実行する「ＣＮＤＬＯＯＰ」の２つのマイクロ
コードを必要とする。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】（問題点）しかしなが
ら、前記した従来のマイクロプログラム制御装置には、
次のような問題点があった。第１の問題点は、ループ動
作を実現するのに「ＬＯＯＰＳＥＴ」と「ＣＮＤＬＯＯ
Ｐ」の２つのマイクロコードを必要とするので、マイク
ロプログラム・メモリ５の中に、それらを格納する領域
を確保しなければならず、広い領域を消費してしまうと
いう点である。

【００１４】第２の問題点は、処理速度が低下するとい
う点である。なぜなら、ループ動作するかしないかを決
めるステップの前に、そのループ動作の準備のための「
ＬＯＯＰＳＥＴ」のステップを、必ず経て来なければな
らないからである。もしループ動作が行われれば準備を
した甲斐があるが、ループ動作が行われなかったならば
１ステップ無駄に時間を費やしたことになる。例えば、
図３のステップＬで、コンディション信号Ｓ３として最
初に「真」の信号が来れば、ループ経路ロを回ることな
く直進経路イを進んで行ってしまうから、時間をかけて
「ＬＯＯＰＳＥＴ」のステップを実行したことは、結局
無駄に時間を消費したことと同様になり、処理速度は低
下する。

【００１５】本発明は、以上のような問題点を解決する
ことを課題とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
、本発明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・メモリをアクセスするアドレスを選択する
マルチプレクサと、該選択されたアドレスをラッチし且
つ前記マルチプレクサにそれを出力するループ・レジス
タと、該選択されたアドレスによりマイクロプログラム
・メモリから読み出されたデータが所定の条件でループ
動作を行うものである場合に、該条件になった時にルー
プ・レジスタより出力されているアドレスを選択するよ
う前記マルチプレクサを制御するコンピュータ・コント
ロール・ユニットとを具えることとした。

【００１７】

【作　　　　用】マイクロプログラム・メモリをアクセ
スするのに使うアドレスは、マルチプレクサにて決める
が、決めたアドレスをループ・レジスタにラッチしてお
き、それを次にアクセスするアドレスを決める際に、候
補としてマルチプレクサに提供する。そして、ループ動
作をする（即ち、プログラムのステップを先に進めず、
同じステップに留まる）という時には、前記のようにし
て提供されているアドレスを選択する。

【００１８】上記のようにすれば、ループ動作のための
アドレスの候補はループ・レジスタというハードウエア
により常にマルチプレクサに提供されているので、ルー
プ動作の準備のためにそのアドレスをレジスタ３にセッ
トするというマイクロコード「ＬＯＯＰＳＥＴ」を、マ
イクロプログラム・メモリ内に用意しておく必要がなく
なる。また、プログラム内で「ＬＯＯＰＳＥＴ」のステ
ップを実行する時間も不用となる。その結果、マイクロ
プログラム・メモリの容量を少なくすることが可能にな
ると共に、処理速度を速くすることが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に、本発明のマイクロプログラム制御
装置を示す。符号は図２のものに対応し、９はループ・
レジスタである。図２と対応する部分の動作は、従来と
略同様であるので、説明は省略する。構成上図２の従来
例と異なる点は、ループ・レジスタ９を追加した点にあ
る。

【００２０】ループ・レジスタ９は、マルチプレクサ４
から出力されるアドレス信号Ｓ１２を各ステップ毎にラ
ッチし、常にマルチプレクサ４に提供している（アドレ
ス信号Ｓ１４）。仮に、或る時点でマルチプレクサ４か
ら出力されたアドレス信号Ｓ１２を「Ａ」とすると、「
Ａ」はループ・レジスタ９にラッチされる。一方、アド
レス「Ａ」によりアクセスされてマイクロプログラム・
メモリ５より読み出されたデータ（マイクロコード）は
、パイプライン・レジスタ６にラッチされる。

【００２１】次に、そのデータはパイプライン・レジス
タ６より出力されるが、その時に合わせてループ・レジ
スタ９は、ラッチしていたアドレス「Ａ」を、マルチプ
レクサ４へ出力する。ループ・レジスタ９より提供して
いるアドレスが、マルチプレクサ４にて選択されるのは
、ループ動作をする時である。逆に言うならば、ループ
動作に備えて、ループ・レジスタ９より常に所要のアド
レスが提供されている。

【００２２】図４は、本発明でのマイクロコードを示す
図であり、符号は図５のものに対応している。図５と異
なる点は、「ＬＯＯＰＳＥＴ」というマイクロコードが
無い点である。それが無くても、本発明では次のように
してループ動作が行われる。

【００２３】アドレス「Ａ」に格納されているデータ（
マイクロコード）は「ＣＮＤＬＯＯＰ」であり、コンデ
ィション信号Ｓ３が「偽」であった場合には、コンピュ
ータ・コントロール・ユニット２からの選択信号Ｓ７に
より、マルチプレクサ４にてアドレス信号Ｓ１４が選択
される。ところが、その時のアドレス信号Ｓ１４として
は、前記したように先のアドレス「Ａ」が来ている。 これが選択されることにより、再び同じアドレスがアク
セスされるから、同じステップに留まることになる。即
ち、ループ動作が行われる。「真」であった場合には「
Ａ」は選択されず、ステップを先へ進めるアドレスの方
（例、アドレス信号Ｓ１１）が選択される。

【００２４】なお、レジスタ３は、本発明ではループ動
作をするアドレス（Ａ）のラッチには用いず、本来の目
的であるステップ数の管理に用いられる。レジスタ３に
余裕が出来るから、更に複雑なシーケンスを組むことが
可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のマイクロプロ
グラム制御装置によれば、次のような効果を奏する。 ■　　マイクロプログラム・メモリの容量が少なくて済
む。図４と図５との対比から分かるように、本発明では
、「ＬＯＯＰＳＥＴ」というマイクロコードを必要とし
ないので、その分だけマイクロプログラム・メモリの容
量が少なくて済む。 ■　　処理速度が速くなる。ループ動作をさせるには、
従来は「ＬＯＯＰＳＥＴ」というステップを必ず経る必
要があったが、本発明では不用となる。従って、そのス
テップに要する時間だけ処理速度が速くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロプログラム制御装置

【図２】
従来のマイクロプログラム制御装置

【図３】プログラム
の進行過程の一部を示す図

【図４】本発明でのマイクロ
コードを示す図

【図５】従来のマイクロコードの例を示
す図

【符号の説明】

１　　　　マルチプレクサ ２　　　　コンピュータ・コントロール・ユニット３　
　　　レジスタ ４　　　　マルチプレクサ ５　　　　マイクロプログラム・メモリ６　　　　パイ
プライン・レジスタ ７　　　　マイクロプログラム・カウンタ８　　　　イ
ンクリメンタ ９　　　　ループ・レジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マイクロプログラム・メモリをアクセ
   スするアドレスを選択するマルチプレクサと、該選択さ
   れたアドレスをラッチし且つ前記マルチプレクサにそれ
   を出力するループ・レジスタと、該選択されたアドレス
   によりマイクロプログラム・メモリから読み出されたデ
   ータが所定の条件でループ動作を行うものである場合に
   、該条件になった時にループ・レジスタより出力されて
   いるアドレスを選択するよう前記マルチプレクサを制御
   するコンピュータ・コントロール・ユニットとを具えて
   いることを特徴とするマイクロプログラム制御装置。