JPH055133B2 - - Google Patents

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JPH055133B2
JPH055133B2 JP56203209A JP20320981A JPH055133B2 JP H055133 B2 JPH055133 B2 JP H055133B2 JP 56203209 A JP56203209 A JP 56203209A JP 20320981 A JP20320981 A JP 20320981A JP H055133 B2 JPH055133 B2 JP H055133B2
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JP
Japan
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instruction
program
computer
instruction register
program counter
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Application number
JP56203209A
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English (en)
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JPS58105354A (ja
Inventor
Yoshimune Ogiwara
Kohei Ishizuka
Masahito Kobayashi
Yoshuki Yajima
Haruo Koizumi
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.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Microcomputer System Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Microcomputer System Ltd
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Publication of JPS58105354A publication Critical patent/JPS58105354A/ja
Publication of JPH055133B2 publication Critical patent/JPH055133B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/38Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead
    • G06F9/3802Instruction prefetching
    • G06F9/3804Instruction prefetching for branches, e.g. hedging, branch folding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Advance Control (AREA)
  • Executing Machine-Instructions (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、計算機制御方式に関し、特に大規模
集積回路化されたマイクロ・コンピユータの動作
シーケンス変更の制御方式に関するものである。
動作中のマイクロ・コンピユータのプログラ
ム・シーケンスを、任意の時点で、かつ任意のア
ドレスから変更したい場合がある。従来は、動作
中のマイクロ・コンピユータのプログラム・カウ
ンタに対して、外部より任意のアドレスを設定
し、これによつてプログラムの動作シーケンスを
変更する方法が用いられている(例えば、学会予
稿WESCON′78.米国AMI社(American Micro
Systems Iac)の信号処理用マイクロ・プロセツ
サ(SPP)参照)。
しかし、命令の実行と次の命令の読み出しを、
同じ命令サイクルで並列に行う、いわゆるパイプ
ライン制御のマイクロ・コンピユータでは、前の
命令が残り、それがジヤンプ命令等である場合に
は、他にジヤンプしてしまうおそれがあり、きわ
めて不都合である。
そこで、命令レジスタの内容がジヤンプ命令に
ならないようにするため、命令レジスタをリセツ
トしておくこと等が考えられるが、これでは命令
レジスタの各ビツトにリセツト回路を付加する必
要があり、回路の増加を伴う。コンピユータを
LSI化するためには、回路規模をできるだけ小規
模にする必要があり、経済的な方法が要求され
る。
本発明の目的は、このような従来の要求を満た
すため、コンピユータのプログラム・カウンタに
外部より任意のアドレスを設定する際、回路を増
加することなく、命令レジスタにジヤンプ命令等
が残らないようにすることができる計算機制御方
式を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の計算機制御
方式では、演算回路11と、データ・メモリ12
と、プログラム・メモリ13と、該プログラム・
メモリ13に接続されたプログラム・カウンタ1
4と、上記プログラム・メモリ13から読み出さ
れた命令を格納する命令レジスタ16と、上記演
算回路11と上記データ・メモリ12と上記プロ
グラム・カウンタ14とに接続された内部バス4
とを具備し、命令の実行と次の命令の読み出しを
並列して行うパイプライン制御のデジタル計算機
において、 該デジタル計算機に接続される外部制御装置か
ら上記内部バス4を介して上記プログラム・カウ
ンタ14のアドレスの値を更新する場合、上記内
部バス4と上記命令レジスタ16との間の経路2
0を介して上記更新アドレス値を上記命令レジス
タ16にもセツトすることによつて、上記プログ
ラム・メモリ13から先行的に読み出され上記命
令レジスタ16に格納された命令をジヤンプ命令
以外のコードに更新することを特徴とする。
命令レジスタ16にセツトされるジヤンプ命令
以外の更新コードであるプログラム・カウンタ1
4のアドレス更新値に従つて、演算回路11はこ
のアドレス更新値を命令コードとみなして何らか
の命令実行動作を行うが、これは以前および後続
の命令実行の妨げとなるもの(例えば、データ・
メモリ12への書き込み命令実行等)以外のコー
ドであればよいことは、当業者に容易に理解され
るであろう。
以下、本発明の実施例を、図面により説明す
る。
第1図は、本発明の制御方式を用いた計算機の
ブロツク図である。
第1図に示すように、デイジタル計算機1はデ
ータ転送を行う外部制御装置2に接続されてお
り、内部には演算回路11、データ記憶装置1
2、プログラム記憶装置13、プログラム・カウ
ンタ14、タイミング制御回路15、入出力バツ
フア10、クロツク発生回路18およびこれらを
結合するデータ・バス4を有している。
本発明においては、デイジタル計算機1が動作
中に、外部制御装置2から外部バス3、入出力バ
ツフア10を介してプログラム・カウンタ14の
アドレスを任意に設定するとき、新アドレスを内
部データ・バス4を経由してプログラム・カウン
タ14に転送すると同時に、内部データ・バス4
より命令レジスタ16に同じ値をセツトする。な
お、命令レジスタ16と内部データ・バス4とデ
ータ転送は、LSIの試験のときに必要であるた
め、そのときに用いる回路20を利用してアドレ
ス転送を行い、リセツト回路等のハードウエアの
増加を防止する。
外部制御装置2と計算機1との間には、デー
タ・バス3の他に、コマンド(フアンクシヨン)
5、インターフエイス・イネーブル信号(データ
転送タイミングIE)6、チツプ・セレクト信号
(CS)7、リード・ライト信号(R/W)8、お
よびクロツク信号(CLK)9が設けられる。
外部制御装置2からデイジタル計算機1に対し
ては、データのみならず、プログラム・カウンタ
14に設定するアドレスあるいは命令レジスタ1
6に設定する命令コード等が送られてくる。この
とき、外部制御装置2は、デイジタル計算機1の
動作を制御するコマンド(フアンクシヨン)、制
御タイミング(IE、CS、R/W)を計算機1に
出力する。また、デイジタル計算機1は、演算実
行とプログラム記憶装置13からの命令の読み出
しを同じ命令サイクル中に並行して行うパイプラ
イン制御方式を用いているものとする。
このような計算機1が動作中に、プログラムの
動作シーケンスを変更するため、外部制御装置2
から任意のアドレスをプログラム・カウンタ14
にセツトするとき、命令レジスタ16には先行的
に読み出された命令が残つている。もし、この命
令がジヤンプ命令である場合には、外部制御装置
2によつてプログラム・カウンタ14にセツトさ
れたアドレスは、ジヤンプ命令によつて別のアド
レスに変化してしまう。このため、命令レジスタ
16には、ジヤンプ命令以外の命令コードがセツ
トされなければならない。命令レジスタ16をリ
セツトする方法もあるが、本発明のように、デー
タ・バス4を介してプログラム・カウンタ14に
アドレスをセツトすると同時に命令レジスタ16
に数値をセツトする方が回路規模を小さくするこ
とができる。
前述のように、命令レジスタ16とデータ・バ
ス4の間のデータ転送回路20は、デイジタル計
算機1のテストのために必要な回路であつて、す
でに設けられている。
第2図、第3図は、第1図における計算機の動
作タイム・チヤートであつて、第2図は外部制御
装置からの起動がなく、計算機が自らのプログラ
ムで動作している場合、第3図は外部制御装置か
らプログラム・カウンタへアドレスを転送する場
合をそれぞれ示している。
ここでは、第2図、第3図a,b,c,dで示
すように、4相オーバラツプの基本クロツクφ0
〜φ3を用いているが、このクロツクの形式につ
いては特に本発明とは関係がない。
第2図においては、プログラム・カウンタ14
と命令レジスタ16の内容の変化、およびそれら
のセツト・タイミング信号(プログラム・カウン
タ14へのデータ転送線19、命令レジスタ16
へのデータ転送線20で示している)が示されて
おり、前者は各命令サイクル(Teyc)の基本ク
ロツクφ0の立ち上りに同期してセツトされ、後
者は基本クロツクφ2の立ち下りに同期してセツ
トされる。このとき命令レジスタ16の内容は、
プログラム記憶装置13から読み出されたもので
ある。
第3図においては、外部制御装置2からプログ
ラム・カウンタ14にアドレスを転送するときの
タイミングが示されており、デイジタル計算機1
はコマンド(フアンクシヨン)5、チツプ・セレ
クト信号(CS)7、リード・ライト信号(R/
W)8が入力すると、停止(Halt)モードに入
り、基本クロツクφ0〜φ3を停止する。この間に、
データ・バス3より第1図に示すI/Oバツフア
10、データ・バス4を介してプログラム・カウ
ンタ14にアドレスが転送される。このアドレス
は、同時にデータ転送線20を介して命令レジス
タ16にも転送され、第3図kのタイミング信号
(IE)6によりそれぞれのレジスタ14,16に
セツトされる(第3図g,h参照)。この場合は、
停止モードのため、基本クロツクφ0〜φ3が各レ
ジスタ14,16に入力されず、タイミング信号
(IE)6に同期してアドレス(ADR)がセツトさ
れる。また、仮に、第3図fに示すように、停止
モードになつた時点で、命令レジスタ16にジヤ
ンプ命令Jがセツトされていたとしても、タイミ
ング信号(IE)6が入力した時点で、命令レジ
スタ16はアドレス(ADR)に更新される。
第4図は、本発明の実施例を示すアドレス・転
送回路の詳細ブロツク図であり、第5図および第
6図は第4図における命令レジスタ内の論理構成
図である。
第4図に示すように、基本クロツクφ0〜φ3
発生しているときには、クロツクφ0の“1”と
クロツクφ2の“0”のタイミングでプログラ
ム・カウンタ14をセツトするとともに、クロツ
クφ0,φ2がともに“0”のタイミングで命令レ
ジスタ16をセツトする。一方、基本クロツク
φ0〜φ3が停止しているときには、プログラム・
カウンタ・セツト信号(F1)、タイミング信号
(IE)6、およびチツプ・セレクト信号(CS)7
がそれぞれ“1”になり、かつリード・ライト信
号(R/W)8が“0”になつたタイミングで、
プログラム・カウンタ14と、命令レジスタ16
をセツトするとともに、命令レジスタ・セツト信
号(F2)、タイミング信号6、およびチツプ・セ
レクト信号7がそれぞれ“1”になり、かつリー
ド・ライト信号8が“0”になつたタイミングで
も命令レジスタ16をセツトする。このような構
成にして、かつプログラム・カウンタ14に設定
するアドレスをジヤンプ命令以外のコードのアド
レスとすれば、パイプライン制御方式のデイジタ
ル計算機1のプログラム・シーケンスを外部制御
装置2から簡単に変更することができる。
次に、本発明の効果を第5図と第6図を用いて
説明する。第5図は、リセツト回路付の命令レジ
スタ16′であり、第6図は本発明による命令レ
ジスタ16である。なお、命令レジスタ16,1
6′の各ビツトの情報記憶は、MOS(Metal
Oxide Semiconductor)の寄生容量に記憶され
ているものとする。
第5図において、MOSスイツチT1はプログラ
ム記憶装置(ROM)13からのデータの取り込
み用スイツチであり、Aはその制御信号である。
また、MOSスイツチT2はデータ転送線20から
のデータの取り込み用スイツチであり、Bはその
制御信号である。またMOSスイツチT3はグラン
ド電圧(GND)に接続されて情報記憶内容をリ
セツトするスイツチであり、Cはその制御信号で
ある。
これに対して、第6図においては、第5図にお
けるリセツト用スイツチT1が不要になり、制御
信号Cもそれに伴つて取り除かれる。したがつ
て、プログラム記憶装置13からのデータ取り込
み用スイツチT1と、データ転送線20からのデ
ータ取り込み用スイツチT2と、各制御信号A,
Bのラインを設けるだけでよい。
命令レジスタ16は、一般に8ビツト以上の構
成のものが多く、したがつてリセツト用スイツチ
の除去は、特に大規模集積回路化されたデイジタ
ル計算機1のチツプサイズの縮小を可能とし、結
局経済性の向上を図ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、プログ
ラム・カウンタに外部より任意アドレスを設定し
てプログラム・シーケンスを変更する際に、回路
を増加することなく、かつ命令レジスタにジヤン
プ命令等の不都合なデータが残らないようにでき
るので、特に大規模集積回路化された計算機に対
して効果が大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御方式を用いる計算機のブ
ロツク図、第2図、第3図はそれぞれ第1図の計
算機の動作タイム・チヤート、第4図は本発明の
実施例を示すアドレス転送回路の詳細ブロツク
図、第5図、第6図は第4図における命令レジス
タの論理回路の比較図である。 1……デイジタル計算機、2……外部制御装
置、3……外部データ・バス、4……内部デー
タ・バス、19,20……データ転送線、14…
…プログラム・カウンタ、16……命令レジス
タ、15……命令デコーダおよびコントロール回
路、17……インクリメンタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 演算回路と、データ・メモリと、プログラ
    ム・メモリと、該プログラム・メモリに接続され
    たプログラム・カウンタと、上記プログラム・メ
    モリから読み出された命令を格納する命令レジス
    タと、上記演算回路と上記データ・メモリと上記
    プログラム・カウンタとに接続された内部バスと
    を具備し、命令の実行と次の命令の読み出しを並
    列して行うパイプライン制御のデジタル計算機に
    おいて、 該デジタル計算機に接続される外部制御装置か
    ら上記内部バスを介して上記プログラム・カウン
    タのアドレスの値を更新する場合、上記内部バス
    と上記命令レジスタとの間の経路を介して上記更
    新アドレス値を上記命令レジスタにもセツトする
    ことによつて、上記プログラム・メモリから先行
    的に読み出され上記命令レジスタに格納された命
    令をジヤンプ命令以外のコードに更新することを
    特徴とする計算機制御方式。 2 上記パイプライン制御のデジタル計算機は、
    マイクロ・コンピユータであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の計算機制御方式。
JP56203209A 1981-12-16 1981-12-16 計算機制御方式 Granted JPS58105354A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56203209A JPS58105354A (ja) 1981-12-16 1981-12-16 計算機制御方式

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JP56203209A JPS58105354A (ja) 1981-12-16 1981-12-16 計算機制御方式

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Publication Number Publication Date
JPS58105354A JPS58105354A (ja) 1983-06-23
JPH055133B2 true JPH055133B2 (ja) 1993-01-21

Family

ID=16470266

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JP56203209A Granted JPS58105354A (ja) 1981-12-16 1981-12-16 計算機制御方式

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01243121A (ja) * 1988-03-25 1989-09-27 Hitachi Ltd データ処理装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54161860A (en) * 1978-06-13 1979-12-21 Fujitsu Ltd One-chip microcomputer featuring test mode setting function
JPS56155447A (en) * 1980-05-02 1981-12-01 Mitsubishi Electric Corp Microprogram controller

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JPS58105354A (ja) 1983-06-23

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