JPH05216761A - Microprocessor - Google Patents

Microprocessor

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Publication number
JPH05216761A
JPH05216761A JP4012700A JP1270092A JPH05216761A JP H05216761 A JPH05216761 A JP H05216761A JP 4012700 A JP4012700 A JP 4012700A JP 1270092 A JP1270092 A JP 1270092A JP H05216761 A JPH05216761 A JP H05216761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache memory
register
output
microprocessor
instruction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4012700A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Izumikawa
正則 泉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4012700A priority Critical patent/JPH05216761A/en
Publication of JPH05216761A publication Critical patent/JPH05216761A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the hardware scale of the microprocessor by directly decoding the output of a cache memory regardless of whether the function of the cache memory is freezed or not. CONSTITUTION:The microprocessor in a pipeline processing system directly decode the output of the cache memory 1, operational code register 3, addressing field register 4, displacement register 5 and instruction decoder 7. The aligner 2 divides an instruction codes and stores them in the respective registers 3-5. According to the contents of the operational code register 3 and the addressing field register 4, the instruction decoder 7 outputs the address of a microcode ROM 8. Namely, the output of the cache memory 1 is directly decoded by the aligner 2 and the instruction decoder 7 regardless of whether the function of the cache memory 1 is freezed or not.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマイクロプロセッサに関
し、特にキャッシュ・メモリを内蔵するマイクロプロセ
ッサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microprocessor, and more particularly to a microprocessor incorporating a cache memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの高集化に伴ってマイクロプロセ
ッサの高速化技術としてパイプライン処理機構を採用し
たり、同一チップ上にキャッシュ・メモリを集積化する
ことが一般的になっている。
2. Description of the Related Art With the increasing integration of LSIs, it has become common to employ a pipeline processing mechanism as a speed-up technology for microprocessors or to integrate a cache memory on the same chip.

【0003】この種のマイクロプロセッサは通常、
(1)キャッシュ・メモリからの命令コードの先取り、
(2)命令のデコード、(3)実効アドレスの計算、
(4)命令実行、(5)実行結果のレジスタへのライト
バック、というパイプライン構造をもっている。従来、
(1)と(2)の間に命令コードキューを置き、主記憶
部から先取りした命令コードを保持していた。
Microprocessors of this type are usually
(1) Prefetching instruction code from cache memory,
(2) instruction decoding, (3) effective address calculation,
It has a pipeline structure of (4) instruction execution, and (5) write back of execution result to a register. Conventionally,
An instruction code queue is placed between (1) and (2) to hold the instruction code prefetched from the main memory.

【0004】このパイプライン構造をもつマイクロプロ
セッサでは、内蔵キャッシュ・メモリを使用する場合と
使用しない場合があり、これらがそれぞれ別の制御回路
によって命令を先取りし、キャッシュ・メモリの出力と
主記憶部から読み出したバスからのデータとをマルチプ
レックスし、命令コードキューに納めていた。
In the microprocessor having this pipeline structure, the internal cache memory may or may not be used, and each of them prefetches an instruction by a separate control circuit, and the output of the cache memory and the main storage unit are used. The data read from the bus and the data from the bus were multiplexed and stored in the instruction code queue.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマイク
ロプロセッサでは、内蔵キャッシュ・メモリを使用する
場合と使用しない場合とがあり、これらが別の制御回路
となっているので、ハードウェアの規模が大きくなると
いう問題点があった。
In the above-described conventional microprocessor, the internal cache memory may or may not be used, and since these control circuits are separate, the scale of hardware is small. There was a problem that it would grow.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロプロセ
ッサは、キャッシュ・メモリを内蔵するパイプライン処
理法式のマイクロプロセッサであって、前記キャッシュ
・メモリの出力を直接デコードするデコード手段と、前
記キャッシュ・メモリの機能を凍結して動作するときに
このキャッシュ・メモリの特定の領域にフェッチした命
令コードを書き込む制御手段とを有し、前記キャッシュ
・メモリの機能の凍結,非凍結にかかわらず前記キャッ
シュ・メモリの出力を直接デコードするようにして構成
される。
A microprocessor of the present invention is a pipeline processing type microprocessor having a built-in cache memory, the decoding means for directly decoding the output of the cache memory, and the cache memory. And a control means for writing the fetched instruction code to a specific area of the cache memory when the function of the memory is frozen and operating, regardless of whether the function of the cache memory is frozen or unfrozen. It is configured to directly decode the output of the memory.

【0007】[0007]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図であり、ダイレクト・マップ方式のキャッシュ・メ
モリを内蔵するマイクロプロセッサに本発明を適用した
ものである。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a microprocessor incorporating a direct map type cache memory.

【0009】キャッシュ・メモリ1のデータRAM1
は、1エントリ当り128ビットからなり、このデータ
RAM10の出力が直接アライナ2の入力となってい
る。
Data RAM1 of cache memory 1
Each entry consists of 128 bits, and the output of the data RAM 10 is directly input to the aligner 2.

【0010】アライナ2は命令コードをオペコード,ア
ドレシングフィールド,ディスプレースメントに分割し
てそれぞれオペコードレジスタ3,アドレシングフィー
ルドレジスタ4,ディスプレスメントレジスタ5に格納
する。
The aligner 2 divides the instruction code into an operation code, an addressing field and a displacement and stores them in an operation code register 3, an addressing field register 4 and a displacement register 5, respectively.

【0011】オペコードレジスタ3及びアドレシングフ
ィールドレジスタ4の内容に従い命令デコーダ7はマイ
クロコードROM8のアドレスを出力する。
The instruction decoder 7 outputs the address of the microcode ROM 8 according to the contents of the operation code register 3 and the addressing field register 4.

【0012】実効アドレス計算部6は、ディスプレース
メントレジスタ5及びレジスタファイル9から読み出し
た値を用いて外部メモリアクロスのための実効アドレス
を生成する。
The effective address calculator 6 uses the values read from the displacement register 5 and the register file 9 to generate an effective address for external memory across.

【0013】命令デコードと実効アドレス生成が終りオ
ペコードレジスタ3,アドレッシングフィールドレジス
タ4,ディスプレースメントレジスタ5の内容が不要に
なると、命令プリフェッチャ12はプリフェッチアドレ
スを更新してキャッシュ・メモリ1を参照する。キャッ
シュ・メモリ1がミスヒットした場合にはバス・インタ
フェース部13にプリフェッチアドレスを送りキャッシ
ュ・メモリ1のリプレースを行う。
When the contents of the operation code register 3, addressing field register 4 and displacement register 5 are no longer needed after the instruction decoding and the generation of the effective address are completed, the instruction prefetcher 12 updates the prefetch address and refers to the cache memory 1. When the cache memory 1 has a mishit, the prefetch address is sent to the bus interface unit 13 to replace the cache memory 1.

【0014】キャッシュ・メモリ1を参照しないで動作
する場合には、命令プリフェッチャ12がキャッシュ・
メモリ1を参照したとき毎回ミスヒットしたものとして
リプレースを行う。リプレースした命令コードは図1中
の斜線で示す領域に書き込み、この出力をアライナ2の
入力とする。斜線で示す領域のデータはデコードが完了
するまで保持され先取りした命令コードのバッファとし
て用いられる。
When operating without referring to the cache memory 1, the instruction prefetcher 12 uses the cache memory 1.
Whenever the memory 1 is referred to, a replacement is performed assuming that a miss hit occurs. The replaced instruction code is written in the hatched area in FIG. 1, and this output is used as the input of the aligner 2. The data in the hatched area is held until decoding is completed and used as a buffer for prefetched instruction codes.

【0015】図2は本発明の第2の実施例を示すブロッ
ク図であり、2ウェイセットアソシアティブ方式のキャ
ッシュ・メモリを内蔵するマイクロプロセッサに本発明
を適用したものである。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a microprocessor incorporating a 2-way set associative cache memory.

【0016】キャッシュ・メモリ1a,1bのデータR
AM1Da,1Dbは1エントリ当り64ビットからな
り、マルチプレクサ14a,14bによってどちらかの
セットのデータRAMの出力を選択してアナイナ2aの
入力としている。
Data R in the cache memories 1a and 1b
Each of AM1Da and 1Db consists of 64 bits per entry, and the output of either set of data RAMs is selected by multiplexers 14a and 14b to be used as the input of the aligner 2a.

【0017】基本的な動作は第1の実施例と同様である
のでその説明は省略する。
Since the basic operation is the same as that of the first embodiment, its explanation is omitted.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、キャッシ
ュ・メモリの出力を直接アライナ,命令デコーダによっ
てデコードすることによって命令コードキュのハードウ
ェアを削減でき、キャッシュ・メモリの機能を凍結して
動作するときには、キャッシュ・メモリを使用する場合
と類似した(ミスヒット)処理を行うことによって命令
プリフェッチの制御回路を簡単化できる効果がある。
As described above, according to the present invention, the hardware of the instruction code queue can be reduced by directly decoding the output of the cache memory by the aligner and the instruction decoder, and the function of the cache memory is frozen to operate. At times, there is an effect that the instruction prefetch control circuit can be simplified by performing (mishit) processing similar to the case of using the cache memory.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b キャッシュ・メモリ 1D,1Da,1Db データRAM 1T,1Ta,1Tb タグRAM 2,2a アライナ 3 オペコードレジスタ 4 アドレッシングフィールドレジスタ 5 ディスプレースメントレジスタ 6 実行アドレス計算部 7 命令デコーダ 8 マイクロコードROM 9 レジスタファイル 10 バレルシフタ 11 ALU 12 命令プリフェッチャ 13 バス・インタフェース部 1, 1a, 1b Cache memory 1D, 1Da, 1Db Data RAM 1T, 1Ta, 1Tb Tag RAM 2, 2a Aligner 3 Opcode register 4 Addressing field register 5 Displacement register 6 Execution address calculator 7 Instruction decoder 8 Microcode ROM 9 Register file 10 Barrel shifter 11 ALU 12 Instruction prefetcher 13 Bus interface unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キャッシュ・メモリを内蔵するパイプラ
イン処理法式のマイクロプロセッサであって、前記キャ
ッシュ・メモリの出力を直接デコードするデコード手段
と、前記キャッシュ・メモリの機能を凍結して動作する
ときにこのキャッシュ・メモリの特定の領域にフェッチ
した命令コードを書き込む制御手段とを有し、前記キャ
ッシュ・メモリの機能の凍結,非凍結にかかわらず前記
キャッシュ・メモリの出力を直接デコードするようにし
たことを特徴とするマイクロプロセッサ。
1. A pipeline processing type microprocessor having a built-in cache memory, wherein the decoding means directly decodes the output of the cache memory, and when the function of the cache memory is frozen to operate. And a control means for writing the fetched instruction code into a specific area of the cache memory, and directly decoding the output of the cache memory regardless of whether the function of the cache memory is frozen or unfrozen. Microprocessor characterized by.
JP4012700A 1992-01-28 1992-01-28 Microprocessor Withdrawn JPH05216761A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4012700A JPH05216761A (en) 1992-01-28 1992-01-28 Microprocessor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4012700A JPH05216761A (en) 1992-01-28 1992-01-28 Microprocessor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05216761A true JPH05216761A (en) 1993-08-27

Family

ID=11812672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4012700A Withdrawn JPH05216761A (en) 1992-01-28 1992-01-28 Microprocessor

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JP (1) JPH05216761A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016107202A1 (en) 2015-04-20 2016-10-20 Fanuc Corporation DISPLAY SYSTEM

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016107202A1 (en) 2015-04-20 2016-10-20 Fanuc Corporation DISPLAY SYSTEM

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Effective date: 19990408