JPH05250318A - マイクロプロセッサ - Google Patents

マイクロプロセッサ

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JPH05250318A
JPH05250318A JP4991992A JP4991992A JPH05250318A JP H05250318 A JPH05250318 A JP H05250318A JP 4991992 A JP4991992 A JP 4991992A JP 4991992 A JP4991992 A JP 4991992A JP H05250318 A JPH05250318 A JP H05250318A
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JP
Japan
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accumulator
data
microprocessor
general
decoder
Prior art date
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Withdrawn
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JP4991992A
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English (en)
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Shiro Oba
史朗 大庭
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Electronics Inc
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Electronics Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ALUの演算対象をハードウェア的にアキュ
ームレータ以外の内部記憶装置に拡張し、演算速度を向
上させることが可能なマイクロプロセッサを提供する。 【構成】 算術演算および論理演算を行う算術論理演算
装置2と、演算の1つのオペランドを記憶し演算結果を
記憶するアキュームレータ3A、3Bと、命令データを
復号するデコーダ部4と、各種データを格納する記憶部
1 〜Rn を複数有する内部記憶装置5と、を有するマ
イクロプロセッサにおいて、デコーダ部4が命令データ
OPに基づき出力した選択信号SSEL に基づいて、複数
の記憶部R 1 〜Rn 中の特定の記憶部RX を選択し、当
該選択した記憶部RX とアキュームレータ3A、3Bと
を双方向データバスを介して直接接続し、一方から他方
へデータを転送するバスセレクタ部6を備えて構成す
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セッサに係
り、特にマイクロプロセッサ内の内部記憶装置を用いた
演算の演算速度を向上する技術に関する。
【0002】近年、マイクロプロセッサは大規模化が進
んでおり、マイクロプロセッサ内の資源の有効活用や、
汎用レジスタや内部メモリ等の内部記憶装置を用いた場
合の演算速度の高速化が望まれている。
【0003】
【従来の技術】マイクロプロセッサは、大別すると、A
LU(Arithmetic and Logic Unit )等の演算器、アキ
ュームレータを含む汎用レジスタ群、キャッシュメモリ
等の内部記憶装置およびタイミング制御等を行う制御部
から成り立っている。
【0004】内部記憶装置である汎用レジスタ群のうち
アキュームレータは、ALUに直接接続されており、被
演算データや演算後の結果などを保持したり、各種の操
作を行うためのレジスタとして用いられる。このように
アキュームレータは汎用レジスタのうちでも別格であ
り、最も使用頻度が高い重要なレジスタとなっていた。
また、ALUは、チップ面積を減らす目的により1個の
マイクロプロセッサ中に1個ないしは数個しか搭載され
ていないため、ALUの直接の演算対象となるアキュー
ムレータも、ALUと同様に1個のマイクロプロセッサ
中に1個ないしは数個しか搭載されていない。
【0005】一方、アキュームレータを除く内部記憶装
置(汎用レジスタを含む)は、直接ALUに接続されて
いないため、極めて限られた演算しか行うことはできな
かった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
従来のマイクロプロセッサにおいては、アキュームレー
タを除く内部記憶装置では、極めて限られた演算しか行
うことができない。その結果、これらの内部記憶装置に
記憶しているデータを用いてアキュームレータでのみ行
うことができる演算を行う場合には、いちいちアキュー
ムレータを介して行う必要があった。より具体的には、
汎用レジスタの保持データで演算を行う場合には、まず
保持データをロード命令等によりアキュームレータへ転
送する。これによりALUはアキュームレータに転送さ
れたデータを用いて演算を行い、演算結果を再びアキュ
ームレータに格納する。そして、アキュームレータに格
納された演算結果を再びロード命令などにより元の汎用
レジスタに転送する。これにより、汎用レジスタの保持
データの演算を行っていた。
【0007】このため、汎用レジスタの保持データの演
算を行うことは、アキュームレータ内のデータの演算よ
りもデータ転送等を行う必要があるために、演算の処理
ステップ数が増加し、演算速度を低下させてしまうとい
う問題点があった。また、アキュームレータは、一つの
マイクロプロセッサ中に1個ないしは数個しか搭載され
ていないため、演算速度の向上を図る場合にはアキュー
ムレータの個数がボトルネックとなってしまうという問
題点があった。
【0008】そこで、本発明の目的は、ALUの演算対
象をハードウェア的にアキュームレータ以外の内部記憶
装置に拡張し、マイクロプロセッサ内の資源の有効利用
を促すとともに、演算速度を向上させることが可能なマ
イクロプロセッサを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、算術演算および論理演算を行う算術論理
演算装置(2)と、演算の1つのオペランドを記憶し演
算結果を記憶するアキュームレータ(3A、3B)と、
命令データ(DOP)を復号するデコーダ部(4)と、各
種データを格納する記憶部(R1 〜Rn )を複数有する
内部記憶装置(5)と、を有するマイクロプロセッサに
おいて、前記デコーダ部(4)が前記命令データ
(DOP)に基づき出力した選択信号(SSEL )に基づい
て、前記複数の記憶部(R1 〜Rn )中の特定の記憶部
(RX )を選択し、当該選択した記憶部(RX )と前記
アキュームレータ(3A、3B)とを双方向データバス
を介して直接接続し、一方から他方へデータを転送する
バスセレクタ部(6)を備えて構成する。
【0010】
【作用】本発明によれば、バスセレクタ部(6)は、デ
コーダ部(4)が命令データ(DOP)に基づき出力した
選択信号(SSEL )に基づいて、複数の記憶部(R1
n )中の特定の記憶部(RX )を選択し、当該選択し
た記憶部(RX )と前記アキュームレータ(3A、3
B)とを双方向データバスを介して直接接続し、一方か
ら他方へデータを転送する。
【0011】したがって、見掛上、各記憶部をアキュー
ムレータと同様に取り扱うことができ、マイクロプロセ
ッサ内の資源の有効利用を図ることができる。さらにソ
フトウェア的なデータの転送動作が不要となるため、演
算速度を向上させることができる。
【0012】
【実施例】次に、図1乃至図2を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。第1実施例 図1にマイクロプロセッサの基本構成を示すブロック図
を示す。
【0013】マイクロプロセッサ1は、算術演算、論理
演算を行うALU2と、被演算データや演算結果を保持
する第1アキュームレータ3Aおよび第2アキュームレ
ータ3Bと、オペコードデータDOPをデコードしレジス
タ選択信号SSEL 、演算選択信号SCSおよび演算制御信
号SCCを出力するデコーダ4と、各種データを格納する
汎用レジスタR1 〜Rn からなる汎用レジスタ群5と、
レジスタ選択信号に基づいて各アキュームレータ3A、
3Bと汎用レジスタR1 〜Rn 間をバスで直接接続する
バスセレクタ6と、を備えて構成されている。
【0014】次に、動作について説明する。デコーダ4
にオペコードデータDOPが入力されると、デコーダ4は
オペコードデータDOPをデコードし、ALU2に演算選
択信号SCSおよび演算制御信号SCCを出力する。
【0015】これと並行して、デコーダ4は演算に用い
る汎用レジスタRX (X :1〜n)を汎用レジスタR1
〜Rn から選択するためのレジスタ選択信号SSEL をバ
スセレクタ6に出力する。この結果、バスセレクタ6
は、レジスタ選択信号SSEL に対応する汎用レジスタR
X と、いずれかのアキュームレータ(3Aまたは3B)
を双方向バスBTX (X :1〜n)を開いて直結する。
この場合において、汎用レジスタRX に接続されなかっ
たアキュームレータは、その時点で保持していたデータ
を保持し続けることとなる。
【0016】これにより、当該選択された汎用レジスタ
X に保持されていたデータは接続されたアキュームレ
ータ(3Aまたは3B)に転送され、ALU2により演
算制御信号SCCに対応する演算が行われる。演算終了
後、演算結果は再び接続されているアキュームレータ
(3Aまたは3B)およびバスセレクタ6を介して選択
された汎用レジスタRX に転送され、転送終了後、アキ
ュームレータ(3Aまたは3B)と選択した汎用レジス
タRX 間を直結したバスは閉じられる。
【0017】以上の説明のように、本実施例によれば、
アキュームレータを除く汎用レジスタの保持データをロ
ード命令等のソフトウェア的な転送命令を用いること無
くアキュームレータにただちに転送し、演算終了後、ふ
たたびロード命令などを用いること無く当該汎用レジス
タにただちに格納することができるので、見掛上、汎用
レジスタをアキュームレータと同等に扱うことができ、
マイクロプロセッサ内の資源を有効利用することができ
る。また、演算のためのソフトウェア的な処理ステップ
数を減少させることができ、演算速度を向上させること
ができる。第2実施例 以上の第1実施例は、汎用レジスタをアキュームレータ
と同様に扱う場合について説明したが、本第2実施例が
第1実施例と異なる点は、汎用レジスタに代えて内部メ
モリをバスセレクタに接続し、内部メモリとアキューム
レータを直結可能に構成した点である。図2において第
1実施例と同一の部分については、同一の符号を付し、
その詳細な説明を省略する。
【0018】次に、動作について説明する。デコーダ4
にオペコードデータDOPが入力されると、デコーダはオ
ペコードデータDOPをデコードし、ALU2に演算選択
信号SCSおよび演算制御信号SCCを出力する。
【0019】これと並行して、デコーダ4は演算に用い
る内部メモリ11のアドレスを指定するためのアドレス
選択信号SMSELをバスセレクタ12に出力する。この結
果、バスセレクタ12は、アドレス選択信号SMSELに対
応する内部メモリ11の記憶領域のアドレスデータD
ADR を片方向バスBOを介して内部メモリ11の図示し
ないコントローラに出力して通知するとともに、当該ア
ドレスの記憶領域といずれかのアキュームレータ(3A
または3B)を双方向バスBTを開いて直結する。これ
により、当該選択された記憶領域に保持されていたデー
タは接続されたアキュームレータ(3Aまたは3B)に
転送され、ALU2により演算制御信号S CCに対応する
演算が行われる。演算終了後、演算結果は再び接続され
ているアキュームレータ(3Aまたは3B)およびバス
セレクタ12を介して選択された内部メモリ11内のア
ドレスデータDADR に対応する記憶領域に転送され、転
送終了後、アキュームレータ(3Aまたは3B)とアド
レスデータDADR に対応する記憶領域間を直結したバス
は閉じられる。
【0020】以上の説明のように、本実施例によれば、
内部メモリの特定のアドレスにある記憶領域の記憶デー
タをロード命令等を用いること無くアキュームレータに
ただちに転送し、演算終了後、ふたたびロード命令など
を用いること無く当該汎用レジスタにただちに格納する
ことができるので、見掛上、内部メモリの特定の記憶領
域をアキュームレータと同等に扱うことができ、マイク
ロプロセッサ内の資源を有効利用することができる。ま
た、演算のためのソフトウェア的な処理ステップ数を減
少させることができ、演算速度を向上させることができ
る。また、アキュームレータばかりでなく、内部メモリ
の特定の記憶領域を演算対象とすることができるので、
演算の自由度が向上する。
【0021】以上の第1実施例および第2実施例におい
ては、それぞれ汎用レジスタ、内部メモリとアキューム
レータを直結する場合についてのみ説明したが、汎用レ
ジスタおよび内部メモリの双方と直結可能にバスセレク
タを接続するように構成することが可能である。これに
より、さらに演算の自由度を向上させることができる。
【0022】また、以上の各実施例においては、アキュ
ームレータが2個の場合について説明したが、アキュー
ムレータが1個または3個以上の場合についても、本発
明の適用が可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、バスセレクタ部は、デ
コーダ部が命令データに基づき出力した選択信号に基づ
いて、複数の記憶部中の特定の記憶部を選択し、当該選
択した記憶領域とアキュームレータとをデータバスを介
して直接接続し、一方から他方へデータをただちに転送
するので、見掛上、各記憶部をアキュームレータと同様
に取り扱うことができ、ソフトウェア的な転送動作が不
要となり、実質的な演算速度を向上させることができ
る。また、各記憶部をアキュームレータと同様に取り扱
うことができるので、各記憶部を無駄無く利用し、マイ
クロプロセッサ内の資源を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の基本構成を示すブロック図であ
る。
【図2】第2実施例の基本構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1…マイクロプロセッサ 2…ALU 3A…第1アキュームレータ 3B…第2アキュームレータ 4…デコーダ 5…汎用レジスタ群 6…バスセレクタ 10…マイクロプロセッサ 11…内部メモリ R1 〜Rn …汎用レジスタ RX …選択した汎用レジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 算術演算および論理演算を行う算術論理
    演算装置(2)と、演算の1つのオペランドを記憶し演
    算結果を記憶するアキュームレータ(3A、3B)と、
    命令データ(DOP)を復号するデコーダ部(4)と、各
    種データを格納する記憶部(R1 〜Rn )を複数有する
    内部記憶装置(5、11)と、を有するマイクロプロセ
    ッサにおいて、 前記デコーダ部(4)が前記命令データ(DOP)に基づ
    き出力した選択信号(SSEL )に基づいて、前記複数の
    記憶部(R1 〜Rn )中の特定の記憶部(RX)を選択
    し、当該選択した記憶部(RX )と前記アキュームレー
    タ(3A、3B)とを双方向データバス(BTX 、B
    T)を介して直接接続し、一方から他方へデータを転送
    するバスセレクタ部(6、12)を備えたことを特徴と
    するマイクロプロセッサ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のマイクロプロセッサにお
    いて、 前記内部記憶装置(5)は、汎用レジスタ群(R1 〜R
    n )を有し、 前記バスセレクタ部(6)は、前記デコーダ部(4)か
    らの選択信号に基づいて前記汎用レジスタ群(R1 〜R
    n )中の特定のレジスタ(RX )を選択し、当該選択し
    たレジスタ(RX )と前記アキュームレータ(3A、3
    B)とを前記双方向データバス(BTX )を介して直接
    接続し、一方から他方へデータを転送することを特徴と
    するマイクロプロセッサ。
JP4991992A 1992-03-06 1992-03-06 マイクロプロセッサ Withdrawn JPH05250318A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108664272A (zh) * 2017-03-27 2018-10-16 上海芯旺微电子技术有限公司 一种处理器内核结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108664272A (zh) * 2017-03-27 2018-10-16 上海芯旺微电子技术有限公司 一种处理器内核结构
CN108664272B (zh) * 2017-03-27 2024-01-30 上海芯旺微电子技术股份有限公司 一种处理器内核结构

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Effective date: 19990518