JPH05334081A - パイプライン処理方式 - Google Patents

パイプライン処理方式

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Publication number
JPH05334081A
JPH05334081A JP14118192A JP14118192A JPH05334081A JP H05334081 A JPH05334081 A JP H05334081A JP 14118192 A JP14118192 A JP 14118192A JP 14118192 A JP14118192 A JP 14118192A JP H05334081 A JPH05334081 A JP H05334081A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
instruction
circuit
address
stage
execution
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14118192A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Nobekawa
広 延川
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.)
KOBE NIPPON DENKI SOFTWARE KK
NEC Software Kobe Ltd
Original Assignee
KOBE NIPPON DENKI SOFTWARE KK
NEC Software Kobe Ltd
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Publication date
Application filed by KOBE NIPPON DENKI SOFTWARE KK, NEC Software Kobe Ltd filed Critical KOBE NIPPON DENKI SOFTWARE KK
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Publication of JPH05334081A publication Critical patent/JPH05334081A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】処理の対象となる命令の実行上では不必要な処
理ステージの実行を行わない、全命令実行時間を短縮す
ることで処理能力を向上させることが可能なパイプライ
ン処理方式を提供すること。 【構成】本発明のパイプライン処理方式の実現のために
は、命令のフェッチを行う命令フェッチ回路1と、命令
フェッチ回路1のフェッチした命令を受け取り解読する
命令解読回路2と、命令解読回路2の解読した命令の指
示に従いアドレスを生成するアドレス生成回路3と、ア
ドレス生成回路3の生成したアドレスへのアクセスを行
うアクセス回路4と、任意の命令を受け実行する命令実
行回路5と、命令実行回路5が実行した命令の実行結果
を格納する命令実行格納回路6と、各回路を制御する制
御回路7とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパイプライン処理方式に
関し、特に命令ごとに処理の順序を指定するパイプライ
ン処理方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のパイプライン処理方式は、パイプ
ラインの段数と処理ステージの種類および実行の順序と
はそれぞれ固定していた。例えば、命令をパイプライン
処理を行うため、命令のフェッチを行うステージ(以下
fステージと記す)と、フェッチした命令を解読するス
テージ(以下dステージと記す)と、解読した命令に従
いアドレスを生成するステージ(以下aステージと記
す)と、生成したアドレスにアクセスするステージ(以
下oステージと記す)と、命令の実行を行うステージ
(以下eステージと記す)と、命令の実行結果を格納す
るステージ(以下wステージと記す)とを設けた情報処
理装置が、fステージ→dステージ→aステージ→oス
テージ→eステージ→wステージの順にパイプライン処
理を行うように定められていて、命令の実行と命令の実
行結果の格納のみを指示する命令を受け処理する場合で
あっても、図2の従来のパイプライン処理方式のタイム
チャートに示すように、実行上は不要なoステージおよ
びeステージも経由しなければならないものであった。
このため、図5の流れ図に示すように命令の実行結果に
よって条件分岐を行う命令処理であれば、図6のタイム
チャートに示すように、実行上は不要なoステージおよ
びeステージも経由していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパイプ
ライン処理方式は、パイプラインにて処理する命令の種
類に関係なく、パイプライン上の全ステージの処理を実
行していたため、処理の対象となる命令の必要な処理ス
テージのみを実行するということはできず、処理の対象
となる命令の実行上では不要な処理ステージも、必ず経
由しなければならないので、全体として命令実行時間を
無駄にするという問題点がある。
【0004】本発明の目的は、処理の対象となる命令の
実行上では不要な処理ステージの実行を行わない、全命
令実行時間を短縮することで処理能力を向上させること
が可能なパイプライン処理方式を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のパイプライン処
理方式は、命令のフェッチを行う命令フェッチ回路と、
前記命令フェッチ回路のフェッチした命令を解読する命
令解読回路と、前記命令解読回路の解読した命令の指示
に従いアドレスを生成するアドレス生成回路と、前記ア
ドレス生成回路の生成したアドレスへのアクセスを行う
アクセス回路と、任意の命令を受け実行する命令実行回
路と、前記命令実行回路が実行した命令の実行結果を格
納する命令実行格納回路と、前記各回路を制御する制御
回路とを備え、前記命令解読回路の解読した命令の指示
がアドレスの生成とこの生成したアドレスへのアクセス
および命令の実行と実行結果の格納とを含むものであれ
ば命令の処理はアドレスを生成し、生成したアドレスに
アクセスし、命令を実行し、実行結果を格納する順で行
い、前記命令解読回路の解読した命令の指示がアドレス
の生成とこの生成したアドレスへのアクセスのみを行う
ものであれば、命令の処理はアドレスを生成し、生成し
たアドレスにアクセスして終了する順で行い、前記命令
解読回路の解読した命令の指示が命令の実行と実行結果
の格納とを行うものである場合には命令の実行と実行結
果の格納の順に行う構成である。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0007】図1は本発明の一実施例のブロック図であ
る。
【0008】本発明のパイプライン処理方式の実現のた
めには、命令のフェッチを行う命令フェッチ回路1と、
命令フェッチ回路1のフェッチした命令を受け取り解読
する命令解読回路2と、命令解読回路2の解読した命令
の指示に従いアドレスを生成するアドレス生成回路3
と、アドレス生成回路3の生成したアドレスへのアクセ
スを行うアクセス回路4と、任意の命令を受け実行する
命令実行回路5と、命令実行回路5が実行した命令の実
行結果を格納する命令実行格納回路6と、各回路を制御
する制御回路7とを備えている。
【0009】次に動作について説明する。
【0010】動作の説明はアドレスの生成・生成したア
ドレスへのアクセスのみを行う命令(以下AG命令と記
す)を連続で処理する場合と、命令の実行・実行結果の
格納のみを行う命令(以下EX命令と記す)を連続で処
理する(以下ショートパイプラインモードと記す)場合
と、アドレスの生成・生成したアドレスへのアクセスお
よび命令の実行・実行結果の格納を行う命令の後にEX
命令を連続で処理する場合と、ショートパイプラインモ
ードを使用しないモード(以下ノーマルパイルラインモ
ードと記す)からショートパイプラインモードに移行す
る場合と、ショートパイプラインモードからノーマルパ
イプラインモードに移行する場合とについて述べる。
【0011】今、命令のパイプライン処理が、命令フェ
ッチ回路1によって命令のフェッチを行うステージをf
ステージ、命令解読回路2によって命令を解読するステ
ージをdステージ、アドレス生成回路3によってアドレ
スを生成するステージをaステージ、アクセス回路4に
よってアクセスを行うステージをoステージ、命令実行
回路5によって命令の実行を行うステージをeステー
ジ、命令実行結果格納回路6によって命令の実行結果を
格納するステージをwステージとする。
【0012】AG命令を連続で処理する場合に本発明を
適用すれば、処理対象の命令がアドレスの生成・生成し
たアドレスへのアクセスのみを行う命令(AG命令)で
あることを検出し、図3のタイムチャートに示すように
fステージ→dステージ→aステージ→oステージの順
にパイプライン処理を行い、不必要なeステージとwス
テージとの処理を行わない。
【0013】EX命令を連続で処理する場合に本発明を
適用すれば、処理対象の命令が命令の実行・実行結果の
格納のみを行う命令(EX命令)であることを検出し、
図4のタイムチャートに示すようにfステージ→dステ
ージ→eステージ→wステージの順にパイプライン処理
を行い、余分なaステージとoステージとの処理を経由
しない。このことにより特に、図5のフローチャートの
ような命令の実行結果によって条件分岐を行う命令の処
理であれば図7のタイムチャートに示すように、図6の
タイムチャートに示す従来のパイプライン処理方式の処
理が2回の分岐を行う間に3回の分岐を行っていること
が分る。
【0014】次に通常の処理としてアドレスの生成・生
成したアドレスへのアクセスを行う命令を処理した後
に、本発明で定義したEX命令を連続で処理すると次の
2点の不都合が生じる。即ち、 同一タイミングに2種類のeステージ又はwステージ
が発生する。 後続の命令のeステージ又はwステージが先発の命令
のそれを追い越す。 上記は図8のタイムチャートのe1ステージとe3ス
テージおよびw1ステージとw3ステージのように同一
タイミングでありながら一つの回路に2種類の動作を要
求してしまうものであり、上記は同じく図8のe1ス
テージとe2ステージおよびw1ステージとw2ステー
ジのように先発の命令のeステージ又はwステージが行
われる前に後続の命令のeステージ又はwステージが終
了してしまうものである。
【0015】この2点の不都合を簡単に回避する1つの
方法としては図9のタイムチャートの斜線部分のような
2サイクル分の未処理ステージをEX命令実行前に挿入
すればよい。しかし、本発明ではさらによい方法を実行
することができる。即ち、図10のタイムチャートに示
すように、EX命令の前の命令をアドレスの生成・生成
したアドレスへのアクセスのみを行う命令(AG命令)
に置換えれば上記2点の不都合が回避でき、かつ図9の
方法より1サイクル分処理時間を短縮できることにな
る。
【0016】次にノーマルパイプラインモードからショ
ートパイプラインモードに移行する場合について説明す
る。
【0017】ノーマルパイプラインモードで命令のパイ
プライン処理を行っている状態のとき図11のf2ステ
ージでフェッチされた命令がショートパイプラインモー
ドを指定しているとすれば、f2以後の命令がAG命令
である場合は、eステージとwステージを行わず、EX
命令である場合はaステージとoステージを行わない。
【0018】但し、とで挙げた2点の不都合を回避
するため、図11のf3の命令のように、ショートパイ
プラインモードを指定する命令(f2)の直後の命令は
必らずAG命令でなければならないということが制限事
項となる。
【0019】次にショートパイプラインモードからノー
マルパイルパインモードに移行する場合について説明す
る。
【0020】ショートパイプラインモードで命令のパイ
プライン処理を行っている状態のとき図12のf2ステ
ージでフェッチされた命令がノーマルパイプラインモー
ドを指定しているとすれば、f2以後の命令がどのよう
な種類の命令であっても処理ステージの省略は行わな
い。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、命令の
フェッチを行う命令フェッチ回路と、この命令フェッチ
回路のフェッチした命令を解読する命令解読回路と、こ
の命令解読回路の解読した命令の指示に従いアドレスを
生成するアドレス生成回路と、このアドレス生成回路の
生成したアドレスへのアクセスを行うアクセス回路と、
任意の命令を受け実行する命令実行回路と、この命令実
行回路が実行した命令の実行結果を格納する命令実行格
納回路と、前述の各回路を制御する制御回路とを備え、
命令解読回路の解読した命令の指示がアドレスの生成と
この生成したアドレスへのアクセスおよび命令の実行と
実行結果の格納とを含むものであれば命令の処理はアド
レスを生成し、生成したアドレスにアクセスし、命令を
実行し、実行結果を格納する順で行い、命令解読回路の
解読した命令の指示がアドレスの生成とこの生成したア
ドレスへのアクセスのみを行うものであれば、命令の処
理はアドレスを生成し、生成したアドレスにアクセスし
て終了する順で行い、命令解読回路の解読した命令の指
示が命令の実行と実行結果の格納とを行うものである場
合には命令の実行と実行結果の格納の順に行うことによ
り、処理の対象となる命令の実行上では不要な処理ステ
ージの実行を行わず、全命令実行時間を短縮することで
処理能力を向上させることが可能となるという効果が有
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】従来のパイプライン処理方式のタイムチャート
である。
【図3】本発明のAG命令を処理する場合のタイムチャ
ートである。
【図4】本発明のEX命令を処理する場合のタイムチャ
ートである。
【図5】命令の実行結果によって条件分岐を行う命令処
理を示す流れ図である。
【図6】図5の命令の実行結果によって条件分岐を行う
命令処理を実行した場合の従来のパイプライン処理方式
のタイムチャートである。
【図7】図5の命令の実行結果によって条件分岐を行う
命令処理を実行した場合の本発明のパイプライン処理方
式のタイムチャートである。
【図8】通常の処理の後にEX命令を連続で処理する場
合の不都合を説明するためのタイムチャートである。
【図9】通常の処理の後にEX命令を連続で処理する場
合の不都合を回避する1つの方法を説明するためのタイ
ムチャートである。
【図10】通常の処理をAG命令に置換えて不都合を回
避する方法を説明するためのタイムチャートである。
【図11】ノーマルパイプラインモードからショートパ
イプラインモードに移行する場合のタイムチャートであ
る。
【図12】ショートパイプラインモードからノーマルパ
イプラインモードに移行する場合のタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
1 命令フェッチ回路 2 命令解読回路 3 アドレス生成回路 4 アクセス回路 5 命令実行回路 6 命令実行格納回路 7 制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 命令のフェッチを行う命令フェッチ回路
    と、前記命令フェッチ回路のフェッチした命令を解読す
    る命令解読回路と、前記命令解読回路の解読した命令の
    指示に従いアドレスを生成するアドレス生成回路と、前
    記アドレス生成回路の生成したアドレスへのアクセスを
    行うアクセス回路と、任意の命令を受け実行する命令実
    行回路と、前記命令実行回路が実行した命令の実行結果
    を格納する命令実行格納回路と、前記各回路を制御する
    制御回路とを備え、前記命令解読回路の解読した命令の
    指示がアドレスの生成とこの生成したアドレスへのアク
    セスおよび命令の実行と実行結果の格納とを含むもので
    あれば命令の処理はアドレスを生成し、生成したアドレ
    スにアクセスし、命令を実行し、実行結果を格納する順
    で行い、前記命令解読回路の解読した命令の指示がアド
    レスの生成とこの生成したアドレスへのアクセスのみを
    行うものであれば、命令の処理はアドレスを生成し、生
    成したアドレスにアクセスして終了する順で行い、前記
    命令解読回路の解読した命令の指示が命令の実行と実行
    結果の格納とを行うものである場合には命令の実行と実
    行結果の格納の順に行うことを特徴とするパイプライン
    処理方式。
JP14118192A 1992-06-02 1992-06-02 パイプライン処理方式 Withdrawn JPH05334081A (ja)

Priority Applications (1)

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JP14118192A JPH05334081A (ja) 1992-06-02 1992-06-02 パイプライン処理方式

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14118192A JPH05334081A (ja) 1992-06-02 1992-06-02 パイプライン処理方式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05334081A true JPH05334081A (ja) 1993-12-17

Family

ID=15286037

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14118192A Withdrawn JPH05334081A (ja) 1992-06-02 1992-06-02 パイプライン処理方式

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JP (1) JPH05334081A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010538398A (ja) * 2007-09-06 2010-12-09 クゥアルコム・インコーポレイテッド マルチステージデータ処理パイプラインにおける命令実行システム及び方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010538398A (ja) * 2007-09-06 2010-12-09 クゥアルコム・インコーポレイテッド マルチステージデータ処理パイプラインにおける命令実行システム及び方法
US8868888B2 (en) 2007-09-06 2014-10-21 Qualcomm Incorporated System and method of executing instructions in a multi-stage data processing pipeline

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990803