JPH05134866A - マイクロプログラム制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 マイクロプログラム制御方式のプロセッサに
おいて、サブルーチンコールをする際に、ハードウェア
で戻り先マイクロプログラムアドレスを格納させるスタ
ック４に、マイクロプログラムで書き込むための手段と
してマイクロプログラム書込手段３を設ける。例えば、
多方向分岐処理を行う場合、マイクロプログラム書込手
段３は、分岐先を演算し、その演算結果をスタック４に
書き込む。その結果、スタック４には分岐先のアドレス
が書き込まれ、そのアドレスの処理を実行することによ
って対応する分岐の処理を行える。 【効果】 分岐数が多くなっても、分岐のためのステッ
プは一定でよく、その結果、分岐数が多い場合の処理の
高速化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプログラム制
御方式に関し、特にそのマイクロプログラム分岐制御方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロプログラムで制御を行う
プロセッサにおいて、あるマイクロプログラムが多方向
に分岐する命令である場合、その多方向に分岐する条件
を判定し、その判定結果に基づいて予め定められた処理
を行う。図２は、このような多方向分岐のフローチャー
トである。この図２に示した例は４方向に分岐する場合
を示しており、マイクロプログラム中の値αによって、
処理を選択する。即ち、あるマイクロプログラムがプロ
セッサに与えられた場合、αの値の判定を行うため、α
が０であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで
α＝０であった場合は、α＝０の処理を選択し（ステッ
プＳ４）、α≠０であった場合はステップＳ２において
α＝１であるか否かの判定を行う。ステップＳ２におい
て、α＝１であった場合は上記と同様にα＝１の処理を
選択し（ステップＳ５）、α≠１であった場合はステッ
プＳ３においてα＝２の判定を行う。ここでα＝２であ
った場合はα＝２の処理を選択し（ステップＳ６）、α
≠２であった場合、αの値は３であるため、α＝３の処
理を選択する（ステップＳ７）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のマイクロプログラム制御方式では、多方向に分岐す
る条件を判定して分岐するため、多方向に分岐する条件
が多くなればなる程分岐判定のマイクロプログラムのス
テップが多くなってしまうという問題点があった。例え
ば、図２に示した例では４方向への分岐判定であるた
め、ステップＳ１〜Ｓ３の３ステップが必要であるが、
１６方向への分岐では、１５ステップもの分岐判定のス
テップを必要とする。このように、多方向分岐におい
て、判定する値が増えてくると、判定するマイクロプロ
グラムステップが増え、プロセッサの性能低下につなが
るといった問題点があった。本発明は、上記従来の問題
点を解決するためになされたもので、多方向に分岐する
命令であっても処理を速やかに行うことのできるマイク
ロプログラム制御方式を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロプログ
ラム制御方式は、スタックによるサブルーチンコール機
構を有するマイクロプログラム制御方式のプロセッサに
おいて、前記マイクロプログラムにより、複数の処理に
対応させたアドレスの演算を行い、この演算結果を前記
スタックに書き込むマイクロプログラム書込手段を設
け、前記マイクロプログラム書込手段で書き込まれたス
タックのアドレスの処理を行うことを特徴とするもので
ある。

【０００５】

【作用】本発明のマイクロプログラム制御方式において
は、マイクロプログラム制御方式のプロセッサにおい
て、サブルーチンコールをする際に、ハードウェアで戻
り先マイクロプログラムアドレスを格納させるスタック
に、マイクロプログラムで書き込むための手段としてマ
イクロプログラム書込手段を設ける。例えば、多方向分
岐処理を行う場合、マイクロプログラム書込手段は、分
岐先を演算し、その演算結果をスタックに書き込む。そ
の結果、スタックには分岐先のアドレスが書き込まれ、
そのアドレスの処理を実行することによって対応する分
岐の処理を行える。従って、分岐数が多くなっても、分
岐のためのステップは一定でよく、その結果、分岐数が
多い場合の処理の高速化を図ることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図３は、本発明のマイクロプログラム制御方
式を実施するためサブルーチンコール機構をハードウェ
アで示すブロック図である。図の機構は、マイクロプロ
グラムカウンタ（μＰＣ）１、加算器２、マイクロプロ
グラム書込手段３、スタック４、セレクタ５からなる。
マイクロプログラムカウンタ１はマイクロプログラムア
ドレスを保持しているカウンタで、常に実行しているマ
イクロプログラムのアドレスを保持している。加算器２
は、マイクロプログラムカウンタ１の値に＋１するもの
で、サブルーチンコールする際のコール元アドレス＋１
を演算し、サブルーチンコールから戻る際のアドレスを
出力する。マイクロプログラム書込手段３は、マイクロ
プログラム演算結果３ａと、このマイクロプログラム演
算結果３ａが、一方の入力に演算結果バスを介して接続
されるセレクタ３ｂとからなる。マイクロプログラム演
算結果３ａは、後述する分岐演算を行った結果の値であ
り、この値と、加算器２からの出力とがセレクタ３ｂで
選択され、スタック４に出力されるよう構成されてい
る。

【０００７】スタック４は、通常のコールから戻る際の
アドレスを格納すると共に、セレクタ３ｂによって選択
されたマイクロプログラム演算結果３ａの値を格納する
ものである。セレクタ５は、加算器２からの出力とスタ
ック４の出力および通常の分岐の場合の飛び先アドレス
であるリテラルを入力し、これらを選択してマイクロプ
ログラムアドレス（μＰＡ）として、そのアドレスのマ
イクロプログラムを実行する。また、そのマイクロプロ
グラムアドレスはマイクロプログラムカウンタ１に入力
され、上記の動作が繰り返されるようになっている。

【０００８】次に、上記サブルーチン機構の動作につい
て説明する。先ず、通常の逐次制御の場合、マイクロプ
ログラムカウンタ（μＰＣ）１の値は、加算器２で＋１
され、更にその出力はスタック４に格納されることな
く、セレクタ５に入力され、その値がマイクロプログラ
ムアドレスとして再度マイクロプログラムカウンタ１に
入力される。従って、アドレスが順に＋１される通常の
逐次制御が行われる。また、サブルーチンコールがあっ
た場合、加算器２で＋１されたアドレス、即ちサブルー
チンコールの戻り先アドレスは、セレクタ３ｂを介して
スタック４に格納される。そしてリターン命令によって
サブルーチンからメインルーチンに戻ると、スタック４
に格納されたアドレスが取り出され、そのアドレスのマ
イクロプログラムが実行される。尚、通常の分岐の場合
は、セレクタ５がリテラルを選択し、そのアドレスのマ
イクロプログラムを実行する。

【０００９】次に、本実施例の特徴点である多方向分岐
の場合の処理について説明する。図１は、その多方向分
岐の処理フローチャートである。また、この図１は多方
向分岐の一例として４方向分岐の場合を示している。先
ず、分岐する先を１番地ずつアドレスＡ、アドレスＡ＋
１、アドレスＡ＋２、アドレスＡ＋３に割り当て、アド
レスＡをα＝０の処理、アドレスＡ＋１をα＝１の処
理、アドレスＡ＋２をα＝２の処理、アドレスＡ＋３を
α＝３の処理とする。即ち、最初のアドレスをＡ、４方
向へ分岐するための条件である値をα（α＝０〜３）と
し、それぞれの処理のアドレスをＡ＋αで表す。そし
て、マイクロプログラムの分岐演算として、アドレスＡ
＋αの値を計算し、その演算結果をスタック４に格納す
る（ステップＳ１）。この演算Ａ＋αの値が、図３に示
したマイクロプログラム演算結果３ａであり、これが、
演算結果バスからセレクタ３ｂを介してスタック４に書
き込まれる。

【００１０】次に、ステップＳ２において、リターン命
令を実行する。このリターンオーダ発行は、ステップＳ
１でスタック４に書き込まれた値をマイクロプログラム
アドレスとしてその番地に実行を移すものである。即
ち、α＝０〜３の値により、アドレスＡ、アドレスＡ＋
１、アドレスＡ＋２、アドレスＡ＋３の４方向分岐先の
いずれかに分岐して、αの値に応じた処理を行う（ステ
ップＳ３〜Ｓ６）。このように、本来、サブルーチンコ
ールを使用する際に用いるスタック４に、マイクロプロ
グラムで演算結果を書込可能なよう構成したので、αの
値の判定ステップが不要となる。即ち、上記のようにア
ドレスＡ＋αにそれぞれの処理を割り当てることによっ
て、分岐する処理の数（＝α）が大きくなっても、２ス
テップで分岐させることができる。

【００１１】尚、上記実施例では、分岐する先を一番地
ずつ割り当てたが、これに限定されるものではなく、二
番地あるいは四番地ずつ等、適宜の番地ずつ割り当てて
もよい。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
プログラム制御方式によれば、サブルーチンコールを使
用する際に用いるスタックに、マイクロプログラムで書
き込む手段を設けたので、多方向分岐処理を行う場合の
判定ステップを削減することができる。従って、高速な
処理が行え、また、マイクロプログラム容量の削減を図
ることができる。これは、特に判定条件が多い、即ち多
方向分岐の数が多くなればなるほど大きな効果を得るこ
とができる。

【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方式の多方向
分岐処理のフローチャートである。

【図２】従来のマイクロプログラム制御方式の多方向分
岐処理のフローチャートである。

【図３】本発明のマイクロプログラム制御方式を実施す
るためのサブルーチンコール機構のブロック図である。

【符号の説明】

１ マイクロプログラムカウンタ ２ 加算器 ３ マイクロプログラム書込手段 ４ スタック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタックによるサブルーチンコール機構
   を有するマイクロプログラム制御方式のプロセッサにお
   いて、 前記マイクロプログラムにより、複数の処理に対応させ
   たアドレスの演算を行い、この演算結果を前記スタック
   に書き込むマイクロプログラム書込手段を設け、 前記マイクロプログラム書込手段で書き込まれたスタッ
   クのアドレスの処理を行うことを特徴とするマイクロプ
   ログラム制御方式。