JPH0464094B2 - - Google Patents
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- JPH0464094B2 JPH0464094B2 JP61298035A JP29803586A JPH0464094B2 JP H0464094 B2 JPH0464094 B2 JP H0464094B2 JP 61298035 A JP61298035 A JP 61298035A JP 29803586 A JP29803586 A JP 29803586A JP H0464094 B2 JPH0464094 B2 JP H0464094B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
マイクロプログラミング方式の計算機における
命令フエツチ方式であつて、計算機内フアームウ
エアに基づくマクロ命令フエツチの処理速度の向
上のために、ワードバウンダリに対応した命令バ
ツフアと、その命令バツフアに有効なマクロ命令
が存在するか否かを示すフラグを持ち、マクロ命
令フエツチのためのマイクロ命令が発行された時
のフラグの無効/有効によりマクロ命令フエツチ
の処理を行うように構成することにより、マクロ
命令フエツチの処理速度の向上及びフアームウエ
アで前記フラグを意識することなく簡易な方法で
処理が可能となる。[Detailed Description of the Invention] [Summary] In order to improve the processing speed of macro instruction fetches based on internal firmware in an instruction fetch method in a microprogramming computer, an instruction buffer corresponding to word boundaries is provided. It has a flag indicating whether or not a valid macro instruction exists in the instruction buffer, and is configured to perform macro instruction fetch processing depending on whether the flag is disabled or enabled when a micro instruction for macro instruction fetch is issued. By doing so, the processing speed of macro instruction fetching can be improved and processing can be performed in a simple manner without being aware of the flags in the firmware.
本発明は、マイクロプログラミング方式の計算
機における命令フエツチ方式に関する。
The present invention relates to an instruction fetch method in a microprogramming type computer.
一般に、計算機ではマクロ命令(原始言語中に
おける1つの命令)は主記憶メモリ上に置かれ、
1つのマクロ命令をフエツチするためには、主記
憶メモリから読取らなければならない。尚、読取
つたデータは命令バツフアに格納する。 Generally, in a computer, a macro instruction (one instruction in a source language) is placed in main memory,
To fetch one macroinstruction, it must be read from main memory. Note that the read data is stored in the command buffer.
主記憶装置を構成する主記憶メモリは、一般に
ダイナミツクRAM(Randam Access Memory)
等が用いられており、そのアクセスタイムは中央
処理装置(以下CPUと称する)の処理速度より
遅い。 The main memory that constitutes the main memory is generally dynamic RAM (Random Access Memory).
etc. are used, and their access time is slower than the processing speed of the central processing unit (hereinafter referred to as CPU).
そこで、CPUは2〜6サイクルかけてマクロ
命令を主記憶メモリからアクセスするように構成
されている。 Therefore, the CPU is configured to take two to six cycles to access macro instructions from main memory.
又、主記憶メモリとCPUとのデータバス幅は
4バイトになつており、1回の主記憶メモリアク
セスで4バイト幅の命令を命令バツフアにフエツ
チ出来るようになつている。 Furthermore, the data bus width between the main memory and the CPU is 4 bytes, so that a 4-byte wide instruction can be fetched into the instruction buffer with one main memory access.
しかし、フアームウエアで読取るマクロ命令は
1バイトずつなので、命令バツフア中のどの部分
まで使用したかをフアームウエアが意識しなけれ
ばならないため、これらを簡易にするための方式
が要望されている。 However, since the macro instructions read by the firmware are one byte at a time, the firmware must be aware of which part of the instruction buffer has been used, so a method to simplify this process is desired.
第4図は従来例を説明するブロツク図を示す。
第4図はマイクロプログラミング方式の計算機の
演算処理機能を有するCPU1と、主記憶メモリ
を構成する主記憶装置2とから構成されている。
FIG. 4 shows a block diagram illustrating a conventional example.
The computer shown in FIG. 4 is composed of a CPU 1 having an arithmetic processing function of a microprogramming type computer, and a main memory device 2 constituting a main memory.
又、CPU1は固定小数点算術演算や論理演算
を行う算術論理ユニツト(以下ALUと称する)
3と、
ALU3から送出される命令フエツチアドレス
を保持する命令フエツチアドレスレジスタ(以下
iAと称する)4と、
主記憶装置2をアクセスするためのアドレスを
格納するアドレスレジスタ(以下SARと称する)
5と、
主記憶装置2の内容を解読するために命令を保
持するマイクロインストラクシヨンレジスタ(以
下MiRと称する)6と、
主記憶装置2から読出した命令を保持する命令
バツフア(以下iBと称する)7と、
複数の入力信号から1つを選択して送出するマ
ルチプレクサ(以下MPXと称する)8a〜8d
と、
MAX8dにて選択したデータを格納するレジ
スタ9とを具備して構成されている。 In addition, CPU1 is an arithmetic logic unit (hereinafter referred to as ALU) that performs fixed-point arithmetic operations and logical operations.
3 and the instruction fetch address register (hereinafter referred to as
iA) 4, and an address register (hereinafter referred to as SAR) that stores the address for accessing the main memory 2.
5, a microinstruction register (hereinafter referred to as MiR) 6 that holds instructions for decoding the contents of the main memory 2, and an instruction buffer (hereinafter referred to as iB) that holds instructions read from the main memory 2. ) 7, and multiplexers (hereinafter referred to as MPX) 8a to 8d that select one from multiple input signals and send it out.
and a register 9 for storing data selected by MAX8d.
第4図に示すハードウエアを動作させるために
は、所定のフアームウエアにて処理され、このフ
アームウエアに基づく動作を以下説明する。 In order to operate the hardware shown in FIG. 4, processing is performed using predetermined firmware, and the operation based on this firmware will be described below.
まず、フアームウエアでマクロ命令をフエツチ
する時、そのマクロ命令がiB7に存在するのか
主記憶装置2内主記憶メモリに存在するのかは、
その時のiA4の値による。 First, when fetching a macro instruction using the firmware, it is important to know whether the macro instruction exists in the iB7 or in the main memory in the main storage device 2.
Depends on the iA4 value at that time.
即ち、iA4は次にフエツチすべきマクロ命令
アドレスを示しており、そのアドレスの下位2ビ
ツトが、例えば“11”ならば、次にフエツチすべ
きマクロ命令は主記憶装置2内主記憶メモリ上に
あり、“11”以外ならば次にフエツチすべきマク
ロ命令はiB7に存在する。 That is, iA4 indicates the address of the macro instruction to be fetched next, and if the lower two bits of that address are, for example, "11", the macro instruction to be fetched next is stored on the main memory in the main memory device 2. Yes, and if it is other than "11", the macro instruction to be fetched next exists in iB7.
尚、iB7はワードバウンダリ(語長の整数倍
で指定される記憶領域内のアドレス)の命令をセ
ツトするラツチである。 Note that iB7 is a latch that sets an instruction at a word boundary (an address within a storage area specified by an integral multiple of the word length).
上述のように、iA4の下位2ビツトの値を知
るため、更にiA4のカウントアツプ及び変更の
ために、iA4の出力はALU3の片側の例えば
MAX8bの入力側に接続される。 As mentioned above, in order to know the value of the lower 2 bits of iA4, and also to count up and change iA4, the output of iA4 is output from one side of ALU3, for example.
Connected to the input side of MAX8b.
従つて、例えばALU3の論理演算(“00……
011”と論理積する等)で、下位2ビツトの値が
分かる。 Therefore, for example, the logical operation of ALU3 (“00...
011”) to find the value of the lower two bits.
このようにして、iA4の下位2ビツトの値に
より判定された結果、iB7に命令が存在してい
れば、iB7から命令を取り込むためマクロ命令
をフエツチするためのマイクロ命令(以下これを
RQF命令と称する)は発行せず、iB7に命令が
存在しなければ主記憶装置2内主記憶メモリから
命令を取り込むため、RQF命令を発行する。 In this way, as a result of judgment based on the value of the lower two bits of iA4, if an instruction exists in iB7, a microinstruction (hereinafter referred to as this) for fetching a macro instruction to fetch an instruction from iB7 is determined.
If no instruction exists in the iB7, an RQF instruction is issued in order to fetch the instruction from the main memory in the main memory device 2.
尚、上述の主記憶装置2内主記憶メモリからの
命令読取りは、MiR6内の所定位置にRQF命令
がセツトされた時点でその出力がオンとなり、
RQF命令によりMiR6からのメモリリクエスト
信号がオンとなり、主記憶装置2内主記憶メモ
リに対し、SAR5からのアドレス(アドレスバ
スを通じて運ばれる)によりアクセスしてい
る。 Note that when reading an instruction from the main memory in the main memory device 2 described above, the output is turned on when the RQF instruction is set at a predetermined position in the MiR6.
The RQF command turns on the memory request signal from MiR6, and the main memory in the main memory device 2 is accessed using the address from the SAR5 (carried through the address bus).
上述の動作処理の場合、iB7内のデータがど
こまで使われているかをフアームウエアで意識す
るため、命令フエツチアドレスが連続的に続いて
いる場合に、命令フエツチアドレスの下位2ビツ
トが“11”から“00”になつた時、その“00”の
アドレスの命令はiB7内には無いと判断し、マ
クロ命令フエツチのためのマイクロ命令(即ち、
RQF命令)を新たに発行するようにしなければ
ならなかつた。
In the case of the above operation processing, the firmware is aware of how far the data in the iB7 is used, so if the instruction fetch addresses are consecutive, the lower two bits of the instruction fetch address will be "11". ” to “00”, it is determined that the instruction at the address “00” is not in the iB7, and the microinstruction for fetching the macroinstruction (i.e.,
A new RQF Order) had to be issued.
そのため、マクロ命令フエツチの処理速度を所
定以上に向上させることが出来なかつた。 Therefore, the processing speed of macro instruction fetching could not be improved beyond a predetermined level.
第1図は本発明の原理を説明するブロツク図を
示す。
FIG. 1 shows a block diagram illustrating the principle of the invention.
本発明は第1図に示すように、主記憶メモリ2
を有し、マイクロプログラムを使用して前記主記
憶メモリ2に対するアクセスを行う計算機におい
て、
ワードバウンダリで規定される所定のバイト数
からなる命令を格納する命令バツフア7と、
前記主記憶メモリ2をアクセスするためのアド
レスを格納するアドレス格納手段5と、
アドレスのカウントアツプ手段を有し、次回の
マクロ命令フエツチのために前記アドレス格納手
段5にアクセスアドレスを送出する命令フエツチ
アドレス保持手段11と、
前記命令バツフア7の内容が有効か無効かを示
すフラグを前記命令フエツチアドレス保持手段
11の内容から作成するフラグ作成手段12とを
具備し、
前記フラグが無効の時はマイクロ命令により
前記主記憶メモリ2から前記ワードバウンダリに
よつて規定される所定のバイト数の命令を読取つ
て前記命令バツフア7にセツトすると共に、前記
フラグが有効の時は前記命令バツフア7に格納
されている前記所定バイト数の命令の中から前記
命令フエツチアドレス保持手段11が指定する所
望の命令を選択することを特徴とする命令フエツ
チ制御装置により達成される。 As shown in FIG.
A computer that accesses the main memory 2 using a microprogram, comprising: an instruction buffer 7 that stores instructions consisting of a predetermined number of bytes defined by a word boundary; an instruction fetch address holding means 11 having an address count-up means and sending an access address to the address storage means 5 for the next macro instruction fetch; A flag creating means 12 creates a flag indicating whether the contents of the instruction buffer 7 are valid or invalid from the contents of the instruction fetch address holding means 11, and when the flag is invalid, the main memory is written by a microinstruction. A predetermined number of bytes of instructions defined by the word boundary are read from the memory 2 and set in the instruction buffer 7, and when the flag is valid, the predetermined number of bytes stored in the instruction buffer 7 is read. This is achieved by an instruction fetch control device characterized in that a desired instruction specified by the instruction fetch address holding means 11 is selected from among the instructions.
フアームウエアに基づくマクロ命令フエツチの
ための命令を操作する場合、ワードバウンダリに
対応したiB7とそのiB7に有効なマクロ命令が
存在するか否かを示すフラグを持ち、マクロ命
令フエツチのマイクロ命令(RQF命令)が発行
された時、フラグの無効/有効によりマクロ命
令フエツチの処理を対応させるように構成するこ
とにより、マクロ命令フエツチの処理速度の向上
が可能となり、更にフアームウエアで前記フラグ
を意識することなく簡易な方法でデータを処理
することが可能となる。
When operating an instruction for fetching a macro instruction based on firmware, it has an iB7 corresponding to the word boundary and a flag indicating whether or not a valid macro instruction exists in that iB7. By configuring the macro instruction fetch processing to correspond to the invalidation/enablement of the flag when a command (instruction) is issued, it is possible to improve the processing speed of the macro instruction fetch, and furthermore, the firmware can be made aware of the flag. This makes it possible to process data in a simple way without any hassle.
以下本発明の要旨を第2図,第3図に示す実施
例により具体的に説明する。
The gist of the present invention will be specifically explained below with reference to embodiments shown in FIGS. 2 and 3.
第2図は本発明の実施例を説明するブロツク
図、第3図は本発明の実施例における処理状況を
説明する図をそれぞれ示す。尚、全図を通じて同
一符号は同一対象物を示す。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a processing situation in the embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.
本実施例のiA部11は、第4図で説明したiA
4とiA4の値を順次プラス1ずつカウントアツ
プするプラス1回路11aとからなつている。 The iA section 11 of this embodiment is the iA unit 11 explained in FIG.
4 and a plus 1 circuit 11a that sequentially counts up the value of iA4 by plus 1.
又、フラグ作成部12はiA4内下位2ビツト
のNAND条件を取るNAND回路12aと
NAND回路12aの出力をラツチするF.F回路1
2bとF.F回路12bの出力をインバートするイ
ンバータ12cとからなつている。 The flag creation unit 12 also has a NAND circuit 12a that takes the NAND condition for the lower two bits in iA4.
FF circuit 1 that latches the output of NAND circuit 12a
2b and an inverter 12c that inverts the output of the FF circuit 12b.
尚、F.F回路12bの出力がiB7に有効なマク
ロ命令が存在するか否かを示すフラグとなり、
以下iBVで表示する。又、このCK端子に入力
するCLKは図示していない回路で発生するシス
テムクロツクを示す。 Note that the output of the FF circuit 12b serves as a flag indicating whether or not a valid macro instruction exists in iB7.
Displayed below in iBV. Furthermore, CLK input to this CK terminal indicates a system clock generated by a circuit not shown.
本実施例において、例えばiA4内下位2ビツ
トの値が“11”になつた時、フラグ作成部12内
F.F12bの出力であるiBVをオフにし、iA4
内下位2ビツトの値が“11”以外であれば、iBV
をオンにする。 In this embodiment, for example, when the value of the lower two bits in iA4 becomes "11",
Turn off iBV, which is the output of F.F12b, and
If the value of the lower two bits is other than “11”, iBV
Turn on.
このiBVの信号はインバータ12cを介して
AND13の一方の入力端子に入力され、もう一
方の入力端子にはMiR6にRQF命令がセツトさ
れた時オンとなる信号が入力し、このAND13
の出力がメモリリクエスト信号として送出され
る。 This iBV signal is passed through the inverter 12c.
A signal is input to one input terminal of AND13, and a signal that turns on when the RQF command is set to MiR6 is input to the other input terminal.
The output of is sent as a memory request signal.
尚、MiR6には第3図で示すようにRQF命令
が連続して発行されている。又、iA4は下位2
ビツトの値のみが第3図には示されている。 Note that RQF commands are continuously issued to MiR6 as shown in FIG. Also, iA4 is in the bottom 2
Only the bit values are shown in FIG.
この第3図のタイムチヤートによると、(1)の
RQF命令実行時、iA4の値が2(iA4=2)であ
り、(2)のRQF命令実行時にはiA4=3となる。
又、(3)のRQF命令実行時にはiA4=0,(4)の
RQF命令実行時にはiA4=1となつている。 According to the time chart in Figure 3, (1)
When the RQF instruction is executed, the value of iA4 is 2 (iA4=2), and when the RQF instruction (2) is executed, the value of iA4 is 3.
Also, when executing the RQF instruction in (3), iA4 = 0, and (4)
When the RQF instruction is executed, iA4=1.
ここで、(2)のRQF命令実行時にはiA4=3で
あるため、次のRQF命令実行を示す(3)のRQF命
令実行時にはiBVはオフとなる。即ち、(3)の
RQF命令でフエツチされるマクロ命令は、iB7
には存在しないことを示している。 Here, since iA4=3 when the RQF instruction (2) is executed, iBV is turned off when the RQF instruction (3) indicating the execution of the next RQF instruction is executed. That is, (3)
The macro instruction fetched by the RQF instruction is iB7
indicates that it does not exist.
従つて、(3)のRQF命令は主記憶装置2内主記
憶メモリまで所望のマクロ命令を読取りに行くた
め、メモリリクエスト信号がオンとなる。 Therefore, since the RQF instruction (3) goes to the main memory in the main memory device 2 to read the desired macro instruction, the memory request signal is turned on.
又、RQF命令によりiA4の値は自動的にSAR
5にセツトされるようにMPX8cが駆動される。 Also, the value of iA4 is automatically converted to SAR by the RQF command.
MPX8c is driven so that it is set to 5.
このように、本実施例におけるフアームウエア
は、iB7に有効データがあるなしにかかわらず、
RQF命令を出していれば良いため効率の良いフ
アームウエアが実現可能である。 In this way, the firmware in this embodiment can be used regardless of whether or not there is valid data on the iB7.
Since it is only necessary to issue the RQF command, efficient firmware can be realized.
又、余分なマイクロステツプを必要としないた
めに処理速度の向上も可能となる。 Furthermore, since no extra microsteps are required, processing speed can be improved.
以上のような本発明によれば、マクロ命令フエ
ツチの処理速度の向上及び簡易な方法によるマク
ロ命令フエツチ処理を実行することが出来ると言
う効果がある。
According to the present invention as described above, the processing speed of macro instruction fetching can be improved and the macro instruction fetching process can be executed using a simple method.
第1図は本発明の原理を説明するブロツク図、
第2図は本発明の実施例を説明するブロツク図、
第3図は本発明の実施例における処理状況を説明
する図、第4図は従来例を説明するブロツク図、
図において、1、10はCPU、2は主記憶装
置、3はALU、4はiA、5はSAR、6はMiR、
7はiB、8a〜8dはMPX、9はレジスタ、1
1はiA部、11aはプラス1回路、12はフラ
グ作成部、12aはNAND、12bはF.F、12
cはインバータ、13はAND、をそれぞれ示す。
FIG. 1 is a block diagram explaining the principle of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram explaining an embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a diagram explaining the processing situation in the embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a block diagram explaining the conventional example. iA, 5 is SAR, 6 is MiR,
7 is iB, 8a to 8d are MPX, 9 is register, 1
1 is the iA section, 11a is the plus 1 circuit, 12 is the flag creation section, 12a is NAND, 12b is FF, 12
c represents an inverter, and 13 represents an AND.
Claims (1)
を使用して前記主記憶メモリ2に対するアクセス
を行う計算機において、 ワードバウンダリで規定される所定のバイト数
からなる命令を格納する命令バツフア7と、 前記主記憶メモリ2をアクセスするためのアド
レスを格納するアドレス格納手段5と、 アドレスのカウントアツプ手段を有し、次回の
マクロ命令フエツチのために前記アドレス格納手
段5にアクセスアドレスを送出する命令フエツチ
アドレス保持手段11と、 前記命令バツフア7の内容が有効か無効かを示
すフラグを前記命令フエツチアドレス保持手段
11の内容から作成するフラグ作成手段12とを
具備し、 前記フラグが無効の時はマイクロ命令により
前記主記憶メモリ2から前記ワードバウンダリに
よつて規定される所定のバイト数の命令を読取つ
て前記命令バツフア7にセツトすると共に、前記
フラグが有効の時は前記命令バツフア7に格納
されている前記所定バイト数の命令の中から前記
命令フエツチアドレス保持手段11が指定する所
望の命令を選択することを特徴とする命令フエツ
チ制御装置。[Claims] 1. In a computer having a main memory 2 and accessing the main memory 2 using a microprogram, an instruction for storing an instruction consisting of a predetermined number of bytes defined by a word boundary. It has a buffer 7, an address storage means 5 for storing an address for accessing the main memory 2, and an address count-up means, and stores the access address in the address storage means 5 for the next macro instruction fetch. It comprises an instruction fetch address holding means 11 for sending out, and a flag creation means 12 for creating a flag indicating whether the contents of the instruction buffer 7 are valid or invalid from the contents of the instruction fetch address holding means 11, When the flag is invalid, a predetermined number of bytes of instructions defined by the word boundary are read from the main memory 2 by a microinstruction and set in the instruction buffer 7, and when the flag is valid, the instructions are read from the main memory 2 and set in the instruction buffer 7. An instruction fetch control device characterized in that a desired instruction specified by the instruction fetch address holding means 11 is selected from among the instructions of the predetermined number of bytes stored in the buffer 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61298035A JPS63149733A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Instruction fetching system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61298035A JPS63149733A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Instruction fetching system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63149733A JPS63149733A (en) | 1988-06-22 |
JPH0464094B2 true JPH0464094B2 (en) | 1992-10-13 |
Family
ID=17854277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61298035A Granted JPS63149733A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Instruction fetching system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63149733A (en) |
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1986
- 1986-12-15 JP JP61298035A patent/JPS63149733A/en active Granted
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Publication number | Publication date |
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JPS63149733A (en) | 1988-06-22 |
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