JPH05265748A - Integrated circuit microprocessor provided with plural controllers of different control systems - Google Patents

Integrated circuit microprocessor provided with plural controllers of different control systems

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JPH05265748A
JPH05265748A JP4091863A JP9186392A JPH05265748A JP H05265748 A JPH05265748 A JP H05265748A JP 4091863 A JP4091863 A JP 4091863A JP 9186392 A JP9186392 A JP 9186392A JP H05265748 A JPH05265748 A JP H05265748A
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Japan
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control
instruction
internal address
integrated circuit
internal
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JP4091863A
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Japanese (ja)
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Takeshi Sato
武 佐藤
Masamichi Izumida
正道 泉田
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V M TECHNOL KK
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V M TECHNOL KK
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Abstract

PURPOSE:To control an integrated circuit microprocessor having an extremely large number of instructions, e.g. about 600 instructions or more by means of a control system accordant with each type of instructions. CONSTITUTION:This microprocessor is provided with a data path device 102 to store and process the data, and controllers which give the instructions of the arithmetic operations, the storage, etc., to the data path device 102 based on a prescribed procedure after decoding the machine word instructions. A 1st controller 203 applies the random logic and a 2nd controller 204 applies a PLA control system respectively. An internal address selecting device 202 gives selectively the control right of the supplied instructions to an instruction decoding device 104 and the controller 203 or 204. Then, an internal address multiplexer device 201 takes out the output of the device having the control right at the side of the device 102.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は集積回路マイクロプロセ
ッサに関し、さらに詳細には、マイクロプロセッサ内部
にあってデータの記憶および処理を行うデータ・パス装
置と処理の手順を制御する制御装置とを接続する部分に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated circuit microprocessor, and more particularly, it connects a data path device for storing and processing data in a microprocessor and a control device for controlling a processing procedure. It is about the part to do.

【0002】[0002]

【従来技術】一般の集積回路マイクロプロセッサは、デ
ータの記憶および処理を担当する手段であるレジスタ・
ファイル装置やALU装置などの記憶、演算回路群を内
部バスにより結合したデータパス装置と、機械語命令を
解読して所定の手順に従ってデータパス装置に対して演
算、記憶等の指示を与える制御装置の2つの主要な装置
を含んでいる。
2. Description of the Related Art A general integrated circuit microprocessor is a register, which is a means for storing and processing data.
A data path device in which storage and arithmetic circuit groups such as a file device and an ALU device are coupled by an internal bus, and a control device which decodes machine language instructions and gives instructions to the data path device such as arithmetic and storage according to a predetermined procedure. Includes two major devices.

【0003】従来より、集積回路マイクロプロセッサの
制御装置としては、マイクロコード制御方式、ランダム
論理回路方式、PLA制御方式等が提案され、実用に供
されてきた。しかし、各方式とも一長一短があることは
広く認められている。
Conventionally, as a control device for an integrated circuit microprocessor, a microcode control system, a random logic circuit system, a PLA control system, etc. have been proposed and put to practical use. However, it is widely accepted that each method has advantages and disadvantages.

【0004】例えば、マイクロコード制御方式は、複雑
な制御をマイクロプログラミングによるファームウエア
で実行することで制御に必要なハードウエア量と複雑さ
を軽減できる利点があるが、一般に制御に時間がかかる
欠点があるといわれている。また、ランダム論理回路方
式は、高速な制御が可能であるが、単純な制御に向いて
おり、複雑な制御を行おうとするとハードウエアが肥大
化し速度も落ちてしまう傾向があるといわれている。
For example, the microcode control method has an advantage that the hardware amount and complexity required for the control can be reduced by executing the complicated control by the firmware by the microprogramming, but generally the control takes time. It is said that there is. Further, the random logic circuit system is capable of high-speed control, but is suitable for simple control, and it is said that the hardware tends to become bulky and the speed thereof tends to decrease if complicated control is attempted.

【0005】一方、PLA制御方式は、非常に柔軟に制
御装置を構成でき、ハードウエアも単純化できるが、小
規模な場合は高速なものの、大規模になると回路的な速
度低下が著しく、また、マイクロコード制御方式と較べ
た場合の単位記憶ビットあたりの面積が大きくなる欠点
があるといわれている。
On the other hand, in the PLA control system, the control device can be constructed very flexibly, and the hardware can be simplified. However, although it is fast in a small scale, the circuit speed is significantly reduced in a large scale. It is said that there is a drawback that the area per unit memory bit is large when compared with the microcode control method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】したがって、単純な制
御で実現可能な命令から複雑な制御を必要とする命令ま
での多数の命令群を有する集積回路マイクロプロセッサ
においては、非常に数多くの命令を単一のデータパス装
置で処理しようとすると、いずれの制御方式を用いて
も、ハードウェア量が増大する、あるいは処理速度が低
下するなどの問題点が発生する。
Therefore, in an integrated circuit microprocessor having a large number of instruction groups, from an instruction that can be realized by simple control to an instruction that requires complicated control, a very large number of instructions are required. When the processing is performed by one data path device, there is a problem that the amount of hardware increases or the processing speed decreases, whichever control method is used.

【0007】本発明の課題は、この点に鑑みて、多数の
命令を上記の弊害を伴うことなく処理することの可能な
集積回路マイクロプロセッサを実現することにある。
In view of this point, an object of the present invention is to realize an integrated circuit microprocessor capable of processing a large number of instructions without causing the above-mentioned harmful effects.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、特に、非常に数多くの命令種
類を単一のデータパス装置に対して処理する必要がある
集積回路マイクロプロセッサにおいて、それぞれの命令
に適した方式の制御装置を複数用意し、実行すべき命令
の種類に応じて制御権を各制御装置間で切り換えて、各
命令の制御に適したハードウエアにより最適な制御を得
るようにしている。
To achieve the above objects, the present invention in particular requires an integrated circuit microprocessor in which a very large number of instruction types must be processed for a single datapath device. In the above, a plurality of control devices suitable for each instruction are prepared, the control right is switched between the control devices according to the type of instruction to be executed, and the optimum control is performed by the hardware suitable for controlling each instruction. Trying to get.

【0009】すなわち、本発明は、データの記憶および
処理を行うデータパス装置と、機械語命令を解読して所
定の手順に従って前記データパス装置に対して演算、記
憶等の指示を与える制御装置とを有する集積回路マイク
ロプロセッサにおいて、前記制御装置に含まれる制御方
式の異なる少なくとも第1および第2の制御装置と、供
給される機械語命令に応じて、当該命令の制御権を、前
記第1および第2の制御装置のいずれか一方に対して選
択的に付与する制御権付与手段と、この制御権付与手段
によって制御権が付与された制御装置の出力を前記デー
タパス装置の側に供給する制御出力切り換え手段とを有
する構成を採用している。
That is, the present invention provides a data path device for storing and processing data, and a control device for decoding a machine language instruction and giving instructions such as calculation and storage to the data path device according to a predetermined procedure. In the integrated circuit microprocessor having the above-mentioned control device, at least first and second control devices having different control methods included in the control device, and a control right of the command according to the supplied machine language command are given to the first and second control devices. Control right granting means for selectively granting one of the second control devices, and control for supplying the output of the control device to which the control right is granted by the control right granting means to the data path device side. A configuration having output switching means is adopted.

【0010】ここに、上記の第1および第2の制御装置
の制御方式は、例えば、マイクロコード制御方式、ラン
ダム論理回路方式およびPLA制御方式の何れか一つと
することができる。
Here, the control system of the first and second control devices may be any one of a microcode control system, a random logic circuit system and a PLA control system, for example.

【0011】また、本発明の実施化に当たっては、制御
装置として、命令デコード装置と、上記の第1および第
2の制御装置を採用し、命令デコード装置による機械語
命令の解読結果に基づき、当該命令の制御権を、これら
の制御装置のいずれか一つに付与するようにすればよ
い。
Further, in implementing the present invention, an instruction decoding device and the above-mentioned first and second control devices are adopted as the control device, and based on the decoding result of the machine language instruction by the instruction decoding device, The command control right may be given to any one of these control devices.

【0012】一例として、上記の第1の制御装置をラン
ダム論理回路方式による制御装置とし、第2の制御装置
をPLA制御方式による制御装置とした場合には、当該
集積回路マイクロプロセッサの有する命令群のうち、相
対的に単純なシーケンス処理で高速処理の可能な命令群
の制御権を第1の制御装置に付与し、低速にならざるを
得ない複雑なシーケンス処理が必要な命令群の制御権を
第2の制御装置に付与するように構成すればよい。
As an example, when the first control device is a control device based on a random logic circuit system and the second control device is a control device based on a PLA control system, the instruction group of the integrated circuit microprocessor is provided. Of these, the control right of the instruction group that can perform high-speed processing by relatively simple sequence processing is given to the first control device, and the control right of the instruction group that requires complicated sequence processing that must be slowed down. May be configured to be applied to the second control device.

【0013】[0013]

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図示の実施例は、CMOS方式のプロセス技術
により製造された32ビット幅の演算装置と32ビット
幅の内部データバスを備え、16ビット幅の外部データ
バスにより外部デバイスとデータのやりとりをできる集
積回路マイクロプロッサに対して本発明を実施したもの
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment shown in the drawing is an integrated circuit that includes a 32-bit wide arithmetic unit manufactured by a CMOS process technology and a 32-bit wide internal data bus, and can exchange data with an external device by a 16-bit wide external data bus. The present invention is applied to a microprocessor.

【0014】全体構成 図1は、集積回路マイクロプロセッサ1の全体の概要を
示すためのブロック図である。
Overall Configuration FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the overall integrated circuit microprocessor 1.

【0015】100は、集積回路上にあって集積回路マ
イクロプロセッサ1と外部の記憶装置、I/O装置(図
示せず)とを接続するバス・インタフェース装置であ
る。本装置100は、4Gバイトの記憶装置と64Kバ
イトのI/O装置とを指定できるS100なる外部アド
レス・バス、一度に最大16ビットのデータを読み書き
または機械語命令を読みだせるS103なる外部データ
・バス、バス動作の種別とタイミングを外部デバイスに
知らせるためのS101なる制御出力バスおよび外部デ
バイスよりバス動作を要求するためのS102なる制御
入力バスをもって、外部デバイスとのインタフェースを
とっている。本装置100は、集積回路マイクロプロセ
ッサ1の主要な部分である101なる命令実行装置とは
独立に動作可能な装置である。
A bus interface device 100 connects the integrated circuit microprocessor 1 on the integrated circuit to an external storage device and an I / O device (not shown). This device 100 has an external address bus S100 that can specify a storage device of 4 Gbytes and an I / O device of 64 Kbytes, and external data S103 that can read and write a maximum of 16 bits of data or read a machine language instruction at a time. An interface with an external device is provided by a control output bus S101 for notifying the external device of the bus, the type and timing of the bus operation, and a control input bus S102 for requesting the bus operation from the external device. The device 100 is a device that can operate independently of an instruction execution device 101 which is a main part of the integrated circuit microprocessor 1.

【0016】101は、集積回路マイクロプロセッサ1
の中心となる命令実行装置である。内部に主要な装置と
して後述する102、103、104、105の各部分
を含んでいる。本装置101は、バス・インタフェース
装置100に対して、S104なる内部32ビット幅メ
モリ・アドレス・バス、S105なる内部32ビット幅
データ・バス、S106なる内部制御出力バス、S10
7なる内部制御入力バス、S108なる内部32ビット
幅機械語コード専用バスによって結合されている。
Reference numeral 101 denotes an integrated circuit microprocessor 1.
Is the central instruction execution device. Each of the components 102, 103, 104, and 105 described later is included as a main device inside. The present device 101 is different from the bus interface device 100 in that it has an internal 32-bit width memory address bus S104, an internal 32-bit width data bus S105, an internal control output bus S106, and S10.
They are connected by an internal control input bus 7 and an internal 32-bit wide machine language code dedicated bus S108.

【0017】102は、データパス装置およびデータパ
ス装置の各部に結合した内部レジスタ・アドレス・デコ
ード装置である。内部レジスタ・アドレス・デコード装
置に結合されるS109なる内部アドレス・バスにより
制御される。内部の詳細については、図3を参照して後
に説明する。
Reference numeral 102 is an internal register address decoding device coupled to the data path device and each part of the data path device. Controlled by an internal address bus S109 coupled to an internal register address decode device. The internal details will be described later with reference to FIG.

【00018】103は、内部アドレス・マルチプレク
サ装置と内部アドレス選択制御装置である。内部アドレ
ス・マルチプレクサ装置は、他の装置より制御信号群S
110および制御信号群S113を経由して送られてく
る内部アドレス情報のうち1組だけを内部アドレス・バ
スS109に送出する。内部アドレス選択制御装置は、
内部アドレス・マルチプレクサ装置を制御するもので、
やはり、制御信号群S110および制御信号群S113
を経由して送られてくる制御権情報を受取り内部アドレ
ス・マルチプレクサ装置に適切な選択を指示するととも
に、制御信号群S111およびS114を使用して制御
権の所在を他に通達する。
Reference numeral 103 denotes an internal address multiplexer device and an internal address selection control device. The internal address multiplexer device is controlled by the control signal group S from other devices.
Only one set of the internal address information sent via 110 and the control signal group S113 is sent to the internal address bus S109. The internal address selection controller is
It controls the internal address multiplexer device,
Again, the control signal group S110 and the control signal group S113
It receives the control right information sent via the command line and instructs the internal address multiplexer device to make an appropriate selection, and uses the control signal groups S111 and S114 to inform the control right to another.

【0019】本装置を中心にした主要部分の詳細を図2
に、内部アドレス選択制御装置の選択論理を図5にそれ
ぞれ示す。
FIG. 2 shows the details of the main part centering on this device.
The selection logic of the internal address selection control device is shown in FIG.

【0020】104は、機械語命令デコード装置であ
る。外部データ・バスS103を通じ記憶装置よりフェ
ッチされた機械語命令は機械語コード専用バスS108
を経由して本装置に入力され解読される。
Reference numeral 104 is a machine language instruction decoding device. The machine language instruction fetched from the storage device through the external data bus S103 is a machine language code dedicated bus S108.
It is input to this device via and decoded.

【0021】機械語命令コード中にレジスタ等の指定の
ある命令の場合は、本装置の解読の過程で内部アドレス
に変換され、制御信号群S110を通じて送出される。
固定長フォーマットに変換された解読済の命令は信号群
S112を経由して次に説明する制御装置105に伝達
される。
In the case of an instruction in which a register or the like is specified in the machine language instruction code, it is converted into an internal address in the decoding process of this apparatus and sent through the control signal group S110.
The decoded command converted into the fixed length format is transmitted to the control device 105 described below via the signal group S112.

【0022】105は、命令の実行を制御する制御装置
である。本実施例の場合、内部にランダム論理による制
御装置とPLAによる制御装置の2つを含む。機械語命
令デコード装置104から信号線S112を経由して送
られてくる固定長フォーマットに変換された解読済の命
令は、内部の双方の装置に供給される。構成の詳細を図
2に示す。また、PLAによる制御装置の構成を図4に
示す。
Reference numeral 105 is a control device for controlling the execution of instructions. In the case of the present embodiment, the control device based on random logic and the control device based on PLA are included inside. The decoded instruction converted into the fixed length format sent from the machine language instruction decoding device 104 via the signal line S112 is supplied to both internal devices. Details of the configuration are shown in FIG. FIG. 4 shows the configuration of the control device using PLA.

【0023】装置103、104、105の構成 図2は、図1の装置103、104、105にあたる部
分の構成の詳細を説明するためのブロック図である。
Configuration of Devices 103, 104 and 105 FIG. 2 is a block diagram for explaining the details of the configuration of a portion corresponding to the devices 103, 104 and 105 of FIG.

【0024】図1において、制御信号群S113として
一纏まりに示されていた信号群は、本図では出力元に対
応しS201およびS203の2つの信号群として表さ
れている。また,図1において、制御信号群S114と
して一纏まりに示されていた信号群は、本図では入力先
に対応しS202およびS204の2つの信号群として
表されている。
The signal group collectively shown as the control signal group S113 in FIG. 1 is represented as two signal groups S201 and S203 corresponding to the output source in this figure. In addition, the signal group collectively shown as the control signal group S114 in FIG. 1 is represented as two signal groups S202 and S204 corresponding to the input destination in this figure.

【0025】201は、装置103のうちの内部アドレ
ス・マルチプレクサ装置である。S110、S201、
S203の3つの信号群にそれぞれ1組つづの内部アド
レスが現れる。本装置201は、3組のうち1組の内部
アドレスのみを選択して内部アドレス・バスS109に
接続するよう構成されたマルチプレクサである。選択の
指示は、次に述べる内部アドレス選択装置202から出
力されるS200なる信号により行われる。
Reference numeral 201 denotes an internal address multiplexer device of the device 103. S110, S201,
One set of internal addresses appears in each of the three signal groups in S203. The present device 201 is a multiplexer configured to select only one set of internal addresses among the three sets and connect the selected internal address to the internal address bus S109. The selection instruction is given by the signal S200 output from the internal address selection device 202 described below.

【0026】202は、装置103のうちの内部アドレ
ス選択装置である。本装置202は、104、203、
204の各装置よりそれぞれS110,S201,S2
03の各信号群を通じて送出される内部アドレスとその
付加情報を監視しており、図5に示す論理に従い、その
うちの1つに制御権を与えるものである。制御権が付与
された装置を変更する場合には、本装置202は、S1
11、S202、S204の各信号群を通じて制御権を
失う装置、得る装置に対してそれぞれ制御権の移動を通
知する。
Reference numeral 202 denotes an internal address selection device of the device 103. The device 202 includes 104, 203,
S110, S201, S2 from each device of 204
The internal address and its additional information sent through each signal group of No. 03 are monitored, and the control right is given to one of them according to the logic shown in FIG. When changing the device to which the control right is given, the device 202 is
The transfer of the control right is notified to the device that loses the control right and the device that obtains the control right through the signal groups 11, S202 and S204.

【0027】104は、図1でも示されている機械語命
令デコード装置である。本装置104は、解読した機械
語命令から内部アドレスを生成して、それを、制御信号
群S110を経由して内部アドレス・マルチプレクサ装
置201に伝達する。非常に単純な命令はこの経路のみ
で処理が行われる。
Reference numeral 104 is a machine language instruction decoding device also shown in FIG. The device 104 generates an internal address from the decoded machine language instruction and transmits it to the internal address multiplexer device 201 via the control signal group S110. Very simple instructions are processed only on this path.

【0028】203は、制御装置105のうちランダム
論理により実現された第1の制御装置である。信号群S
112を介して固定長の解読済命令を受けて、信号群S
201に内部アドレス情報を送出する。本装置203
は、比較的単純なシーケンス処理が必要で、かつ高速処
理の可能な命令をのみ担当する。
Reference numeral 203 denotes a first control device of the control device 105 which is realized by random logic. Signal group S
Upon receiving a fixed-length decoded command via 112, the signal group S
The internal address information is sent to 201. This device 203
Is responsible for only those instructions that require relatively simple sequence processing and are capable of high-speed processing.

【0029】204は、制御装置105のうちPLAに
より実現された第2の制御装置である。信号群S112
を介して固定長の解読済命令を受けて信号群S203に
内部アドレス情報を送出する。本装置204は、比較的
低速にならざるをえない複雑なシーケンス処理が必要な
命令のみを担当する。
Reference numeral 204 is a second control device of the control device 105, which is realized by the PLA. Signal group S112
The internal address information is sent to the signal group S203 upon receipt of the fixed length decoded command via. The device 204 is in charge of only instructions that require complicated sequence processing that must be relatively slow.

【0030】装置102の構成 図3は、図1で装置102として表されているデータパ
ス装置と内部レジスタ・アドレス・デコード装置の内部
構成の詳細を説明するためのブロック図である。
Configuration of Device 102 FIG. 3 is a block diagram illustrating in detail the internal configuration of the datapath device and the internal register address decode device represented as device 102 in FIG.

【0031】装置102におけるデータパス装置の部分
は、300、302、304、306、308の各部分
より構成される。データパス装置の各部分は、S300
およびS301またはS307およびS308なるそれ
ぞれ32ビットの幅を持つ内部データ・バスにより結合
される。またメモリ・アドレス計算装置300からS1
04なる内部メモリ・アドレス・バスが出力される。ま
たバス・カプラ装置302には、S105なる内部デー
タ・バスが結合している。
The data path device portion of device 102 is comprised of portions 300, 302, 304, 306, 308. Each part of the data path device is S300
And S301 or S307 and S308 are each coupled by an internal data bus having a width of 32 bits. From the memory / address calculation device 300 to S1
The internal memory address bus 04 is output. An internal data bus S105 is coupled to the bus coupler device 302.

【0032】一方、装置102における内部レジスタ・
アドレス・デコード装置の部分は、データパス装置の各
部分に対応する形で301、303、305、307、
309の各部分から構成される。いずれの部分もS10
9なる内部レジスタ・アドレス・バスに結合し、内部レ
ジスタ・アドレスをデコードしてデータパス装置の各部
分を制御する。内部レジスタ・アドレスは、単にレジス
タのアドレスを指定するにとどまらず、読み書き等の操
作もアドレス情報にエンコードして含まれているので、
内部レジスタ・アドレス・デコード装置は、それらの操
作に必要な制御信号、タイミング信号も生成している。
On the other hand, internal registers in the device 102
The parts of the address decoding device correspond to the parts of the data path device 301, 303, 305, 307,
309 is composed of each part. Both parts are S10
9 to the internal register address bus and decodes the internal register address to control each part of the datapath device. The internal register address is not limited to simply specifying the register address, but operations such as reading and writing are also encoded and included in the address information.
The internal register address decoding device also generates control signals and timing signals necessary for these operations.

【0033】次に、上記のデータパス装置および内部レ
ジスタ・アドレス・デコード装置を構成している各部分
について説明する。
Next, the respective parts constituting the above-mentioned data path device and internal register address decoding device will be described.

【0034】300は、内部に32ビット幅の加算器と
メモリ・アドレス計算用のレジスタ・ファイルを備えた
メモリ・アドレス計算装置である。302は、2組の内
部バスと内部データ・バスの相互接続を行うバス・カプ
ラ装置である。304は、内部に32ビット幅のインク
リメンタ/デクリメンタと複数のレジスタを備えたカウ
ンタ装置である。306は、内部に32ビット幅の算術
論理演算ユニットとバレル・シフタおよび、シリアル・
シフトレジスタを含む複数のテンポラリ・レジスタを備
えた演算装置である。308は、内部に32ビット幅の
汎用レジスタ34本と制御レジスタを備えたレジスタフ
ァイル装置である。
Reference numeral 300 is a memory address calculation device which internally has a 32-bit width adder and a register file for memory address calculation. A bus coupler device 302 interconnects two sets of internal buses and internal data buses. A counter device 304 includes a 32-bit width incrementer / decrementer and a plurality of registers. Reference numeral 306 denotes an internal arithmetic logic operation unit having a width of 32 bits, a barrel shifter, and a serial
It is an arithmetic unit having a plurality of temporary registers including a shift register. A register file device 308 internally includes 34 general-purpose registers having a 32-bit width and a control register.

【0035】一方、301は、メモリ・アドレス計算装
置を制御するための第1の内部レジスタ・アドレス・デ
コーダである。デコード結果は信号群S302を通じて
伝達される。303は、バス・カプラ装置302を制御
するための第2の内部レジスタ・アドレス・デコーダで
ある。デコード結果は信号群S303を通じて伝達され
る。305は、カウンタ装置304を制御するための第
3の内部レジスタ・アドレス・デコーダである。デコー
ド結果は信号群S304を通じて伝達される。307
は、演算装置306を制御するための第4の内部レジス
タ・アドレス・デコーダである。デコード結果は信号群
S305を通じて伝達される。309は、レジスタ・フ
ァイル装置308を制御するための第5の内部レジスタ
・アドレス・デコーダである。デコード結果は信号群S
306を通じて伝達される。
On the other hand, 301 is a first internal register address decoder for controlling the memory address calculation device. The decoding result is transmitted through the signal group S302. Reference numeral 303 denotes a second internal register address decoder for controlling the bus coupler device 302. The decoding result is transmitted through the signal group S303. 305 is a third internal register address decoder for controlling the counter device 304. The decoding result is transmitted through the signal group S304. 307
Is a fourth internal register address decoder for controlling the arithmetic unit 306. The decoding result is transmitted through the signal group S305. 309 is a fifth internal register address decoder for controlling the register file device 308. The decoding result is the signal group S
It is transmitted through 306.

【0036】第2の制御装置204の構成 図4は、第2の制御装置204として表されているPL
Aを利用した有限状態機械として実現されている制御装
置を説明するためのブロック図である。
Configuration of Second Controller 204 FIG. 4 shows a PL represented as second controller 204.
3 is a block diagram for explaining a control device realized as a finite state machine using A. FIG.

【0037】400は、PLA−アンド平面への入力を
ラッチするための一時記憶装置である。本装置には,S
112なる固定長解読済命令の一部、S204なる制御
権の選択情報、S404なるPLAフィードバックが入
力しており、それらはS401なる信号群を通じて送ら
れる。
400 is a temporary storage device for latching the input to the PLA-and-plane. This device has S
A part of the fixed length decoded command 112, the control right selection information S204, and the PLA feedback S404 are input, and they are sent through the signal group S401.

【0038】401は、PLA−アンド平面であり、直
列結合されたNMOSトランジスタとそれらを制御する
プリチャージ/ディスチャージ回路からなる。出力は信
号群S403を通じて送られる。
Reference numeral 401 denotes a PLA-and-plane, which comprises NMOS transistors connected in series and a precharge / discharge circuit for controlling them. The output is sent through the signal group S403.

【0039】402は、PLA−オア平面であり,並列
結合されたNMOSトランジスタとそれらを制御するプ
リチャージ/ディスチャージ回路からなる。出力は信号
群S402を通じて送られる。
Reference numeral 402 denotes a PLA-or plane, which is composed of parallel-coupled NMOS transistors and a precharge / discharge circuit for controlling them. The output is sent through the signal group S402.

【0040】403は、PLA−オア平面の出力をラッ
チするための一時記憶装置である。記憶された内容の一
部は、フィードバックとして信号群S404に送られ、
また一部は内部レジスタ・アドレスとして信号群S20
3へ送られる。
403 is a temporary storage device for latching the output of the PLA-or plane. Part of the stored content is sent to the signal group S404 as feedback,
A part of the signal group S20 is used as an internal register address.
Sent to 3.

【0041】制御権の移行動作 図5は、内部アドレス選択装置202が行っている制御
権を移行させるための選択操作を説明するための状態遷
移図である。
Control Right Transfer Operation FIG. 5 is a state transition diagram for explaining a selection operation performed by the internal address selection device 202 for transferring the control right.

【0042】C1は、図2で命令デコード装置104が
選択されている状態を示す。C2は、図2で第1の制御
装置203が選択されている状態を示す。C3は、図2
で第2の制御装置204が選択されている状態を示す。
C1 shows a state in which the instruction decoding device 104 is selected in FIG. C2 indicates a state in which the first control device 203 is selected in FIG. C3 is shown in FIG.
Shows the state where the second control device 204 is selected.

【0043】T100は、リセット、割り込み等の特別
な条件による論理の初期化を示しており、そのような条
件下では、必ずC1の状態から開始する。T101は、
命令デコード装置104だけで制御がすすむ場合であ
る。T102は、命令デコード装置104が解読後、第
1の制御装置203に制御権を移す場合である。T10
3は、第1の制御装置203が命令制御を実行後、新た
な命令の開始のため命令デコード装置104に制御権を
移す場合である。T104は、第1の制御装置203が
命令シーケンスの実現のため制御権を保持している場合
である。T105は、命令デコード装置104が解読
後、第2の制御装置204に制御権を移す場合である。
T106は、第2の制御装置204が命令制御を実行
後、新たな命令の開始のため命令デコード装置に制御権
を移す場合である。T107は、第2の制御装置204
が命令シーケンスの実現のため制御権を保持している場
合である。
T100 indicates the initialization of the logic under a special condition such as reset or interrupt, and under such a condition, the state is always started from the state of C1. T101 is
This is a case where the control is advanced only by the instruction decoding device 104. T102 is the case where the instruction decoding device 104 transfers the control right to the first control device 203 after decoding. T10
3 is a case where the first control unit 203 transfers the control right to the instruction decoding unit 104 to start a new instruction after executing the instruction control. T104 is a case where the first control device 203 holds the control right for realizing the instruction sequence. T105 is the case where the instruction decoding device 104 transfers the control right to the second control device 204 after the decoding.
T106 is a case where the second control device 204 executes the instruction control and then transfers the control right to the instruction decoding device to start a new instruction. T107 is the second control device 204
Holds the control right to realize the instruction sequence.

【0044】なお、本実施例では、機械語命令単位で見
ると、命令デコード装置104が制御装置105(20
3、204)に制御を移した場合、かならず制御を移し
た制御装置から制御権が返還されるようになっている。
以下のT108、T109の遷移は、複雑なシーケンス
中でC3よりC2をサブルーチン的に呼び出す時のみ発
生する遷移である。
In the present embodiment, the instruction decoding unit 104 includes the control unit 105 (20) in terms of machine language instructions.
(3, 204), the control right is always returned from the control device that has transferred the control.
The following transitions of T108 and T109 are transitions that occur only when C2 is called from C3 by a subroutine in a complicated sequence.

【0045】T108は、第2の制御装置204が命令
制御を実行後、定型処理の開始のため第1の制御装置2
03に一時的に制御権を移す場合である。T109は、
第1の制御装置203による定型処理の制御が完了後、
第2の制御装置204に制御権を帰す場合である。
At T108, after the second control unit 204 executes the command control, the first control unit 2 starts to start the routine processing.
In this case, the control right is temporarily transferred to 03. T109 is
After the control of the routine process by the first control device 203 is completed,
In this case, the control right is returned to the second control device 204.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明においては、集積回路マイクロプ
ロセッサにおいて、それぞれの命令に適した方式の制御
装置を複数用意し、実行すべき命令の種類に応じて制御
権を各制御装置間で切り換えて、各命令の制御に適した
ハードウエアにより最適な制御を得るようにしている。
したがって、本発明によれば、非常に多くの命令、例え
ば約600以上の命令をもつ集積回路マイクロプロセッ
サの制御装置を比較的簡単な複数の制御装置を組み合わ
せて構成することができる。また、命令種類に適した制
御方法を使用できるので、制御のオーバヘッドによる処
理速度の低下を防止することができるといった利点があ
る。
According to the present invention, in the integrated circuit microprocessor, a plurality of control devices of a system suitable for each instruction are prepared, and the control right is switched between the control devices according to the type of the instruction to be executed. Optimal control is obtained by hardware suitable for controlling each instruction.
Therefore, according to the present invention, a controller of an integrated circuit microprocessor having a very large number of instructions, for example, about 600 or more instructions can be configured by combining a plurality of relatively simple controllers. Further, since a control method suitable for the type of instruction can be used, there is an advantage that the processing speed can be prevented from lowering due to control overhead.

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

【図1】本発明を適用した集積回路マイクロプロセッサ
の全体構成を示す概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an overall configuration of an integrated circuit microprocessor to which the present invention has been applied.

【図2】図1における装置103、104、105の部
分の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a part of devices 103, 104 and 105 in FIG.

【図3】図1における装置102の部分の構成を示すブ
ロック図である。
3 is a block diagram showing a configuration of a part of a device 102 in FIG.

【図4】図2における第2の制御装置204の構成を示
すブロック図である。
4 is a block diagram showing a configuration of a second control device 204 in FIG.

【図5】図1の集積回路マイクロプロセッサによる制御
権の移行動作を示す状態遷移図である。
5 is a state transition diagram showing a control right transfer operation by the integrated circuit microprocessor of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・集積回路マイクロプロセッサ 100・・・バス・インタフェース装置 101・・・命令実行装置 102・・・データパス装置/内部レジスタ・アドレス
・デコード装置 103・・・内部アドレス・マルチプレクサ装置/内部
アドレス選択制御装置 104・・・機械語命令デコード装置(制御装置) 105・・・制御装置 201・・・内部アドレス・マルチプレクサ装置 202・・・内部アドレス選択装置 203・・・第1の制御装置 204・・・第2の制御装置
1 ... Integrated Circuit Microprocessor 100 ... Bus Interface Device 101 ... Instruction Execution Device 102 ... Data Path Device / Internal Register Address Decoding Device 103 ... Internal Address Multiplexer Device / Internal Address Selection control device 104 ... Machine language instruction decoding device (control device) 105 ... Control device 201 ... Internal address multiplexer device 202 ... Internal address selection device 203 ... First control device 204. ..Second control device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06F 15/78 510 Z 7530−5L ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location G06F 15/78 510 Z 7530-5L

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 データの記憶および処理を行うデータパ
ス装置と、機械語命令を解読して所定の手順に従って前
記データパス装置に対して演算、記憶等の指示を与える
制御装置とを有する集積回路マイクロプロセッサにおい
て、 前記制御装置に含まれる制御方式の異なる少なくとも第
1および第2の制御装置と、 供給される機械語命令に応じて、当該命令の制御権を、
前記第1および第2の制御装置のいずれか一方に対して
選択的に付与する制御権付与手段と、 この制御権付与手段によって制御権が付与された制御装
置の出力を前記データパス装置の側に供給する制御出力
切り換え手段と、 を有することを特徴とする集積回路マイクロプロセッ
サ。
1. An integrated circuit having a data path device for storing and processing data, and a control device for decoding a machine language instruction and giving instructions such as calculation and storage to the data path device according to a predetermined procedure. In the microprocessor, at least first and second control devices having different control methods included in the control device, and a control right of the command according to the supplied machine language command,
Control right granting means for selectively granting to either one of the first and second control devices, and the output of the control device to which the control right is granted by the control right granting means And a control output switching means for supplying to the integrated circuit microprocessor.
【請求項2】 請求項1において、前記第1および第2
の制御装置の制御方式は、マイクロコード制御方式、ラ
ンダム論理回路方式およびPLA制御方式の何れか一つ
であることを特徴とする集積回路マイクロプロセッサ。
2. The method according to claim 1, wherein the first and second
The control system of the control device is any one of a microcode control system, a random logic circuit system and a PLA control system.
【請求項3】 請求項1または2において、制御装置と
して、命令デコード装置と、前記第1および第2の制御
装置とを有し、前記制御権付与手段は、前記命令デコー
ド装置による機械語命令の解読結果に基づき、当該命令
の制御権を、前記命令デコード装置、前記第1および第
2の制御装置のうちのいずれに付与するのかを選択する
ようになっていることを特徴とする集積回路マイクロプ
ロセッサ。
3. A machine language instruction according to claim 1, further comprising an instruction decoding device and the first and second control devices as a control device, wherein the control right giving means is a machine language instruction by the instruction decoding device. The integrated circuit is configured to select which of the instruction decoding device and the first and second control devices the control right of the instruction is given based on the decoding result of the integrated circuit. Microprocessor.
【請求項4】 請求項3において、前記第1の制御装置
はランダム論理回路方式による制御装置であり、前記第
2の制御装置はPLA制御方式による制御装置であり、
前記制御権付与手段は、当該集積回路マイクロプロセッ
サの有する命令群のうち、最も単純な命令群の制御権を
前記命令デコード装置に付与し、相対的に単純なシーケ
ンス処理で高速処理の可能な命令群の制御権を前記第1
の制御装置に付与し、低速にならざるを得ない複雑なシ
ーケンス処理が必要な命令群の制御権を前記第2の制御
装置に付与するようになっていることを特徴とする集積
回路マイクロプロセッサ。
4. The control device according to claim 3, wherein the first control device is a control device according to a random logic circuit system, and the second control device is a control device according to a PLA control system.
The control right granting means grants the control right of the simplest instruction group among the instruction groups of the integrated circuit microprocessor to the instruction decoding device, and the instruction capable of high-speed processing by relatively simple sequence processing. Group control right to the first
Integrated circuit microprocessor for giving a control right to the second control device, which is given to the second control device and which requires a complicated sequence process that must be slowed down. ..
【請求項5】 CMOS方式の回路技術により構成され
た集積回路マイクロプロセッサにおいて、 少なくとも汎用レジスタ・ファイルと算術論理演算ユニ
ットを含むデータパス装置と、 このデータパス装置に接続し、当該データ・パス装置内
の複数のレジスタのうちから所望のレジスタを指定する
内部レジスタ・アドレス・デコード装置と、 この内部レジスタ・アドレス・デコード装置に接続し、
複数の内部アドレス生成源より所定の内部アドレスのみ
を前記内部レジスタ・アドレス・デコード装置に供給す
るための内部アドレス・マルチプレクサ装置と、 この内部アドレス・マルチプレクサ装置に接続し、それ
ぞれ少なくとも1つの内部アドレスを生成することがで
きると共に、それぞれが独立した有限状態機械として動
作することのできる制御方式の異なる複数の制御装置
と、 前記内部アドレス・マルチプレクサ装置と、少なくとも
1つ以上の前記制御装置に接続し、当該制御装置から供
給される内部アドレス接続要求信号を処理して適切な内
部アドレスを内部アドレス・デコード装置に供給するよ
う前記内部アドレス・マルチプレクサ装置に指令を与え
る内部アドレス選択装置と、 を有するとを特徴とする集積回路マイクロプロセッサ。
5. An integrated circuit microprocessor configured by CMOS circuit technology, comprising: a data path device including at least a general-purpose register file and an arithmetic logic unit; and a data path device connected to the data path device. Internal register address decoding device that specifies the desired register from among the plurality of registers in this, and connect to this internal register address decoding device,
An internal address multiplexer device for supplying only a predetermined internal address from a plurality of internal address generation sources to the internal register address decoding device, and an internal address multiplexer device connected to the internal address multiplexer device, and at least one internal address for each of the internal address multiplexer devices. A plurality of control devices that can be generated and each of which operates as an independent finite state machine and have different control schemes; the internal address multiplexer device; and at least one or more of the control devices, An internal address selection device for processing the internal address connection request signal supplied from the control device and for instructing the internal address multiplexer device to supply an appropriate internal address to the internal address decoding device. Featured integrated circuit micro pro Tsu support.
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