JPH06332694A - ディジタル計算機におけるテーブル検索装置 - Google Patents

ディジタル計算機におけるテーブル検索装置

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JPH06332694A
JPH06332694A JP5119999A JP11999993A JPH06332694A JP H06332694 A JPH06332694 A JP H06332694A JP 5119999 A JP5119999 A JP 5119999A JP 11999993 A JP11999993 A JP 11999993A JP H06332694 A JPH06332694 A JP H06332694A
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秀紀 大橋
Takashi Uchino
高志 内野
Takashi Kuroda
隆 黒田
Akira Yoshida
昭 吉田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は比較判定命令実行時において、所望
のデータを与えるアドレスをテーブルレジスタに格納す
ることにより、所望のデータが格納されているアドレス
の検索を効率的に行うことを目的とする。 【構成】 本発明は、所望のデータを格納するアキュム
レータ9と、アキュムレータ9に格納されているデータ
のアドレスを記憶するテーブルレジスタ15と、アキュ
ムレータ9と、比較されるデータが格納されているデー
タレジスタ8と、アキュムレータ9の値とデータレジス
タ8の値の大小を比較する比較器10と、比較器10の
判定結果に従って、テーブルレジスタへの書き込みを指
定するテーブルレジスタ書き込み信号16と、を備え、
比較判定命令実行時に、比較器9における判定結果が所
望の場合は、テーブルレジスタ15に新たにアドレスを
書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データメモリを有し、
そのデータメモリの内容を基に、処理を進めるディジタ
ル計算機に関し、特にそのデータメモリの内容からデー
タの最大値、最小値及びその値が格納されているアドレ
スを検索するテーブル検索装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体技術、マイクロプロセッサアーキ
テクチャなどの進歩により、プロセッサのメモリ空間を
プログラムメモリ空間とデータメモリ空間に分割し、命
令実行の高速化を図るハーバードアーキテクチャを採用
したRISCプロセッサ、ディジタルシグナルプロセッ
サ(DSP)などの実用化が進んでいる。
【0003】斯かるDSPで行う信号処理は、アナログ
部品による処理に比較して高精度処理が可能であり、ま
たパラメータの設定によりフィルタ特性などの任意の特
性が安定して均一に得られる。さらにDSPの使用によ
り、アナログ部品による構成に比べて部品の精度に起因
する微調整を行うことが不要であるなどの特徴を有して
おり、近年様々な分野で急速に普及が進んでいる。この
DSPの応用分野としては、音声信号処理、通信信号処
理、計測信号処理、画像信号処理、音響処理等のディジ
タル信号処理の幅広い分野において利用されている。
【0004】例えば、DSPで音声信号処理を行うに当
っては、あらかじめ決められた個数のデータの中から最
大値を求めて、その最大値を基準として、データの正規
化を一般的に行っており、その最大値を検索する場合に
は、データをデータレジスタに読み込みながら、夫々の
データの比較判定を行い、比較されたデータのうち大き
い方の値をアキュムレータに格納する命令を繰り返すこ
とにより、所望の最大値を得ていた。
【0005】この比較判定は、DSPの内部に新たに読
み込まれたデータと、内部に蓄積されているデータの大
小関係の判定を行う比較器を設けることにより、実現さ
れている。
【0006】図4は、従来のディジタル計算機における
のテーブル検索装置の一実施例の概略構成図である。
【0007】図4における1は次に実行するプログラム
のアドレスが格納されているプログラムカウンタ、2は
プログラムの命令コードなどが格納されているプログラ
ムメモリ、3はプログラムメモリ2に格納されている命
令コードを読み込み、解読するインストラクションレジ
スタ、4は演算に用いるデータが格納されているデータ
メモリ、5はデータメモリ4のアドレスを指定するアド
レスアロケーションユニット、6及び7はアドレスアロ
ケーションユニット5で生成するアドレスの基となるア
ドレスが格納されている第1及び第2のアドレスレジス
タ、8は演算に用いるデータが格納されるデータレジス
タ、9は後述の比較器10の比較判定結果に従って、デ
ータレジスタ8のデータを格納するアキュムレータ、1
0はデータレジスタ8の内容と、アキュムレータ9の内
容との比較を行い、その内容の大小関係を判定する比較
器、11はプログラムのル−プ回数が格納されるループ
カウンタ、12はループ終了アドレスが格納されている
ループアドレスレジスタ、13はプログラムカウンタ1
のアドレスとループアドレスレジスタ12のアドレスが
一致したか否かを判定するアドレス比較器、14はディ
ジタル計算機のクロックパルスとなるシステムクロック
である。
【0008】次に、図5は比較判定命令を含んだプログ
ラムの一例であり、データメモリ4の100番地乃至1
03番地(図7参照)に格納されているデータの最大値
及びその最大値が格納されているアドレスを調べるプロ
グラムである。
【0009】図5におけるn−8、n−7、・・・・、n+
2、n+3はプログラムメモリ2のアドレスを、枠内は
プログラムを示しており、A0は第1のアドレスレジス
タ6、 A1は第2のアドレスレジスタ7、R0はデー
タレジスタ8、Accはアキュムレータ9を示してい
る。
【0010】また、load A0,100は第1のア
ドレスレジスタ6に定数<100>を格納する命令であ
ることを意味する機械語、load A1,200は第
2のアドレスレジスタ7に定数<200>を格納する命
令であることを意味する機械語、load Acc,0
はアキュムレータ9に0を格納する命令であることを意
味する機械語、move R0,(A0)は第1のアド
レスレジスタ6に格納されているアドレスが示すデータ
メモリ4の内容をデータレジスタに転送する命令である
ことを意味する機械語、do 4 n+2はdo命令の
次の命令、即ちn番地のプログラムからn+2番地に示
されるプログラムまでを4回繰り返す命令であることを
意味する機械語、cmpgs R0はアキュムレ−タ9
とデータレジスタ8の値を比較し、アキュムレータ9に
格納されているデータの値が大きい場合は、次の命令を
スキップし、アキュムレータ9に格納されているデータ
の値が小さい場合はデータレジスタ8の値をアキュムレ
ータ9に格納する命令であることを意味する機械語、m
ove (A1),A0は第1のアドレスレジスタ6の
内容を第2のアドレスレジスタ7に示されるアドレスに
格納する命令であることを意味する機械語、inr A
0;move R0,(A0)は第1のアドレスレジス
タ6の内容を1インクリメントするとともに、第1のア
ドレスレジスタ6に格納されているアドレスが示す内容
をデータレジスタ8に転送する命令であることを意味す
る機械語である。
【0011】図6は図5のプログラムのフローチャート
を示しており、S1においては、プログラムメモリ2の
n−7番地に格納されているデータ<100>が第1の
アドレスレジスタレジスタ6に読み込まれ、さらにS2
においては、プログラムメモリ2のn−5番地に格納さ
れているデータ<200>が第2のアドレスレジスタレ
ジスタ7に読み込まれる。S3においては、アキュムレ
ータ9にデータ<0>を設定する。S4においては、第
1のアドレスレジスタ6に格納されているアドレスが示
すデータメモリ4の内容をデータレジスタ8に格納す
る。S5においては、ループカウンタ11にループ回数
<4>とループアドレスレジスタにループ終了アドレス
<n+2>が読み込まれる。
【0012】S6においては、データレジスタ8の内容
と、アキュムレータ9の内容を比較する。S7において
は、S6の比較結果に従って、値が大きい方のデータを
アキュムレータ9に格納するとともに、第1のアドレス
レジスタ6のアドレスを第2のアドレスレジスタ7によ
り生成されるアドレスに従ってデータメモリ4に転送す
る。S8においては、ループカウンタ11のループ回数
を1だけデクリメントし、第1のアドレスレジスタ6の
アドレス値を1だけインクリメントする。S9はループ
カウンタ11のループ回数が0になったか否かを判定
し、ループカウンタ11のループ回数が0でなければ、
S6に戻り、S6乃至S9を繰り返し、ループカウンタ
11のループ回数が0ならば、次の処理に移行する。
【0013】図5に示すプログラムの流れを、図4及び
図6を参照して説明する。プログラムメモリ2のn−8
番地、n−6番地、n−4番地に格納されている命令が
実行されると、第1のアドレスレジスタ6には<100
>、第2のアドレスレジスタ7には<200>、アキュ
ムレータ9には<0>が格納される。データメモリ4の
100番地乃至103番地には、図7に示すようにデー
タが既に格納されているものとする(S1〜S3参
照)。
【0014】n−2番地の命令move R0,(A
0)が実行されると、アドレスアロケーションユニット
5はデータメモリ4のアドレスを出力し、データメモリ
4のアドレスが確定し、そのアドレスの内容をデータバ
スを介してデータレジスタ8に格納する。従って、デー
タレジスタ8には、データメモリ4の100番地に格納
されているデータ<30>が読み込まれる(S4参
照)。
【0015】続いてn−1番地の命令do 4 n+2
が実行されると、ループカウンタ11にループ回数<4
>が、ループアドレスレジスタ12にループ終了アドレ
ス<n+2>が格納される(S5参照)。
【0016】n+1番地の命令cmpgs R0が実行
されるとデータレジスタ8の内容<30>とアキュムレ
ータ9の内容<0>が比較され(S6参照)、データレ
ジスタ8の内容<30>が大きいので、アキュムレータ
9にデータレジスタ8の内容<30>を転送し、その
後、n+2番地の命令move (A1),A0を実行
する。第1のアドレスレジスタ6は<200>であり、
従ってデ−タメモリ4の200番地に第1のアドレスレ
ジスタ6の値である<100>が格納される(S7参
照)。
【0017】次にn+3番地の命令inr A0;mo
ve R0,(A0)が実行され、第1のアドレスレジ
スタ6の値は<101>となり、データレジスタ8に
は、10が格納される。この命令が実行されると、ルー
プアドレスレジスタ12に格納されているアドレスとプ
ログラムカウンタ1の値が一致することがアドレス比較
器13で検出され(S8参照)、命令do 4 n+2
の次の命令cmpgsR0から再度実行するとともに、
ループカウンタ11のループ回数を1デクリメントし、
<3>とする(S9参照)。
【0018】n+1番地の命令cmpgs R0が実行
されるとデータレジスタ8の内容<10>とアキュムレ
ータ9の内容<0>が比較され、アキュムレータ9の内
容<30>が大きいので、n+3番地の命令inr A
0;move R0,(A0)が実行される。
【0019】以下同様にループカウンタ11のループ回
数が0となるまで繰り返される。
【0020】以上の動作により、アキュムレータ9に
は、データメモリ4の100番地乃至103番地の内容
の最大値である<100>が格納され、データメモリ4
の200番地には、前記最大値が格納されているデータ
メモリ4のアドレス値<102>が格納される。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにディジタ
ル計算機においては、データメモリに格納されているデ
ータから最大値、或るいは最小値を検索するために比較
判定命令を用いていた。例えば、最大値を検索する場合
にはデータをデータレジスタに読み込みながら、比較判
定を行い、最大値をアキュムレータに格納する命令を繰
り返すことにより、所望の最大値を得ていた。しかしな
がら、このような演算を行う場合には、最大値ととも
に、最大値が格納されているデータメモリのアドレスを
情報として、以降の演算で用いることがしばしば起こっ
てくる。このような場合には、従来例に開示するよう
に、大小判定を行った後に、新たな最大値を得た場合に
は、そのアドレスを別のエリアに格納する命令を実行す
ることにより、最大値を与えるアドレスを記憶してい
た。従って、最大値が変わるたびに、最大値を与えるア
ドレスを別のエリアに格納する命令を実行する必要が生
じ、演算時間の高速化の妨げとなっていた。特に、パイ
プライン処理を前提とするDSPにおいては、比較器に
格納されているデータのアドレスと、アドレスレジスタ
に格納されているアドレスが異なるため、再度アドレス
計算を行ってアドレスを格納する必要があり、処理のオ
ーバーヘッドが生じていた。
【0022】そこで、本発明は前述の問題点に鑑み成さ
れたものであり、ハードウエアにより、比較器で検出さ
れた最大値、或るいは最小値が格納されているメモリの
アドレスを蓄積することを可能とするテーブル検索装置
を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明のテーブル検索装置は、データが格納され
ているデータメモリと、データメモリのアドレスを生成
するアドレスアロケーションユニットと、アドレスアロ
ケーションユニットで生成されるアドレスの基となるア
ドレスが格納されているアドレスレジスタと、データメ
モリのデータが格納されるデータレジスタと、所望の最
大値、或るいは最小値が格納されているアキュムレータ
と、データレジスタに格納されているデータとアキュム
レータに格納されているデータとの大小関係を比較する
比較器と、アドレスアロケ−ションユニットの出力を蓄
えるテーブルレジスタと、比較器の演算結果に応じて発
生するテーブルレジスタ書き込み信号と、を備えること
により、比較器において、行われた比較結果がデータレ
ジスタの値をアキュムレータに格納することを示す場合
は、テーブルレジスタ書き込み信号を発生し、その信号
に従ってテーブルレジスタにアキュムレータに記憶され
たデータが格納されているデータメモリのアドレスを書
き込む機能を有する。
【0024】
【作用】上述の手段によれば、アドレスアロケ−ション
ユニットの出力であるデータメモリのアドレスを、シス
テムクロックに同期してテーブルレジスタに順次格納す
るとともに、比較命令実行時には、データレジスタに格
納されているデータと、アキュムレータに格納されてい
るデータとの比較判定を行うことにより、データレジス
タに格納されているデータを新たにアキュムレータに書
き込む場合には、前記テーブルレジスタの値を前記デー
タが格納されていたデータメモリのアドレスに新たに書
き替えることにより保存する。
【0025】
【実施例】図1は本発明のテーブル検索装置を備えたデ
ィジタル計算機の一実施例の概略構成図を示す。
【0026】図1において、従来例に示す図4と同一機
能を有するものについては、同一番号を付し、その説明
は省略する。
【0027】本発明が従来例と異なる点は、テーブルレ
ジスタ15及びテーブルレジスタ書き込み信号16を備
えたことであり、該テーブルレジスタ15は、複数のバ
ッファにより構成される。例えば、演算の実行が3段の
パイプライン処理で行われる場合には、テーブルレジス
タ15は3段のバッファ構成となる。テーブルレジスタ
書き込み信号16は、比較器10における比較判定の結
果、データレジスタ8の値が所望の値の場合には、該デ
ータレジスタ8のデータが格納されているデータメモリ
4のアドレスを格納するための信号である。また、テー
ブルレジスタ15の第1のバッファ15a及び第2のバ
ッファ15bは、システムクロック14に同期して更新
され、第3のバッファ15cは、比較器10の演算結果
によるテーブルレジスタ書き込み信号16に応じて書き
替えられるものである。
【0028】図2は本発明のテーブル検索装置を備えた
ディジタル計算機のプログラムの一例を示している。n
−4、n−3、・・・・、n+2はアドレスを、枠内はプロ
グラムを示している。従来例の図5に示すプログラムと
同一のものについては説明は省略する。本実施例が従来
例と異なるのは、n+2番地に格納されている命令R0
=(A0+);cmpg R0;であり、この命令は、
第1のアドレスレジスタ6に示されるアドレスに格納さ
れている内容をデータレジスタ8に転送し、第1のアド
レスレジスタ6の内容を1インクリメントし、さらに、
データレジスタ8に読み込まれた値とアキュムレータ9
に格納されている値を比較し、データレジスタ8の値が
大きい場合には、アキュムレータ9にデータレジスタ8
の値を格納するとともに、テーブルレジスタ書き込み信
号16を発生する命令を意味する機械語である。
【0029】図3は、図2に示すプログラムを実行した
場合のタイミングチャ−トを示す。図3において、CL
Kはディジタル計算機のクロックパルス波となるシステ
ムクロック14の波形、PCQはプログラムカウンタ1
の波形、IRQはインストラクションレジスタ3の波
形、AALU1はアドレスアロケーションユニット5の
波形、XR0はデータレジスタ8の波形、ACCRはア
キュムレータ9の波形、TBLR1、TBLR2、TB
LR3はそれぞれテーブルレジスタ15の第1、第2及
び第3のバッファの波形、TBLWRはテーブルレジス
タ書き込み信号16の波形である。
【0030】図2に示すプログラムを図1の回路構成で
実施した場合の動作を図3のタイミングチャートに従っ
て説明する。尚、n−4番地、n−2番地、n番地の命
令については従来例と動作は同じであるので説明は省略
する。
【0031】以下に、n+2番地の比較命令を実行する
場合について説明する。命令の実行はパイプライン処理
となっており、例えばCLKの立ち上がりBに同期し
て、n+2番地の命令R0=(A0+);cmpg R
0;がインストラクションレジスタ3に読み込まれ、命
令が解読される。続いてCLKの立ち上がりCに同期し
て、アドレスアロケーションユニット5からアドレスが
出力される。CLKの立ち上がりDに同期して、データ
メモリ4の内容がデータレジスタ8に格納され、CLK
の立ち上がりEに同期して比較器10においてアキュム
レータ9の内容とデータレジスタ8の内容が比較され
る。
【0032】一方、テーブルレジスタ15の第1のバッ
ファ15aに、CLKの立ち上がりCに同期してアドレ
スアロケーションユニット5の出力<100>が格納さ
れる。同様にCLKの立ち上がりDに同期して、テーブ
ルレジスタ15の第2のバッファ15bに、これと共に
テーブルレジスタ15の第1のバッファ15aの値<1
00>が転送され、テーブルレジスタ15の第1のバッ
ファ15aにはアドレスアロケーションユニット5の出
力<101>が格納される。
【0033】CLKの立ち上がりEに同期して比較器1
0においてアキュムレータ9の値<0>とデータレジス
タ8の値<30>が比較される。このときデータレジス
タ8の値が大きいため、テーブルレジスタ書き込み信号
16を発生し、テーブルレジスタ15の第3のバッファ
15cは、前記テーブルレジスタ書き込み信号16を受
けて、テーブルレジスタ15の第2のバッファ15bに
格納されている値<100>を第3のバッファ15cに
書き込む。一方、比較器10は、データレジスタ8の内
容<30>をアキュムレータ9に格納する。
【0034】n番地の命令do 4,n+2は、n+2
番地の命令まで4回繰り返すことを意味しており、同様
に2回目乃至4回目が実行される。
【0035】2回目は、CLKの立ち上がりFに同期し
て比較器10においてアキュムレータ9の値<30>と
データレジスタ8の値<10>が比較される。アキュム
レ−タ10の値が大きいため、テーブルレジスタ書き込
み信号16は発生されない。テーブルレジスタ15の第
3のバッファ15cは、テーブルレジスタ書き込み信号
16を受けないため、そのままのデータが保持される。
【0036】以上の動作を、データレジスタ8の値と、
アキュムレータ9の値とを比較器10で比較判定するこ
とを繰り返す。繰り返しが終了すると、アキュムレータ
9にはデータメモリ8の100番地乃至103番地に格
納されているデータのうちの最大値<100>が格納さ
れており、また、テーブルレジスタ15の第3のバッフ
ァ15cには最大値<100>が格納されているデータ
メモリ8のアドレス<102>が格納される。
【0037】尚、本発明のテーブルレジスタは3段構成
のバッファを用いたが、この段数はパイプライン処理の
段数に依存されるものであり、本発明の内容を限定する
ものではない。
【0038】また、本実施例においては、比較判定の基
準としては、データの最大値を求める場合を例に説明し
たが、最小値、絶対値の最小値及び最大値などを求める
場合にも適用できる。さらに、比較判定結果が等しい場
合にも、テーブルレジスタを書き替えることも可能であ
る。
【0039】以上の説明が示す如く、比較判定命令の結
果により比較判定に用いられたデータが格納されている
アドレスを蓄積するテーブルレジスタを設けることによ
り、前記アドレスを格納する命令を実行する必要がな
く、プログラム実行の高速化を計ることが可能となる。
【0040】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、テーブルレジスタ及びテーブルレジスタ書き込み信
号を設け、比較器において、比較判定命令の実行時にデ
ータレジスタとアキュムレータの内容を比較し、データ
レジスタが所望の値である場合には、所望の値を新たに
アキュムレータに格納するとともに、テーブルレジスタ
書き込み信号をテーブルレジスタに送出する。これによ
ってテーブルレジスタはテーブルレジスタ書き込み信号
を受け、データレジスタのデータが格納されているデー
タメモリのアドレスを格納する。この結果、DSPのプ
ログラムで行っていた所望の値を与えるデータメモリの
アドレスを格納するという命令が削減でき、比較判定命
令実行と同時に、所望の値を与えるデータメモリのアド
レスをテーブルレジスタに格納することができる。結
果、比較演算を効率よく高速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のテーブル検索装置を備えたディジタル
計算機の一実施例の概略構成図
【図2】本発明のテーブル検索装置を備えたディジタル
計算機において、比較判定命令を含んだプログラムの一
【図3】本発明のテーブル検索装置を備えたディジタル
計算機において、比較判定命令を実行した場合のタイミ
ングチャート
【図4】従来例のテーブル検索装置を備えたディジタル
計算機の概略構成図
【図5】従来例のテーブル検索装置を備えたディジタル
計算機において、比較判定命令を含んだプログラムの一
【図6】従来例のテーブル検索装置を備えたディジタル
計算機において、比較判定命令を実行した場合のフロー
チャート
【図7】比較判定命令の対象となるデータメモリの内容
【符号の説明】
4 データメモリ 5 アドレスアロケーションユニット 6 第1のアドレスレジスタ 8 データレジスタ 9 アキュムレータ 10 比較器 15 テーブルレジスタ 15a 第1のバッファ 15b 第2のバッファ 15c 第3のバッファ 16 テーブルレジスタ書き込み信号
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 9/38 310 J (72)発明者 吉田 昭 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 演算に用いるデータが格納されているデ
    ータメモリと、該データメモリのアドレスを指定するア
    ドレスアロケーションユニットと、該アドレスアロケー
    ションユニットで指定された前記データメモリのデータ
    を格納するデータレジスタと、データの値の比較判定を
    行う比較器と、該比較器の判定結果に基づいて、所望の
    データを格納するアキュムレータと、前記アドレスアロ
    ケーションユニットから出力されるアドレスをテーブル
    レジスタ書き込み信号に従って格納するテーブルレジス
    タと、を備え、 前記比較器での、比較判定命令実行時に、所望のデータ
    が得られた場合、前記データを前記アキュムレータに格
    納させるとともに、前記テーブルレジスタ書き込み信号
    を発生させて、この信号に従って、前記データが格納さ
    れている前記データメモリのアドレスを前記テーブルレ
    ジスタに格納させることを特徴とするディジタル計算機
    におけるテーブル検索装置。
  2. 【請求項2】 前記テーブルレジスタは、シリアルに接
    続された複数のバッファにより構成されており、該バッ
    ファは、パイプライン処理の所定のタイミングに従って
    前記アドレスアロケーションユニットから順次出力され
    るアドレスを格納及び次のバッファに転送し、前記バッ
    ファのうち最終バッファへのアドレスの書き込みは、前
    記テーブルレジスタ書き込み信号により決定されること
    を特徴とする請求項1記載のディジタル計算機における
    テーブル検索装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009059187A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Nec Electronics Corp マイクロプロセッサおよびデータ処理方法

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