JPH0527142B2

JPH0527142B2 -

Info

Publication number: JPH0527142B2
Application number: JP58214536A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Nakasaki
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1993-04-20
Also published as: JPS60107137A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、属性を表示するダク領域と値そのも
のを表示する領域で構成されるタグ付データを処
理対象にするプログラムを効率よく実行できるデ
ータ処理装置に関し、特にタグ形式で表現される
データの解釈を高性能に実行するデータ処理装置
に関する。

タグ付データを計算機の内部表現として備える
ことにより、データとプログラムコード部との独
立性を高めることができる。この結果、プログラ
ムからデータを操作する際のアクセス権のチエツ
クを容易に行うことができる。さらに、同一の命
令であつても、データ属性によつて異なる操作を
容易に処理することができる。

従来の計算機において、前記のタグ付データを
解釈、実行する場合、 (1) タグ付データを記憶装置から読み出し、計算
機の内部レジスタに格納する。

(2) 前記内部レジスタ中のタグ領域の値を取出
す。

(3) タグ領域の値に対応する処理を行うために分
岐する。

(4) 前記タグ付データの値領域の値を取出して、
前記(3)で分岐した後に必要なデータの値に対す
る操作に備える。

このような４つの機械語命令の列へ変換された
後、この４つの機械語命令を遂次実行することに
よつてタグ付データの解析と値の取り出しを行
う。

しかしながら、従来の機械語命令の列を遂次実
行する装置では、各機械語命令の機能は低く、複
数の機械語命令で重複して主記憶中の同一データ
を参照すること、複数の機械語命令で重複して同
一レジスタを指定することが必要である。

前記の従来の計算機ではタグ付データを処理す
るためには４つの機械語命令を取り出す必要があ
る。これに対して、４つの機械語命令で実現する
前記の機能を１つの機械語命令で実現できれば、
機械語命令の取り出し回数が減少する。４機械語
命令でタグ付データの処理をする従来の計算機で
は、１機械語命令でタグ付データを処理する場合
に比べ、命令列を主記憶から取り出すために多く
のメモリアクセスが必要である。さらに、従来の
計算機では、各機械語命令の間で共通に利用する
レジスタおよび主記憶アドレスを、機械語命令毎
に繰り返し指定することとなり処理が重複するた
め処理効果が低下する。

本発明の目的は効率よくタグ付データを処理す
るために機能の高い機械語命令を備えるデータ処
理装置を提供することにある。

本発明の他の目的はタグ付データを処理するた
めの機械語命令を専用ハードウエアを用いて高性
能に実行できるデータ処理装置を提供することに
ある。

本発明のタグ付データ処理装置はデータの属性
を示すタグ領域とこの属性における値を示す値領
域とが１対となつているタグ付きデータでデータ
が表現されるタグ付きデータ処理装置において、
前記タグ付きデータのアドレスを第１のフイール
ドとして持ち分岐先アドレスを複数個格納するテ
ーブルのアドレスを命令語の第２のフイールドと
して持つ命令及び前記タグ付きデータを保存する
主記憶と、実行される前記命令の主記憶における
記憶位置を貯えるプログラムカウンタと、前記主
記憶から出力された前記命令を保存するためのレ
ジスタと、前記命令の第１のフイールドによつて
指示される前記タグ付きデータのタグ領域の値と
前記テーブルへのアドレスによつて前記テーブル
の構成要素である分岐先アドレスの前記主記憶内
貯蔵位置を計算する番地作成回路と、前記データ
のタグ領域の値によつて決定されるマスクパター
ンによつてマスクされた前記値領域の値を出力す
るマスク回路と、前記値マスク部の出力を格納す
るレジスタと、前記命令で規定される処理を制御
する制御回路とから構成され、前記命令の第１の
フイールドで指示される前記タグ付きデータを前
記主記憶から読みだし、このデータのタグ領域の
値と前記テーブルを指示する第２のフイールドの
アドレス値からテーブル内の分岐先アドレスを読
みだしそのアドレスへ分岐すると共に前記タグ付
きデータの値領域の値を前記マスク回路を介して
前記レジスタに格納することを特徴とする。

本発明で実行される機械語命令は、タグ付デー
タを操作するための基本的な命令でり、タグ領域
の値に応じて分岐先を決定し、タグ領域の値に応
じた処理を可能にするとともに、データの値領域
の値を計算機の内部レジスタに格納する。この命
令によつて、タグ領域の値の解釈と値領域の値の
読み出しを同時に実行できる。

次に図面を参照して本発明の一実施例について
詳細に説明する。

第１図は本発明に用いられるタグ解釈命令の一
実施例の構成を示す図である。タグ解釈命令は命
令コード部OPC、第１オペランド部OPRND−
１、第２オペランド部OPRND−２の３つのフイ
ールドから成る。命令コードOPCは８ビツト長
であり、16ビツト長のフイールドOPRND−１は
データｄの記憶位置を示す。16ビツト長のフイー
ルドOPRND−２は各々が16ビツト長である16個
の分岐先が保存されている記憶位置を指してい
る。

このタグ解釈命令のフイールドOPRND−１が
指すデータｄは32ビツト長で表現され、４ビツト
のタグ領域ｔと28ビツトの値領域ｖで構成され
る。

次に、前記タグ解釈命令の役割について説明す
る。命令のOPRND−１フイールドが指すデータ
ｄのタグ領域ｔの４ビツトで示される０から15の
値に対応する分岐先b_tへ分岐する。この分岐処理
とともにデータｄの値領域ｖの内容をタグ領域ｔ
で示される表現形式で内部レジスタに取り出す。
例えば、タグの値に応じて、２進数表現、文字表
現、複数の要素データから構成されるベクトル属
性表現（構造体）データの要素数を示す値など値
領域ｖの内容を取り出す。構造体データはプロロ
ーグ言語、一部の関数型言語などで使われる。こ
こでのデータ表現としてはデータ属性を示すタグ
の値として構造体を示すようにして、値領域で構
造体を構成する要素の数を示す値を格納する。

第２図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。第２図に示す本発明のデータ処理装置は、
命令およびデータなどを保存する主記憶１と、次
に実行すべき命令の記憶番地を貯えるプログラム
カウンタ２と、命令レジスタ３と、データレジス
タ４と、データのタグ領域の値に応じて値領域の
値の内容をマスクして出力するマスク回路５と、
マスク回路５で得られた結果を格納し、以後の処
理に備える値レジスタ８と、デーのタグ領域の値
に対応する分岐先を決定するための番地演算回路
６と、命令の取出し、命令コードの判定およびタ
グ解釈命令で規定される処理を制御する制御回路
７とから構成されている。

主記憶１は通常の半導体メモリで構成され、16
ビツトのアドレス情報によつて主記憶１に格納さ
れている機械語プログラムおよびデータへのアク
セスが行われる。プログラムカウンタ２は通常の
16ビツト長のレジスタから成つておりかつ命令を
連続して取り出せるようにするためのインクリメ
ント機能と主記憶１から取り出されたデータをデ
ータ線５０を介してプログラムカウンタ２自身に
セツトする機能とを備えている。命令レジスタ３
は通常の40ビツト長のレジスタからなつておりか
つプログラムカウンタ２に従つて主記憶１から取
り出された命令を一時保存する。データレジスタ
４は32ビツト長の通常のレジスタであり、前記タ
グ解釈命令がOPRND−１フイールドで指定する
データを一時的に保存する。このデータレジスタ
４の内容は前記タグ解釈命令を実行するためにデ
ータのタグおよび値領域の値をデータ線５１を介
してマスク回路５に送られるとともにデータのタ
グの値をデータ線５２を介して番地演算回路６に
送られる。

マスク回路５では、データのタグの値に対応し
て値領域の内容をマスクすることによりデータの
値領域から必要なデータを取り出し、取り出した
結果を値レジスタ８に送る。

第３図はマスク回路５の詳細な構成を示すブロ
ツク図である。マスク情報を保持するために
ROM（Read Only Memory）で実現されるマス
ク記憶１０と、データの値領域の各ビツト毎にマ
スク情報を用いて必要な値を得るためのアンドゲ
ート群１１とで構成される。

マスク記憶１０は16種のタグに対応してマスク
情報を保持するために16語で構成され、タグ領域
の４ビツトをアドレスとしてアクセスされる。マ
スク記憶１０のマスク情報は値領域の各ビツトに
対応して“０”と“１”で表現される。マスク情
報のビツト情報が“０”のときには対応する値領
域のビツト情報は無効にされ、強制的に“０”に
される。マスク情報のビツト情報が“１”のとき
には対応する値領域のビツト情報は有効であり、
そのままマスク回路の出力となる。値領域のビツ
ト情報を有効あるいは無効にする処理はアンドゲ
ート群１１の各アンドゲートで行う。

番地演算回路６は、第２図の命令レジスタ３の
OPRND−２フイールドとデータレジスタ４のタ
グ領域をそれぞれデータ線５３，５２を介して入
力し、加算する回路である。番地演算回路６の出
力は第１図で示したb₀，b₁…b₁₅の分岐先の中で
タグ領域の値に対応する分岐先が保存されている
主記憶１上の記憶位置のアドレスである。

制御回路７は通常のマイクロプログラムにより
実現し、命令レジスタ３の命令コード情報がタグ
解釈命令であることを検出して、データレジスタ
４へのデータ転送、プログラムカウンタ２の更新
さらに新たな命令を命令レジスタ３に読み出す処
理を行う。

次に本発明にもとづく具体的な処理を第１図、
第２図、第３図、第４図を参照して説明する。

第４図はデータの例として２進数データ、文字
データの例を示した図である。各データは32ビツ
トで表現され、２進数データ、文字データのタグ
領域の値はそれぞれビツト表現で“0110”，
“0111”であり、値領域の値はそれぞれ28ビツト、
右側８ビツトで表現される。第４図の２進数デー
タを解釈する処理例を以下に示す。

第１図のタグ解釈命令では、命令のオペレーシ
ヨンコードはタグ解釈命令であることを示す。
OPRND−１ではデータｄを示し、この例では第
４図に示した２進数データが主記憶１に格納され
ている位置を示す。OPRND−２はタグに対応し
た分岐先を示すテーブルが主記憶１に格納されて
いる位置を示し、このテーブルの６番目（0110）
の語にデータが２進数であつた場合の分岐先アド
レスが格納されている。

このタグ解釈命令を実行するときには、第２図
のプログラムカウンタ２にタグ解釈命令の主記憶
１上でのアドレスが格納されている。以下、第２
図を用いて説明した本発明の処理に従い、命令レ
ジスタ３に前記のタグ解釈命令が格納され、デー
タレジスタ４には第４図に示す２進数データが格
納される。

データレジスタ４の内容は分岐先の決定とマス
ク処理により必要な値を値レジスタに格納する処
理に利用される。はじめに分岐先を決定する処理
を示す。データレジスタ４のタグ領域の値は２進
数データのビツトパターンが“0110”であること
から10進“６”である。この値はデータ線５２を
介して番地演算回路６に送られる。命令レジスタ
３に格納されているOPRND−２フイールドが番
地演算回路６にデータ線５３を介して送られる、
この結果、番地演算回路６の出力は第１図の分岐
先を示すテーブルの“b₆”が格納されている語の
アドレスとなり、アドレス線５４を介して、主記
憶１の上に格納されている“b₆”を取り出す。こ
の“b₆”をデータ線５０を介してプログラムカウ
ンタ２に格納することにより、このタグ解釈命令
の次に実行する命令のアドレスを得て、分岐処理
を完了する。

次に、データレジスタ４の内容により、マスク
処理を施してデータの値を値レジスタ８に格納す
る処理を示す。第３図に示すようにマスク記憶１
０の６番地には２進数データのマスク情報として
“111……111”のビツトパターンが格納されてい
る。データレジスタ４に格納されているタグ領域
の値10進“６”をマスク記憶１０のアドレスとす
ることにより、ビツトパターン“111…111”がマ
スク記憶１０の出力となる。この出力はデータの
値領域の各ビツト毎に設けられた２入力のアンド
ゲート群１１の一方の入力となる。この結果、デ
ータレジスタ４の値領域のデータはそのままアン
ドゲート群１１の出力となり、データの値領域２
８ビツト長の情報が値レジスタ８に格納される。

他方、タグ解釈命令のOPRND−１が第４図の
文字データを示す場合の処理を以下に示す。前記
の２進数データ処理と異る点はデータレジスタ４
に文字データが格納されることである。文字デー
タのタグのビツトパターンは“0111”であるの
で、番地演算回路６の出力は第１図の分岐先を示
すテーブルの“b₇”が格納されている語のアドレ
スを出力する。この結果、プログラムカウンタ２
には’b₇'が格納され、次に実行対象となる命令
は’b₇'で指示される命令となる。

第３図のマスク記憶１０の７番地には右８ビツ
トが“１”で、他の20ビツトが“０”であるビツ
トパターンが格納されている。文字データの場合
には、タグの値10進“７”をアドレスとして、こ
のマスク記憶１０が参照されることにより、前記
のビツトパターンが出力される。この結果、アン
ドゲート群１１の出力は、左20ビツトが“０”と
なり、右８ビツトにはデータレジスタ４の右８ビ
ツトの値が出力され、値レジスタ８に格納された
値は、８ビツトで示される文字の値と一致する。

以上、実施例を用いて本発明を詳細に説明し
た。本発明を用いたデータ処理装置を用いると、
タグ形式で表現されたデータを解釈してタグの値
に応じた処理への分岐と、タグの値に応じたデー
タの値を取り出す処理を効率よく実行することが
できる。

本発明における前記の一実施例において、タグ
付データの値領域の28ビツトが、複数の領域に分
割されている場合のハードウエア構成も本発明に
おける一実施例である。この実施例は第２図の一
個のマスク回路と一個の値レジスタに換え、分割
された領域の個数に応じた個数のマスク回路と値
レジスタを備えることによつて、複数の領域の値
を同時に各値レジスタに読み出すことができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるタグ付データを処
理するための機械語命令の構成図、第２図は本発
明の一実施例を示すブロツク図、第３図はマスク
回路の構成図、第４図はタグ付データの例を示す
図である。図中、１は主記憶、２はプログラムカウンタ、
３は命令レジスタ、４はデータレジスタ、５はマ
スク回路、６は番地演算回路、７は制御部、８は
値レジスタである。

Claims

【特許請求の範囲】

１データの属性を示すタグ領域とこの属性にお
ける値を示す値領域とが１対となつているタグ付
きデータでデータが表現されるタグ付きデータ処
理装置において、前記タグ付きデータのアドレス
を第１のフイールドとして持ち分岐先アドレスを
複数個格納するテーブルのアドレスを命令語の第
２のフイールドとして持つ命令及び前記タグ付き
データを保存する主記憶と、実行される前記命令
の主記憶における記憶位置を貯えるプログラムカ
ウンタと、前記主記憶から出力された前記命令を
保存するためのレジスタと、前記命令の第１のフ
イールドによつて指示される前記タグ付きデータ
のタグ領域の値と前記テーブルへのアドレスによ
つて前記テーブルの構成要素である分岐先アドレ
スの前記主記憶内貯蔵位置を計算する番地作成回
路と、前記データのタグ領域の値によつて決定さ
れるマスクパターンによつてマスクされた前記値
領域の値を出力するマスク回路と、前記マスク回
路の出力を格納するレジスタと、前記命令で規定
される処理を制御する制御回路とから構成され、
前記命令の第１のフイールドで指示される前記タ
グ付きデータを前記主記憶から読みだし、このデ
ータのタグ領域の値と前記テーブルを指示する第
２のフイールドのアドレス値からテーブル内の分
岐先アドレスを読みだしそのアドレスへ分岐する
と共に前記タグ付きデータの値領域の値を前記マ
スク回路を介して前記レジスタに格納することを
特徴とするタグ付データ処理装置。