JPH08185320A

JPH08185320A - 半導体集積回路

Info

Publication number: JPH08185320A
Application number: JP6327596A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Sakukawa; 守作川; Takeshi Hashizume; 毅橋爪; Kazuhiro Sakashita; 和広坂下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16
Also published as: US5621694A; KR960025044A; CN1133454A; KR0169555B1

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体集積回路の処理能力の向上させ、かつ
安価な半導体集積回路を得ることを目的とするものであ
る。【構成】Ｎビット（Ｎは整数；Ｎ＞１）のデータある
いは命令を一度に処理可能な半導体集積回路において、
外部メモリから半導体集積回路内で処理可能な前記Ｎビ
ットのデータあるいは命令のＭ倍分（Ｍ＞１）の命令あ
るいはデータをバスを介して受け取って記憶するキュー
を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路に関
し、特に、半導体集積回路の処理能力を向上させること
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体製造技術の急速な進歩に伴
い、マイクロプロセッサの性能が大きく向上しているの
に対し、メモリは集積度は向上したが、アクセス性能は
あまり向上していない。このために、マイクロプロセッ
サとメモリの性能差は開く一方で、高性能なマイクロプ
ロセッサを搭載してもシステム全体の性能が向上しなく
なってきた。なぜなら、マイクロプロセッサは、常にメ
モリとデータのやり取りをするために、メモリアクセス
に時間がかかると内部処理を有効に行うことができない
からである。そこで、メモリアクセスによる処理能力低
下を抑えて、システム全体の性能を向上させる必要があ
る。

【０００３】その例として、図２６は従来の半導体集積
回路を示す図であり、マイクロプロセッサとメモリの処
理能力の差を無くすように構成されている。１はメモ
リ、２はマイクロプロセッサ、３はバスコントローラで
ある。バスコントローラ３は、内部に制御部４、レジス
タ５を備えている。このシステムは、マイクロプロセッ
サ２の内部バス幅と、外部バス幅（アドレスバス、デー
タバス）とが異なる場合に、データ転送の効率を向上さ
せるために使用される例である。例えば、広いバス幅を
１６ビット、狭いバス幅を８ビットとする。狭い幅のバ
スから広い幅のバスへデータを転送する場合には、狭い
幅のバスからの８ビットのデータをレジスタ５に記憶
し、１６ビット揃った時に、広い幅のバスへ１６ビット
のデータを転送させ、また、広い幅のバスから狭い幅の
バスへデータを転送する場合には、広い幅のバスからの
１６ビットのデータを８ビットに分割してレジスタ５に
記憶させ、８ビット毎に、狭い幅のバスへデータを転送
させるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
半導体集積回路においては、バスコントローラは完全に
マイクロプロセッサと独立して動作するようになってい
るので、マイクロプロセッサの内部処理の状況を考慮し
てレジスタの制御を行うことができないために、半導体
集積回路の処理能力の低下につながるという問題点があ
った。例えば、分岐命令の実行、分岐成立によって、そ
れまでレジスタに記憶されていたデータをクリアした
り、ロードディレイの間にレジスタが一杯にならないよ
うに、内部処理を効率よく実行させることができないこ
とや、更に、複数個の命令を先取りしておくことによる
マイクロプロセッサ内部での動的スケジューリングの実
現が難しいということである。なお、動的スケジューリ
ングとは、命令の実行順序を変更しても問題にならない
という前提の元で、キューに入っている命令の中から実
行順序を変えた方が性能が向上すると思われる部分を変
えて実行することである。

【０００５】また、データを分解する機能などの制御を
マイクロプロセッサ外部にもたせているために、半導体
集積回路の部品点数が多くなり、製造コストが高くなっ
てしまうという問題点もある。

【０００６】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、半導体集積回路の処理能
力を向上させ、かつ安価な半導体集積回路を得ることを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
集積回路は、外部メモリから半導体集積回路内で処理可
能なＮビットのデータあるいは命令のＭ倍分（Ｍ＞１）
の命令あるいはデータをバスを介して受け取って記憶す
るキューを備えたものである。

【０００８】また、Ｌ個（Ｌは整数；Ｌ＞１）のキュー
を有し、外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介し
て、Ｎ×Ｍビットの命令あるいはデータを第１番目のキ
ューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令ある
いはデータを第２番目から第Ｌ番目のキューへと順次シ
フトさせるキュー制御部と、Ｌ番目のキューに記憶され
たＮ×Ｍビットの命令あるいはデータを半導体集積回路
内で処理可能なＮビットの命令あるいはデータに分割し
て演算部に出力させるマルチプレクサとを備えたもので
ある。また、Ｎ×Ｍビットのバスから可変長の命令ある
いはデータを受け取り、その命令あるいはデータを第１
番目のキューの所定の記憶位置に出力するセレクタを設
けたものである。

【０００９】また、バスは、キャッシュメモリに接続さ
れているように構成している。また、キューは、外部メ
モリからＮ×Ｍビットの命令を受け取り記憶する命令キ
ューと、外部メモリからＮ×Ｍビットのデータを受け取
り記憶するデータキューとを有するものである。

【００１０】また、Ｌ個の命令キューおよびデータキュ
ーを有し、外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介し
て、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の命令キューに記憶
させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令を第２番目から
第Ｌ番目の命令キューへと順次シフトさせ、また、外部
メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介して、Ｎ×Ｍビッ
トのデータを第１番目のデータキューに記憶させ、その
記憶したＮ×Ｍビットのデータを第２番目から第Ｌ番目
のデータキューへと順次シフトさせるキュー制御部と、
Ｌ番目の命令キューに記憶されたＮ×Ｍビットの命令を
半導体集積回路内で処理可能なＮビットの命令に分割し
て演算部に出力させる第１のマルチプレクサと、Ｌ番目
のデータキューに記憶されたＮ×Ｍビットのデータを半
導体集積回路内で処理可能なＮビットのデータに分割し
て演算部に出力させる第２のマルチプレクサとを備えた
ものである。

【００１１】また、命令バスからの可変長の命令を受け
取り、第１番目の命令キューの所定位置へその命令を出
力する第１のセレクタと、データバスからの可変長のデ
ータを受け取り、第１番目のデータキューの所定位置へ
そのデータを出力する第２のセレクタとを設けたもので
ある。

【００１２】また、命令バスおよびデータバスは、キャ
ッシュメモリに接続されている。また、外部メモリは、
Ｎビットの命令を記憶する命令メモリとＮビットのデー
タを記憶するデータメモリとからなり、第１番目の命令
キューは、Ｎ×Ｍビットの命令バスを介して命令メモリ
と接続され、第１番目のデータキューは、Ｎ×Ｍビット
のデータバスを介してデータメモリと接続されている。

【００１３】また、第１番目の命令キューは、Ｎビット
の命令バスおよびＮ×（Ｍ−１）ビットの兼用バスを介
して外部メモリと接続され、第１番目のデータキュー
は、ＮビットのデータバスおよびＮ×（Ｍ−１）ビット
の兼用バスを介して外部メモリと接続されている。

【００１４】また、命令バス、データバスおよび兼用バ
スは、キャッシュメモリに接続されている。また、キ
ューは、外部メモリからＮ×Ｍビットの命令を受け取り
記憶する命令キューと、外部メモリからＮビットのデー
タを受け取り記憶するデータキューとを有するように構
成している。

【００１５】また、Ｌ個の命令キューおよびデータキュ
ーを有し、外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介し
て、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の命令キューに記憶
させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令を第２番目から
第Ｌ番目の命令キューへと順次シフトさせ、また、外部
メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介して、Ｎビットの
データを第１番目のデータキューに記憶させ、その記憶
したＮビットのデータを第２番目から第Ｌ番目のデータ
キューへと順次シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番目の
命令キューに記憶されたＮ×Ｍビットの命令を半導体集
積回路内で処理可能なＮビットの命令に分割して演算部
に出力させるマルチプレクサとを備えたものである。

【００１６】また、外部メモリは、Ｎビットの命令を記
憶する命令メモリとＮビットのデータを記憶するデータ
メモリとからなり、Ｌ個の命令キューおよびデータキュ
ーを有し、命令メモリからＮ×Ｍビット幅の命令バスを
介して、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の命令キューに
記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令を第２番目
から第Ｌ番目の命令キューへと順次シフトさせ、また、
データメモリからＮビット幅のデータバスを介して、Ｎ
ビットのデータを第１番目のデータキューに記憶させ、
その記憶したＮビットのデータを第２番目から第Ｌ番目
のデータキューへと順次シフトさせるキュー制御部と、
Ｌ番目の命令キューに記憶されたＮ×Ｍビットの命令を
半導体集積回路内で処理可能なＮビットの命令に分割し
て演算部に出力させるマルチプレクサとを備えたもので
ある。

【００１７】また、キューは、外部メモリからＮビット
の命令を受け取り記憶する命令キューと、外部メモリか
らＮ×Ｍビットのデータを受け取り記憶するデータキュ
ーとを有する。

【００１８】また、Ｌ個の命令キューおよびデータキュ
ーを有し、外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介し
て、Ｎビットの命令を第１番目の命令キューに記憶さ
せ、その記憶したＮビットの命令を第２番目から第Ｌ番
目の命令キューへと順次シフトさせ、また、外部メモリ
からＮ×Ｍビット幅のバスを介して、Ｎ×Ｍビットのデ
ータを第１番目のデータキューに記憶させ、その記憶し
たＮ×Ｍビットのデータを第２番目から第Ｌ番目のデー
タキューへと順次シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番目
のデータキューに記憶されたＮ×Ｍビットのデータを半
導体集積回路内で処理可能なＮビットのデータに分割し
て演算部に出力させるマルチプレクサとを備えたもので
ある。

【００１９】また、外部メモリは、Ｎビットの命令を記
憶する命令メモリとＮビットのデータを記憶するデータ
メモリとからなり、Ｌ個の命令キューおよびデータキュ
ーを有し、命令メモリからＮビット幅の命令バスを介し
て、Ｎビットの命令を第１番目の命令キューに記憶さ
せ、その記憶したＮビットの命令を第２番目から第Ｌ番
目の命令キューへと順次シフトさせ、また、データメモ
リからＮ×Ｍビット幅のデータバスを介して、Ｎ×Ｍビ
ットのデータを第１番目のデータキューに記憶させ、そ
の記憶したＮ×Ｍビットのデータを第２番目から第Ｌ番
目のデータキューへと順次シフトさせるキュー制御部
と、Ｌ番目の前記データキューに記憶されたＮ×Ｍビッ
トのデータを半導体集積回路内で処理可能なＮビットの
データに分割して演算部に出力させるマルチプレクサと
を備えたものである。

【００２０】また、キューは、外部メモリからＮ×Ｍビ
ットの命令を受け取り記憶する命令キューと、外部メモ
リからＮ×Ｋ（Ｋ＞Ｍ）ビットのデータを受け取り記憶
するデータキューとを有する。

【００２１】また、Ｌ個の命令キューおよびデータキュ
ーを有し、外部メモリからＮ×Ｋビット幅のバスを介し
て、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の命令キューに記憶
させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令を第２番目から
第Ｌ番目の命令キューへと順次シフトさせ、また、外部
メモリからＮ×Ｋビット幅のバスを介して、Ｎ×Ｋビッ
トのデータを第１番目のデータキューに記憶させ、その
記憶したＮ×Ｋビットのデータを第２番目から第Ｌ番目
のデータキューへと順次シフトさせるキュー制御部と、
Ｌ番目のデータキューに記憶されたＮ×Ｍビットのデー
タを半導体集積回路内で処理可能なＮビットのデータに
分割して演算部に出力させる第１のマルチプレクサと、
Ｌ番目のデータキューに記憶されたＮ×Ｋビットのデー
タを半導体集積回路内で処理可能なＮビットのデータに
分割して演算部に出力させる第２のマルチプレクサとを
備えたものである。

【００２２】さらに、外部メモリは、Ｎビットの命令を
記憶する命令メモリとＮビットのデータを記憶するデー
タメモリとからなり、Ｌ個の命令キューおよびデータキ
ューを有し、命令メモリからＮ×Ｍビット幅の命令バス
を介して、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の命令キュー
に記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令を第２番
目から第Ｌ番目の命令キューへと順次シフトさせ、ま
た、データメモリからＮ×Ｋビット幅のデータバスを介
して、Ｎ×Ｋビットのデータを第１番目のデータキュー
に記憶させ、その記憶したＮ×Ｋビットのデータを第２
番目から第Ｌ番目のデータキューへと順次シフトさせる
キュー制御部と、Ｌ番目の命令キューに記憶されたＮ×
Ｍビットのデータを半導体集積回路内で処理可能なＮビ
ットのデータに分割して演算部に出力させる第１のマル
チプレクサと、Ｌ番目のデータキューに記憶されたＮ×
Ｋビットのデータを半導体集積回路内で処理可能なＮビ
ットのデータに分割して演算部に出力させる第２のマル
チプレクサとを備えたものである。さらにまた、バス、
データバスまたはデータバスは、アライナに接続されて
いる。

【００２３】

【作用】上記のように半導体集積回路は、半導体集積回
路内部で処理可能なＮビットのＭ倍の多量の命令あるい
はデータを半導体集積回路内に設けられたキューに記憶
させているので、半導体集積回路内部の処理状況に応じ
た内部動作が可能となる。

【００２４】また、半導体集積回路内部に、キューを設
けることにより、半導体集積回路の部品点数が減る。

【００２５】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の第１の実施例である半導
体集積回路の構成を示した図である。６はマイクロプロ
セッサである。７はメモリであり、アドレスバス（ｎビ
ット）およびデータバス（ｎ×ｍビット）を介してマイ
クロプロセッサ６と接続されている。８はコアであり、
演算部９やレジスタ１０などを有し、ｎビットの演算を
実行する。この実施例では、マイクロプロセッサ６が処
理可能な命令あるいはデータの単位をｎビットとする。
また、コア８には図示しないが、ＣＰＵ（中央処理装
置）も含まれている。１１はバスコントローラである。
１２はマルチプレクサ（以下、ＭＵＸと称す）であり、
後述するキューからのデータを選択し、演算部９に出力
するためのものである。１３はｎ×ｍビット（ｍ＞１）
のキューであり、マイクロプロセッサ６に複数個搭載さ
れており、マイクロプロセッサ６内で一度に処理可能な
ｎビットのｍ倍分（ｎ×ｍ）の命令およびデータを記憶
する。１４はキュー制御部であり、キュー１３を制御す
るためのものである。

【００２６】図２は、図１に示した回路図の詳細を示し
た図ある。キュー１３は、Ｄフリップフロップ１５〜２
３で構成されており、１つのキュー１３には、ｎ×ｍ個
のＤフリップフロップが備わっており、メモリ７からｎ
×ｍビットの命令あるいはデータをクロック（以下、Ｃ
ＬＫ信号と称す）に同期して受け取り、受け取った命令
あるいはデータは、キュー１３の下段（メモリ７側）か
ら上段（ＭＵＸ１２側）へとシフトされていく。キュー
制御部１４は、ＣＬＫ信号に基づき、Ｄフリップフロッ
プ１５〜２３のＣＫ端子へ信号を出力して、キュー１３
へ入力される命令およびデータの制御（下段から上段へ
のシフト動作など）を行い、また、ＣＰＵからのキュー
クリア信号に基づき、どれか１つのキュー１３あるいは
すべてのキュー１３、更にはキュー１３の中の各Ｄフリ
ップフロップ１５〜２３の無効が実行される。キュー制
御部１４からは、キュー１３内部の状態を表すキュース
テイト信号がＣＰＵへ出力される。キュー１３内部の状
態とは、すべてのキュー１３が満杯であることや空であ
ることなどを表すことである。ＭＵＸ１２は、コア８の
ＣＰＵからの選択信号を受け取り、最上段（ＭＵＸ１２
側）のキュー１３のどのＤフリップフロップ２１〜２３
に記憶されている命令およびデータを演算部９へ出力す
るかを制御する。

【００２７】図３は、ＭＵＸ１２がキュー１３を選択す
る動作を説明するための図である。以下、キュー１３に
記憶されているのは、説明の都合上、命令とする。例え
ば、３２ビット（８ビットの４倍）の命令Ａ〜Ｄがキュ
ー１３（最上段のキュー１３を指す）に記憶されていた
とすると、通常はＣＰＵからの選択信号に基づいて命令
Ａが選択されるところ、演算部９におけるジャンプ命令
の実行により演算部９で命令Ｃが必要になった場合、Ｍ
ＵＸ１２により命令Ｃを選択し、命令Ｃを演算部９へ出
力する。

【００２８】この実施例においては、マイクロプロセッ
サ６で処理可能なバス幅ｎビットに対し、メモリ７に対
してアクセスするデータバス幅をｎのｍ倍（ｍ＞１）と
し、命令は一度にｍ倍分（ｎ×ｍビット）取り出すよう
に構成されている。メモリ７から取り出されたｎ×ｍビ
ットの命令は、マイクロプロセッサ６に設けれたキュー
１３に記憶される。メモリ７からの命令の取り出しは、
マイクロプロセッサ６からの指示によって毎サイクルま
たは数サイクルごとに行われ、効率よく内部処理が行え
るようにキュー１３に命令を記憶しておく。例えば、１
つのアドレス信号を受け取り、ｍ個のｎビットの命令を
メモリ７から出力するように構成する。キュー１３に記
憶された命令は、キュー１３の下段から上段へとシフト
され、最上段のキュー１３に接続されているＭＵＸ１２
により、マイクロプロセッサ６内部処理可能な命令のサ
イズに分解され、演算部９に出力される。キュー１３か
ら演算部９へ命令が出力される際の分割は、マイクロプ
ロセッサ６で処理可能なバス幅を１単位として行われ
る。マイクロプロセッサ６で処理可能なバス幅ｎとは、
例えば、ＡＬＵを１個備えているのであれば３２ビット
であり、２個備えているのであれば６４ビットである。
キュー１３に記憶される命令は、３２ビットあるいは６
４ビットのｍ倍、例えば、その２倍あるいはそれ以上の
ビット幅でメモリ７から取り出されて記憶される。

【００２９】図４および図５は、従来装置におけるメモ
リ７からマイクロプロセッサ６へデータを取り出すタイ
ミングチャートを示した図である。ｃｌｏｃｋはマイク
ロプロセッサ６が動作するための基本クロックであるＣ
ＬＫ信号、ａｄｄｒｅｓｓはマイクロプロセッサ６から
メモリ７へアドレスバス（ｎビット）を介して出力され
るアドレス信号、Ａ、Ｂは２つのレジスタ、ＭＰＵはマ
イクロプロセッサ６に取り込まれる命令を示す。図４は
マイクロプロセッサ６の処理速度に対し、メモリアクセ
スが１ウエイト（つまり２倍遅い）のときを示し、図５
は２ウエイトのときを示す。ａｄｄｒｅｓｓの１、２・
・は、アドレス信号の番号を示し、レジスタＡ、Ｂの
１、２・・は、アドレス信号１、２・・に対応したメモ
リ７の命令、ＭＰＵの１、２・・は、レジスタＡ、Ｂか
ら取り出された命令１、２・・の番号を示す。図４のよ
うに、１ウエイトの場合は、マイクロプロセッサ６にお
いて、レジスタから命令を取り込むための待ち状態はな
いが、図５のように２ウエイトの場合には、マイクロプ
ロセッサ６で待ち状態（網掛け部分）が発生してしま
う。待ち状態とは、マイクロプロセッサ６がレジスタか
ら命令の取り出しを行えるまで、マイクロプロセッサ６
の処理を止める状態である。このような待ち状態が発生
すると、高機能なマイクロプロセッサ６であっても、メ
モリ７からレジスタへの命令の取り込みのための時間を
要することにより、マイクロプロセッサ６の処理能力の
低下につながる。マイクロプロセッサ６とメモリ７との
処理能力の差、つまり、ウエイト数が大きくなるにした
がい、マイクロプロセッサ６における待ち状態が長く、
また多く発生する。これは、バスコントローラにおける
レジスタ数が限られていることと、１つのレジスタには
マイクロプロセッサ６で処理可能なバス幅しか記憶でき
ないことが原因である。しかし、この実施例において
は、マイクロプロセッサ６で処理可能なバス幅よりも大
きいバス幅（ｎ×ｍ）の命令をキュー１３に取り込んで
いるために、メモリ７からレジスタへ命令が取り込まれ
るための時間をマイクロプロセッサ６が待つ必要がな
く、キュー１３に取り込まれている命令の中から必要な
命令をＭＵＸ１２を介して演算部９へ出力するように構
成されているので、図５に示すようなマイクロプロセッ
サ６での待ち状態が発生する頻度が少なくなる。この実
施例では、マイクロプロセッサ６に予めｎビットのｍ倍
の命令を取り込んでいるので、図４に示されているＭＰ
Ｕのように、待ち状態がなく、高速に演算部９へ命令が
出力される。

【００３０】以上のように、マイクロプロセッサ６で処
理可能な命令（データ）数以上の命令（データ）を一度
にキュー１３に記憶させることができるので、実際のメ
モリアクセスにかかる時間を１／ｍに縮小させることが
でき、メモリアクセス回数の減少によるマイクロプロセ
ッサ６の高性能化、マイクロプロセッサ６の内部処理の
軽減、マイクロプロセッサ６の処理とメモリアクセスと
の間の速度差を緩衝することができる。また、キュー１
３を複数個備えることにより、マイクロプロセッサ６と
メモリ７との処理の速度差を更に緩衝させることがで
き、キュー１３に常時データが存在するように取り出し
を行えば、ロードディレイによるマイクロプロセッサ６
の性能低下を防ぐことができる。また、分岐命令の実行
に対し、キュー１３から分岐先命令を取り出すことが可
能であり、従来のマイクロプロセッサよりも高速に分岐
先命令をアクセスできる。さらに、動的スケジューリン
グが実現しやすい。更に、マイクロプロセッサ６にキュ
ー１３を設けることにより、部品点数が減り、製造コス
トが安くなる。

【００３１】実施例２．図６は、この発明の第２の実施
例である半導体集積回路の構成を示した図である。６〜
１１は、図１記載の構成と同様の構成である。この実施
例では、実施例１のデータバスを命令バスとデータバス
の２つの分け、各バスに対してキューが接続されてい
る。２４、２７はＭＵＸであり、後述するキューからの
命令およびデータをそれぞれ選択し、演算部９にｎビッ
トの命令およびデータを出力する。２５、２８は、マイ
クロプロセッサ６内で一度に処理可能なバス幅ｎビット
のｍ倍分（ｎ×ｍビット）の命令およびデータをそれぞ
れ記憶する命令キューおよびデータキューであり、マイ
クロプロセッサ６にそれぞれ複数個備わっている。マイ
クロプロセッサ６で処理可能なバス幅とは、例えば、Ａ
ＬＵを１個備えているのであれば３２ビットであり、２
個備えているのであれば６４ビットであり、ｍ倍（ｍ＞
１）とは、例えば３２ビットの２倍（６４ビット）とい
うことである。キュー２５、２８内部は、図２で示した
ように、Ｄフリップフロップで構成されている。命令キ
ュー２５の最下段（メモリ７側）は、命令バスが接続さ
れ、データキュー２８の最下段（メモリ７側）は、デー
タバスが接続されている。２６は命令キュー制御部であ
り、命令キュー２５を制御し、２９はデータキュー制御
部であり、データキュー２８を制御するためのものであ
る。メモリ７は単一構成にして、ｎ×ｍビットの命令あ
るいはデータを共通のデータバスに出力し、キューに入
れる際に命令とデータとに分けるようにする。

【００３２】マイクロプロセッサ６は、メモリ７に対し
て、ｎビットのアドレス信号を出力し、メモリ７からの
ｍ×ｎビットの命令およびデータをバスを介して、命令
キュー２５およびデータキュー２８に取り込む。メモリ
７からの命令およびデータの取り出しは、コア８からバ
スコントローラ１１へ取り出し要求信号を出力すること
により行われる。コア８への命令およびデータの取り込
みは、コア８から命令キュー制御部２６およびデータキ
ュー制御部２９へ要求信号およびＭＵＸ２４、２７への
選択信号を出力し、命令キュー２５（ＭＵＸ２４側）お
よびデータキュー２８（ＭＵＸ２７側）から、必要な命
令、データを適切なサイズにしてＭＵＸ２４，２７を通
って演算部９へ出力される。適切なサイズとは、マイク
ロプロセッサ６で処理可能なサイズのことであり、例え
ば３２ビットである。メモリ７から出力されたものが命
令なのかデータなのかを区別するために、メモリ７のア
ドレス空間を命令用とデータ用に明確に分け、マイクロ
プロセッサ６からのアドレス信号によりどちらのアドレ
ス信号であるかを識別したり、マイクロプロセッサ６か
らの制御信号（図示しない）によって識別する。

【００３３】以上のように、この実施例においては、マ
イクロプロセッサ６に命令用とデータ用にキューを分離
させた構成を採っているので、命令アクセスとデータア
クセスとを別々に独立して処理することが可能であるの
で、命令へのアクセスとデータのアクセスの競合を防止
することができるという効果を奏する。

【００３４】実施例３．図７は、この発明の第３の実施
例である半導体集積回路の構成を示した図である。図に
おいて、６〜１１、２４〜２９は上述した図６の構成と
同様の構成である。３０は命令用のメモリ、３１はデー
タ用のメモリである。命令メモリ３０は、ｎ×ｍビット
の命令バスを介して命令キュー２５に接続され、データ
メモリ３１はｎ×ｍビットのデータバスを介してデータ
キュー２８に接続されている。命令メモリ３０、データ
メモリ３１は、ｎビットのアドレスバスを介してバスコ
ントローラ１１と接続されている。マイクロプロセッサ
６は、命令メモリ３０あるいはデータメモリ３１に対し
て、バスコントローラ１１からｎビットのアドレス信号
を出力し、命令メモリ３０あるいはデータメモリ３１か
ら、ｍ×ｎビットの命令あるいはデータを命令バス、デ
ータバスから命令キュー２５、データキュー２８にそれ
ぞれ取り込む。命令メモリ３０あるいはデータメモリ３
１からの命令あるいはデータの取り出しは、コア８から
バスコントローラ１１へ取り出し要求信号を出力するこ
とにより行われる。コア８への命令あるいはデータの取
り込みは、コア８から命令キュー制御部２６およびデー
タキュー制御部２９へ要求信号およびＭＵＸ２４、２７
への選択信号を出力し、命令キュー２５（ＭＵＸ２４
側）あるいはデータキュー２８（ＭＵＸ２７側）から、
必要な命令あるいはデータを適切なサイズにしてＭＵＸ
２４，２７を通って演算部９へ出力される。適切なサイ
ズとは、マイクロプロセッサ６で処理可能なバス幅のこ
とである。メモリは命令用とデータ用の２種類を使用
し、それぞれが独立して動作するような構成になってい
る。

【００３５】以上のように、この実施例においては、マ
イクロプロセッサ６に命令用とデータ用のキューを分離
させた構成を採っているので、命令アクセスとデータア
クセスとを別々に独立して処理することが可能であるの
で、命令へのアクセスとデータのアクセスの競合を防止
することができる。また、命令メモリ３０とデータメモ
リ３１というようにメモリを分離させることにより、例
えば、プログラムサイズが小さければ命令メモリ３０を
マイクロプロセッサ６に内蔵させことも可能になり、小
容量のメモリはアクセススピードも速くなるという効果
を奏する。

【００３６】実施例４．図８は、この発明の第４の実施
例の半導体集積回路の構成を示す図である。６〜１１、
２４〜２６、２９は上述した図６で示した構成と同様で
ある。３２は、命令キューであり、マイクロプロセッサ
６で処理可能なバス幅ｎビットのｍ倍分（ｎ×ｍビッ
ト）の命令を記憶する。３３は、データキューであり、
マイクロプロセッサ６で処理可能なバス幅ｎビットのデ
ータを記憶する。この実施例においては、命令キュー３
２側の命令バス幅のみをマイクロプロセッサ６の内部バ
ス幅よりも大きくし（ｎ×ｍビット）、データバスは、
ｎ×ｍビットの内、マイクロプロセッサ６の内部バス幅
（ｎビット）と同じｎビットのみがデータキュー３３と
接続されている。データキュー３３もｎビットのデータ
のみを記憶できるように構成されている。つまり、デー
タキュー３３は、Ｄフリップフロップがｎ個で構成され
ている。データキュー３３のｎビットのデータは、ＭＵ
Ｘを通らずに、直接演算部９へ出力される。命令キュー
３２およびデータキュー３３とメモリ７との接続は、バ
スを共有しているので、データバスにおけるｎビット以
外の不必要なビットはマイクロプロセッサ６へは入力さ
れない。この不要な部分は、開放にしておく方法やマル
チプレクサで選択させる方法をとる。メモリ７からマイ
クロプロセッサ６への命令あるいはデータの取り込み動
作、マイクロプロセッサ６の演算部９への命令あるいは
データの取り込み動作は、実施例２と同様なので説明は
省略する。

【００３７】以上のように構成することで、データキュ
ー３３を小型化できるので、半導体集積回路の回路規模
を削減することができるという効果を奏する。

【００３８】実施例５．図９は、この発明の第５の実施
例の半導体集積回路の構成を示した図である。６〜１
１、２４〜３１は上述した図７で示した構成と同様であ
る。３４は、命令キューであり、マイクロプロセッサ６
で処理可能なバス幅ｎビットのｍ倍分（ｎ×ｍビット）
の命令を記憶する。３５は、データキューであり、マイ
クロプロセッサ６で処理可能なバス幅ｎビットのデータ
を記憶する。この実施例においては、メモリを命令メモ
リ３０とデータメモリ３１とに分け、命令キュー３４側
のバス幅のみをマイクロプロセッサ６内部バス幅より大
きくし（ｎ×ｍビット）、データバスは、マイクロプロ
セッサ６の内部バス幅（ｎビット）と同じとする。デー
タキュー３５もｎビットのみ記憶できるように構成され
ている。つまり、データキュー３５を構成するＤフリッ
プフロップがｎ個有する。データキュー３５のｎビット
のデータは、ＭＵＸを通らずに、直接演算部９へ出力さ
れる。メモリ７からマイクロプロセッサ６への命令ある
いはデータの取り込み動作、マイクロプロセッサ６の演
算部９への命令あるいはデータの取り込み動作は、実施
例３と同様なので説明は省略する。

【００３９】以上のように構成することで、データキュ
ー３５が縮小されるので、半導体集積回路の回路規模を
削減することができるという効果を奏する。

【００４０】実施例６．図１０は、この発明の第６の実
施例の半導体集積回路の構成を示した図である。６〜１
１、２６〜２９は上述した実施例２と同様の構成であ
る。３６は、命令キューであり、マイクロプロセッサ６
で処理可能なバス幅ｎビットの命令を記憶する。３７
は、データキューであり、マイクロプロセッサ６で処理
可能なバス幅ｎビットのｍ倍分（ｎ×ｍビット）のデー
タを記憶する。この実施例においては、データキュー３
７側のバス幅のみをマイクロプロセッサ６の内部バスよ
りも大きくし（ｎ×ｍビット）、命令バスは、マイクロ
プロセッサ６の内部バス幅（ｎビット）と同じｎビット
のみを接続し、残りのビットは接続せずに開放してい
る。メモリ７は単一構成にして、キューに取り込む際
に、データと命令とを分けるようにする。データキュー
３７はｎビットのみ記憶できるように構成されている。
つまり、命令キュー３６を構成するＤフリップフロップ
がｎ個有する。命令キュー３６のｎビットのデータは、
ＭＵＸを通らずに、直接演算部９へ出力される。命令キ
ュー３６およびデータキュー３７とメモリ７との接続
は、バスを共有しているので、命令バスにおけるｎビッ
ト以外の不必要なビットはマイクロプロセッサ６へは入
力されない。この不要な部分は、開放にしておく方法や
マルチプレクサで選択させる方法をとる。メモリ７から
マイクロプロセッサ６への命令あるいはデータの取り込
み動作、マイクロプロセッサ６の演算部９への命令ある
いはデータの取り込み動作は、実施例２と同様である。

【００４１】以上のように構成することで、命令キュー
３６が縮小されるので、半導体集積回路の回路規模を削
減することができるという効果を奏する。

【００４２】実施例７．図１１は、この発明の第７の実
施例の半導体集積回路の構成を示した図である。３８
は、命令キューであり、マイクロプロセッサ６で処理可
能なバス幅ｎビットの命令を記憶する。３９はデータキ
ューであり、マイクロプロセッサ６で処理可能なバス幅
ｎビットのｍ倍分（ｎ×ｍビット）のデータを記憶す
る。この実施例においては、メモリを命令メモリ３０と
データメモリ３１とに分け、データキュー３９側のバス
幅のみをマイクロプロセッサ６内部バス幅より大きくし
（ｎ×ｍビット）、命令バスは、マイクロプロセッサ６
の内部バス幅（ｎビット）と同じとする。命令キュー３
８はｎビットのみ記憶できるように構成されている。つ
まり、命令キュー３８を構成するＤフリップフロップが
ｎ個有する。命令キュー３８のｎビットのデータは、Ｍ
ＵＸを通らずに、直接演算部９へ出力される。命令メモ
リ３０およびデータメモリ３１からマイクロプロセッサ
６への命令およびデータの取り込み動作、マイクロプロ
セッサ６の演算部９への命令あるいはデータの取り込み
動作は、実施例３と同様なので説明は省略する。

【００４３】このように構成することで、メモリを命令
メモリ３０とデータメモリ３１とに分けた場合におい
て、命令キュー３８が縮小されるので、半導体集積回路
の回路規模を削減できるという効果を奏する。

【００４４】実施例８．図１２は、この発明の第８の実
施例の半導体集積回路の構成を示した図である。４０は
命令キューであり、マイクロプロセッサ６で処理可能な
バス幅ｎビットのｍ倍分（ｎ×ｍビット）の命令を記憶
する。４１はデータキューであり、マイクロプロセッサ
６で処理可能なバス幅ｎビットのｋ倍分（ｎ×ｋビッ
ト）のデータを記憶する。なお、ｋ＞ｍ＞１とする。こ
の実施例においては、命令バスは、マイクロプロセッサ
６で処理可能なバス幅ｎビットのｍ倍のバス幅からな
り、データバスは、マイクロプロセッサ６で処理可能な
バス幅のｋ（ｋ＞ｍ）倍のバス幅からなる。例えば、マ
イクロプロセッサ６で処理可能なバス幅が３２ビットで
あれば、命令キュー４０に取り込まれるビット幅をその
２倍の６４ビット幅の命令、データキュー４１はその３
倍の９６ビット幅のデータをメモリ７から取り込むよう
にする。データキュー４１は、ｎ×ｋビットのメモリ７
からのデータが記憶できるように構成されており、Ｄフ
リップフロップをｎ×ｋ個有する。メモリ７からは共通
のバス（ｎ×ｋビット）を介して、マイクロプロセッサ
６へ命令およびデータが出力されているので、メモリ７
とマイクロプロセッサ６とは、ｎ×ｋビットの幅のバス
で共通に接続されている。命令キュー４０とは、命令バ
スから必要なビット分（ｎ×ｍビット）のみを取り込む
ようにする。残りのバスは不要であるので開放してお
く。メモリ７は、単一構成にして、命令キュー４０、デ
ータキュー４１に入力される際に、命令とデータとを分
ける。メモリ７からマイクロプロセッサ６への命令ある
いはデータの取り込み動作、マイクロプロセッサ６の演
算部９への命令あるいはデータの取り込み動作は、実施
例２と同様である。

【００４５】このように構成することで、データキュー
４１を更に多くのデータを記憶できるように構成したの
で、動的スケジューリングが実現容易になり、半導体集
積回路の処理能力が向上する。

【００４６】実施例９．図１３は、この発明の第９の実
施例の半導体集積回路の構成を示した図である。４２
は、命令キューであり、マイクロプロセッサ６で処理可
能なバス幅ｎビットのｍ倍分の命令（ｎ×ｍビット）を
記憶する。４３はデータキューであり、マイクロプロセ
ッサ６で処理可能なバス幅ｎビットのｋ倍分（ｎ×ｋビ
ット）のデータを記憶する。なお、ｋ＞ｍ＞１とする。
例えば、マイクロプロセッサ６で処理可能なバス幅が３
２ビットであれば、命令キュー４２に取り込まれるビッ
ト幅をその２倍の６４ビット幅の命令、データキュー４
３はその３倍の９６ビット幅のデータを取り込むように
する。この実施例においては、メモリを命令メモリ３０
とデータメモリ３１とに分け、命令メモリ３０は、ｎ×
ｍビットの命令バスを介して命令キュー４２に接続さ
れ、データメモリ３１はｎ×ｋビットのデータバスを介
してデータキュー４３に接続されている。命令メモリ３
０、データメモリ３１は、ｎビットのアドレスバスを介
してバスコントローラ１１と接続されている。命令キュ
ー４２は、Ｄフリップフロップをｎ×ｍ個有し、データ
タキュー４３は、Ｄフリップフロップをｎ×ｋ個有する
ように構成されている。メモリ７からマイクロプロセッ
サ６への命令あるいはデータの取り込み動作、マイクロ
プロセッサ６の演算部９への命令あるいはデータの取り
込み動作は、実施例３と同様である。

【００４７】このように構成することで、メモリを命令
メモリ３０とデータメモリ３１とに分けた構成におい
て、マイクロプロセッサ６は、命令バスとデータバスを
異なったバス幅でアクセスできるので、制御用、画像処
理用などの扱うデータ量に応じてバランスの取れた構成
をとることができる。

【００４８】実施例１０．図１４は、この発明の第１０
の実施例の半導体集積回路の構成を示した図である。４
４は命令キューであり、マイクロプロセッサ６で処理可
能なバス幅ｎビットのｍ倍分の命令（ｎ×ｍビット）を
記憶する。４５はデータキューであり、マイクロプロセ
ッサ６で処理可能なバス幅ｎビットのｍ倍分（ｎ×ｍビ
ット）のデータを記憶する。命令キュー４４、データキ
ュー４５には、Ｄフリップフロップがｎ×ｍ個有する。
この実施例においては、メモリ７からｎ×ｍビット分の
命令あるいはデータが出力されるが、ｎビットは命令バ
スあるいはデータバスを介してマイクロプロセッサ６の
命令キュー４４あるいはデータキュー４５に出力され、
残りのｎ×（ｍ−１）ビットは兼用バスを介して、マイ
クロプロセッサ６の命令キュー４４かデータキュー４５
のどちらかに出力される。マイクロプロセッサ６は、分
岐命令により、分岐先の命令が新たに必要になったよう
な場合やキューの記憶状況によって、つまり、処理内容
に応じて、バスコントローラ１１に命令あるいはデータ
取り込み要求信号を出力して、兼用バスでメモリ７から
命令あるいはデータを取り込むか、命令バスあるいはデ
ータバスから取り込むかを決める。

【００４９】以上のように、兼用バスを設けたので、命
令アクセス、データアクセスの状態などのマイクロプロ
セッサ６内部の処理内容に応じて命令キュー４４および
データキュー４５の制御を効率よく行うことができる。

【００５０】実施例１１．図１５は、この発明の第１１
の実施例の半導体集積回路の構成を示した図である。こ
の実施例においては、実施例１０と同様に兼用バスを設
けている。更に、メモリ７とマイクロプロセッサ６との
間にキャッシュメモリ４６を設けている。キャッシュメ
モリ４６は、メモリ７に比べて小容量、高速なメモリで
あるので、このキャッシュメモリ４６に記憶されている
命令あるいはデータを命令バス、データバス、または兼
用バスを介してマイクロプロセッサ６に出力させるよう
にしている。マイクロプロセッサ６は、取り込み要求信
号とアドレス信号をバスコントローラ１１に出力し、バ
スコントローラ１１からキャッシュメモリ４６へアドレ
ス信号を出力する。そして、そのアドレス信号に該当す
る命令あるいはデータがキャッシュメモリ４６からマイ
クロプロセッサ６へ出力される。ただし、キャッシュミ
スした場合には、メモリ７から該当する命令あるいはデ
ータをキャッシュメモリ４６に取り込み、更にその命令
あるいはデータをマイクロプロセッサ６へ取り込むよう
にする。キャッシュミス時におけるメモリ７からキャッ
シュメモリ４６への命令あるいはデータの取り込み方法
は周知の技術であるので、説明は省略する。

【００５１】以上のように、キャッシュメモリ４６を設
けたので、命令あるいはデータのアクセスが高速化さ
れ、半導体集積回路の動作の高速化が図れる。

【００５２】実施例１２．図１６は、この発明の第１２
の実施例の半導体集積回路の構成を示した図である。６
〜１４は図１の構成と同様である。４７はセレクタであ
り、データバスからのｎ×ｍビットの命令あるいはデー
タを受け取り、キュー１３に出力するものである。この
実施例においては、可変長の命令あるいはデータが効率
よくキュー１３に取り込めるように構成している。例え
ば、図１７の（ａ）のように、キュー１３が４バイトの
命令あるいはデータが記憶できるとすると、命令１（４
バイト）、命令２（１バイト）、命令３（３バイト）の
命令あるいはデータがメモリ７からキュー１３に順次記
憶される場合、キュー１３の第２、３番目のように記憶
されない場所（網掛け部分）ができてしまう。しかし、
セレクタ４７を使用すれば、図１７（ｂ）のように、キ
ュー１３の空き状況に応じてメモリ７からの命令あるい
はデータを記憶できる。セレクタ４７の制御は、キュー
制御部１４からのキュー１３（セレクタ４７に接続され
ている後段のキュー）の空き状況、つまり、Ｄフリップ
ロップの記憶状態をマイクロプロセッサ６に出力し、マ
イクロプロセッサ６は、その空き状況とメモリ７からの
可変長の命令あるいはデータのバイト数とに基づいて、
後段のキュー１３の空いている位置にメモリ７からの命
令あるいはデータが取り込み可能か否かを判断して、判
断結果をバスコントローラ１１に出力する。キュー制御
部１４は、その判断結果を受け取り、後段のキュー１３
に命令あるいはデータが取り込みが不可能な場合には、
後段のキュー１３に記憶されている命令あるいはデータ
を次段のキュー１３（ＭＵＸ１２側へ）へシフトさせ、
後段のキュー１３をクリアする。バスコントローラ１１
は、コア８からの判断結果に基づいて、後段のキュー１
３にメモリ７からの命令あるいはデータが記憶可能なら
ば、セレクタ４７に対して、取り込み許可信号を出力す
る。セレクタ４７は取り込み許可信号を受け取った場合
には、後段のキュー１３の記憶可能な位置を判断して、
その位置にメモリ７からの命令あるいはデータを記憶さ
せる。バスコントローラ１１から取り込み許可信号がセ
レクタ４７に出力されない場合には、上述のようにキュ
ー制御部１４によりクリアされた後段のキュー１３にメ
モリ７からの命令あるいはデータが記憶される。

【００５３】また、図１８のように、マイクロプロセッ
サ６とメモリ７との間にキャッシュメモリ４８を設けて
も良い。このように構成することで、図１６の回路構成
に比べて、マイクロプロセッサ６は、キャッシュメモリ
４から高速にｎ×ｍビットの命令あるいはデータをキュ
ー１３に取り込むことができる。キャッシュミスした場
合は、メモリ７からのｎ×ｍビットの命令あるいはデー
タをキャッシュメモリ４８に取り込み、更にマイクロプ
ロセッサ６のキュー１３にも取り込むようにマイクロプ
ロセッサ６で制御する。

【００５４】以上のように、セレクタ４７を設けたの
で、可変長命令あるいはデータに対して、キュー１３の
有効な利用を図ることができる。また、キャッシュメモ
リ４８を設けることで、半導体集積回路の動作の高速化
を図ることができる。

【００５５】実施例１３．図１９は、この発明の第１３
の実施例の半導体集積回路の構成を示した図である。こ
の実施例においては、図６に示した回路構成にセレクタ
４９、５０を設けている。セレクタ４９は、ｎ×ｍビッ
ト幅の命令バスを介してメモリ７と接続され、セレクタ
５０は、ｎ×ｍビット幅のデータバスを介してメモリ７
と接続されている。また、セレクタ４９は最下段の命令
キュー１３、セレクタ５０は最下段のデータキュー１３
にそれぞれ接続されている。メモリ７からの可変長の命
令あるいはデータが、命令バスあるいはデータバスを介
してセレクタ４９あるいはセレクタ５０に取り込まれ、
図１６のセレクタ４７のように、バスコントローラ１１
からの判断結果に基づいて、最下段（セレクタに接続さ
れたキュー）の命令キュー２５あるいはデータキュー２
８の空き状況に応じて、メモリ７からの可変長の命令あ
るいはデータを命令キュー２５あるいはデータキュー２
８へ記憶させることができる。

【００５６】また、図２０のように、メモリ７とマイク
ロプロセッサ６との間に、キャッシュメモリ５１を設け
ても良い。

【００５７】以上のように、キューを命令用とデータ用
に分離した構成において、セレクタ４９およびセレクタ
５０を設けたので、キューを効率良く使用できる。ま
た、キャッシュメモリ５１を設けたので、半導体集積回
路の動作の高速化が図れる。

【００５８】実施例１４．図２１は、この発明の第１４
の実施例の半導体集積回路の構成を示す図である。５２
はマイクロプロセッサ、５３はメモリである。５４はア
ライナと呼ばれるものであり、マイクロプロセッサ５２
に入力されるデータの位置を適切な位置にシフトさせて
データの形式を整えるためのものである。例えば、図２
２のようにメモリ７から出力されたデータｎ×ｍビット
のうち、マイクロプロセッサ５２で有効なデータ（網掛
け部分）の位置をシフトする必要が生じたときに、アラ
イナ５４にマイクロプロセッサ５２からの制御信号に基
づきシフトさせ、その結果をマイクロプロセッサ５２に
取り込む。異なるサイズのデータを同じビット幅で処理
するためには、アライナ５４が必要となる。マイクロプ
ロセッサ５２内部は、上述の他の実施例のとおり、キュ
ーが備わっている。このようにマイクロプロセッサ５２
の性能の低下の原因であったアライナをマイクロプロセ
ッサ５２の外部に設けたので、マイクロプロセッサ５２
内部の処理がより一層軽減される。

【００５９】なお、データバス、命令バスはマイクロプ
ロセッサ５２が処理可能なバス幅ｎビットのｍ倍分（ｎ
×ｍビット）である。更に、マイクロプロセッサ５２の
命令キューあるいはデータキューは複数個設けても良
い。

【００６０】また、図２３に示すように、命令バスとデ
ータバスとに分けている場合には、アライナ５５、５６
をそれぞれに設けるように構成すれば良い。更に、図２
４のように、キャッシュメモリ５８、５９を設けること
により、命令あるいはデータのアクセスが高速化され、
半導体集積回路の動作の高速化が図れる。そして、図２
５のように、共通のデータバスの場合に、アライナ５４
とメモリ５３との間に、キャッシュメモリ５７を設ける
ことにより、半導体集積回路の動作の高速化が図れる。

【００６１】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れており、半導体集積回路内部で処理可能なＮビットの
Ｍ倍の多量の命令あるいはデータを半導体集積回路内に
設けられたキューに記憶させているので、半導体集積回
路内部の処理状況に応じた内部動作が可能となるため
に、分岐処理などの実行時の半導体集積回路の内部処理
を効率良く行うことができ、更に動的スケジューリング
の実現が可能となるので、半導体集積回路の処理能力が
向上するという効果を奏する。

【００６２】また、半導体集積回路内部に、キューを設
けることにより、半導体集積回路の部品点数が減るの
で、製造コストが減り安価な半導体集積回路を得るとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例である半導体集積回
路の構成を示した図である。

【図２】図１に示した回路図の詳細を示した図ある。

【図３】ＭＵＸ１２がキュー１３を選択する動作を説
明するための図である。

【図４】マイクロプロセッサ６の処理速度に対し、メ
モリアクセスが１ウエイトのときの動作を示した図であ
る。

【図５】マイクロプロセッサ６の処理速度に対し、メ
モリアクセスが２ウエイトのときの動作を示した図であ
る。

【図６】この発明の第２の実施例である半導体集積回
路の構成を示した図である。

【図７】この発明の第３の実施例である半導体集積回
路の構成を示した図である。

【図８】この発明の第４の実施例の半導体集積回路の
構成を示す図である。

【図９】この発明の第５の実施例の半導体集積回路の
構成を示した図である。

【図１０】この発明の第６の実施例の半導体集積回路
の構成を示した図である。

【図１１】この発明の第７の実施例の半導体集積回路
の構成を示した図である。

【図１２】この発明の第８の実施例の半導体集積回路
の構成を示した図である。

【図１３】この発明の第９の実施例の半導体集積回路
の構成を示した図である。

【図１４】この発明の第１０の実施例の半導体集積回
路の構成を示した図である。

【図１５】この発明の第１１の実施例の半導体集積回
路の構成を示した図である。

【図１６】この発明の第１２の実施例の半導体集積回
路の構成を示した図である。

【図１７】可変長の命令あるいはデータを記憶するキ
ュー１３の状態を示す図である。

【図１８】マイクロプロセッサ６とメモリ７との間に
キャッシュメモリ４８を設けた構成を示す図である。

【図１９】この発明の第１３の実施例の半導体集積回
路の構成を示した図である。

【図２０】メモリ７とマイクロプロセッサ６との間
に、キャッシュメモリ５１を設けた構成を示す図であ
る。

【図２１】この発明の第１４の実施例の半導体集積回
路の構成を示す図である。

【図２２】アライナ５４の動作を説明した図である。

【図２３】命令バスとデータバスとにアライナ５５、
５６をそれぞれに設けた構成を示した図である。

【図２４】図２３の構成にキャッシュメモリ５８、５
９を設けた構成を示した図である。

【図２５】アライナ５４とメモリ５３との間に、キャ
ッシュメモリ５７を設けた構成を示した図である。

【図２６】従来の半導体集積回路の構成を示した図で
ある。

【符号の説明】

６、５２…マイクロプロセッサ；７、５３…メモリ；８
…コア；９…演算部；１０…レジスタ；１１…バスコン
トローラ；１２、２４、２７…ＭＵＸ；１３…キュー；
１４、２６、２９…キュー制御部；１５〜２３…Ｄフリ
ップフロップ；２５、３２、３４、３６、３８、４０、
４２、４４…命令キュー；２８、３３、３５、３７、３
９、４１、４３、４５…データキュー；３０…命令メモ
リ；３１…データメモリ；４６、４８、５１、５７、５
８、５９…キャッシュメモリ；４７、４９、５０…セレ
クタ；５４、５５、５６…アライナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂下和広兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電機株式会社システムエル・エス・アイ開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎビット（Ｎは整数；Ｎ＞１）のデータ
あるいは命令を一度に処理可能な半導体集積回路におい
て、外部メモリから半導体集積回路内で処理可能な前記Ｎビ
ットのデータあるいは命令のＭ倍分（Ｍ＞１）の命令あ
るいはデータをバスを介して受け取って記憶するキュー
を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】Ｌ個（Ｌは整数；Ｌ＞１）の前記キュー
を有し、前記外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介
して、Ｎ×Ｍビットの命令あるいはデータを第１番目の
前記キューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命
令あるいはデータを第２番目から第Ｌ番目の前記キュー
へと順次シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番目の前記キ
ューに記憶されたＮ×Ｍビットの命令あるいはデータを
半導体集積回路内で処理可能なＮビットの命令あるいは
データに分割して演算部に出力させるマルチプレクサと
を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体集積回
路。
【請求項３】前記Ｎ×Ｍビットのバスから可変長の命
令あるいはデータを受け取り、その命令あるいはデータ
を第１番目の前記キューの所定の記憶位置に出力するセ
レクタを設けたことを特徴とする請求項２記載の半導体
集積回路。
【請求項４】前記バスは、キャッシュメモリに接続さ
れていることを特徴とする請求項３記載の半導体集積回
路。
【請求項５】前記キューは、前記外部メモリからＮ×
Ｍビットの命令を受け取り記憶する命令キューと、前記
外部メモリからＮ×Ｍビットのデータを受け取り記憶す
るデータキューとを有することを特徴とする請求項１記
載の半導体集積回路。
【請求項６】Ｌ個の前記命令キューおよび前記データ
キューを有し、前記外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバ
スを介して、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の前記命令
キューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令を
第２番目から第Ｌ番目の前記命令キューへと順次シフト
させ、また、前記外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバス
を介して、Ｎ×Ｍビットのデータを第１番目の前記デー
タキューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットのデー
タを第２番目から第Ｌ番目の前記データキューへと順次
シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番目の前記命令キュー
に記憶されたＮ×Ｍビットの命令を半導体集積回路内で
処理可能なＮビットの命令に分割して演算部に出力させ
る第１のマルチプレクサと、Ｌ番目の前記データキュー
に記憶されたＮ×Ｍビットのデータを半導体集積回路内
で処理可能なＮビットのデータに分割して演算部に出力
させる第２のマルチプレクサとを備えたことを特徴とす
る請求項５記載の半導体集積回路。
【請求項７】前記命令バスからの可変長の命令を受け
取り、第１番目の前記命令キューの所定位置へその命令
を出力する第１のセレクタと、前記データバスからの可
変長のデータを受け取り、第１番目の前記データキュー
の所定位置へそのデータを出力する第２のセレクタとを
設けたことを特徴とする請求項６記載の半導体集積回
路。
【請求項８】前記命令バスおよび前記データバスは、
キャッシュメモリに接続されていることを特徴とする請
求項７記載の半導体集積回路。
【請求項９】前記外部メモリは、Ｎビットの命令を記
憶する命令メモリとＮビットのデータを記憶するデータ
メモリとからなり、第１番目の前記命令キューは、Ｎ×
Ｍビットの命令バスを介して前記命令メモリと接続さ
れ、第１番目の前記データキューは、Ｎ×Ｍビットのデ
ータバスを介して前記データメモリと接続されているこ
とを特徴とする請求項６記載の半導体集積回路。
【請求項１０】第１番目の前記命令キューは、Ｎビッ
トの命令バスおよびＮ×（Ｍ−１）ビットの兼用バスを
介して前記外部メモリと接続され、第１番目の前記デー
タキューは、ＮビットのデータバスおよびＮ×（Ｍ−
１）ビットの前記兼用バスを介して前記外部メモリと接
続されていることを特徴とする請求項６記載の半導体集
積回路。
【請求項１１】前記命令バス、データバスおよび兼用
バスは、キャッシュメモリに接続されていることを特徴
とする請求項１０記載の半導体集積回路。
【請求項１２】前記キューは、前記外部メモリからＮ
×Ｍビットの命令を受け取り記憶する命令キューと、前
記外部メモリからＮビットのデータを受け取り記憶する
データキューとを有することを特徴とする請求項１記載
の半導体集積回路。
【請求項１３】Ｌ個の前記命令キューおよび前記デー
タキューを有し、前記外部メモリからＮ×Ｍビット幅の
バスを介して、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の前記命
令キューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令
を第２番目から第Ｌ番目の前記命令キューへと順次シフ
トさせ、また、前記外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバ
スを介して、Ｎビットのデータを第１番目の前記データ
キューに記憶させ、その記憶したＮビットのデータを第
２番目から第Ｌ番目の前記データキューへと順次シフト
させるキュー制御部と、Ｌ番目の前記命令キューに記憶
されたＮ×Ｍビットの命令を半導体集積回路内で処理可
能なＮビットの命令に分割して演算部に出力させるマル
チプレクサとを備えたことを特徴とする請求項１２記載
の半導体集積回路。
【請求項１４】前記外部メモリは、Ｎビットの命令を
記憶する命令メモリとＮビットのデータを記憶するデー
タメモリとからなり、Ｌ個の前記命令キューおよび前記
データキューを有し、前記命令メモリからＮ×Ｍビット
幅の命令バスを介して、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目
の前記命令キューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビッ
トの命令を第２番目から第Ｌ番目の前記命令キューへと
順次シフトさせ、また、前記データメモリからＮビット
幅のデータバスを介して、Ｎビットのデータを第１番目
の前記データキューに記憶させ、その記憶したＮビット
のデータを第２番目から第Ｌ番目の前記データキューへ
と順次シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番目の前記命令
キューに記憶されたＮ×Ｍビットの命令を半導体集積回
路内で処理可能なＮビットの命令に分割して演算部に出
力させるマルチプレクサとを備えたことを特徴とする請
求項１２記載の半導体集積回路。
【請求項１５】前記キューは、前記外部メモリからＮ
ビットの命令を受け取り記憶する命令キューと、前記外
部メモリからＮ×Ｍビットのデータを受け取り記憶する
データキューとを有するこを特徴とする請求項１記載の
半導体集積回路。
【請求項１６】Ｌ個の前記命令キューおよび前記デー
タキューを有し、前記外部メモリからＮ×Ｍビット幅の
バスを介して、Ｎビットの命令を第１番目の前記命令キ
ューに記憶させ、その記憶したＮビットの命令を第２番
目から第Ｌ番目の前記命令キューへと順次シフトさせ、
また、前記外部メモリからＮ×Ｍビット幅のバスを介し
て、Ｎ×Ｍビットのデータを第１番目の前記データキュ
ーに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットのデータを第
２番目から第Ｌ番目の前記データキューへと順次シフト
させるキュー制御部と、Ｌ番目の前記データキューに記
憶されたＮ×Ｍビットのデータを半導体集積回路内で処
理可能なＮビットのデータに分割して演算部に出力させ
るマルチプレクサとを備えたことを特徴とする請求項１
５記載の半導体集積回路。
【請求項１７】前記外部メモリは、Ｎビットの命令を
記憶する命令メモリとＮビットのデータを記憶するデー
タメモリとからなり、Ｌ個の前記命令キューおよび前記
データキューを有し、前記命令メモリからＮビット幅の
命令バスを介して、Ｎビットの命令を第１番目の前記命
令キューに記憶させ、その記憶したＮビットの命令を第
２番目から第Ｌ番目の前記命令キューへと順次シフトさ
せ、また、前記データメモリからＮ×Ｍビット幅のデー
タバスを介して、Ｎ×Ｍビットのデータを第１番目の前
記データキューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビット
のデータを第２番目から第Ｌ番目の前記データキューへ
と順次シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番目の前記デー
タキューに記憶されたＮ×Ｍビットのデータを半導体集
積回路内で処理可能なＮビットのデータに分割して演算
部に出力させるマルチプレクサとを備えたことを特徴と
する請求項１５記載の半導体集積回路。
【請求項１８】前記キューは、前記外部メモリからＮ
×Ｍビットの命令を受け取り記憶する命令キューと、前
記外部メモリからＮ×Ｋ（Ｋ＞Ｍ）ビットのデータを受
け取り記憶するデータキューとを有することを特徴とす
る請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項１９】Ｌ個の前記命令キューおよび前記デー
タキューを有し、前記外部メモリからＮ×Ｋビット幅の
バスを介して、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目の前記命
令キューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビットの命令
を第２番目から第Ｌ番目の前記命令キューへと順次シフ
トさせ、また、前記外部メモリからＮ×Ｋビット幅のバ
スを介して、Ｎ×Ｋビットのデータを第１番目の前記デ
ータキューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｋビットのデ
ータを第２番目から第Ｌ番目の前記データキューへと順
次シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番目の前記データキ
ューに記憶されたＮ×Ｍビットのデータを半導体集積回
路内で処理可能なＮビットのデータに分割して演算部に
出力させる第１のマルチプレクサと、Ｌ番目の前記デー
タキューに記憶されたＮ×Ｋビットのデータを半導体集
積回路内で処理可能なＮビットのデータに分割して演算
部に出力させる第２のマルチプレクサとを備えたことを
特徴とする請求項１８記載の半導体集積回路。
【請求項２０】前記外部メモリは、Ｎビットの命令を
記憶する命令メモリとＮビットのデータを記憶するデー
タメモリとからなり、Ｌ個の前記命令キューおよび前記
データキューを有し、前記命令メモリからＮ×Ｍビット
幅の命令バスを介して、Ｎ×Ｍビットの命令を第１番目
の前記命令キューに記憶させ、その記憶したＮ×Ｍビッ
トの命令を第２番目から第Ｌ番目の前記命令キューへと
順次シフトさせ、また、前記データメモリからＮ×Ｋビ
ット幅のデータバスを介して、Ｎ×Ｋビットのデータを
第１番目の前記データキューに記憶させ、その記憶した
Ｎ×Ｋビットのデータを第２番目から第Ｌ番目の前記デ
ータキューへと順次シフトさせるキュー制御部と、Ｌ番
目の前記命令キューに記憶されたＮ×Ｍビットのデータ
を半導体集積回路内で処理可能なＮビットのデータに分
割して演算部に出力させる第１のマルチプレクサと、Ｌ
番目の前記データキューに記憶されたＮ×Ｋビットのデ
ータを半導体集積回路内で処理可能なＮビットのデータ
に分割して演算部に出力させる第２のマルチプレクサと
を備えたことを特徴とする請求項１９記載の半導体集積
回路。
【請求項２１】前記バス、前記データバスまたは前記
データバスは、アライナに接続されていることを特徴と
する請求項１ないし２０のいずれかに記載の半導体集積
回路。