JPH11119993A - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

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JPH11119993A
JPH11119993A JP27853497A JP27853497A JPH11119993A JP H11119993 A JPH11119993 A JP H11119993A JP 27853497 A JP27853497 A JP 27853497A JP 27853497 A JP27853497 A JP 27853497A JP H11119993 A JPH11119993 A JP H11119993A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
instruction
memory
bit
width
microcomputer
Prior art date
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Pending
Application number
JP27853497A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideaki Ishiba
秀昭 石羽
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アプリケシションに応じて命令メモリのビット
幅を最適化し、メモリ面積の縮小を行なうことができる
マイクロコンピュータを提供する。 【解決手段】命令幅の異なる複数の命令セットを持ち、
その異なる命令セットに対応できるデコーダ部12ある
いは命令セットに対応した複数のデコーダ部22,23
を具備し、実現するアプリケーションに応じてプログラ
ミングする命令コードを選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば機器の制
御に用いるマイコン(マイクロコンピュータ)や音声処
理、画像処理等のディジタル信号処理に用いるDSP
(ディジタルシグナルプロセッサ)等の信号処理装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高性能な機器の制御、音声処理お
よび画像処理などにおける複雑な数値演算を行うため
に、マイコンやDSPが多く使用されている。このマイ
コンやDSPを動作させるためには、各マイコンやDS
P用の言語で制御プログラムや信号処理プログラムを記
述し、そのソースコードを専用のコンパイラでコンパイ
ルして命令メモリ用のコードを生成していた。
【0003】ここで、従来のマイクロコンピュータの命
令セットである命令コード体系の例を表に示す。表1は
データ転送命令群、表2は算術演算命令群、表3は論理
演算命令群、表4はビット操作命令群、表5は分岐命令
群の各々の命令コード体系を示す。
【0004】
【表1】
【0005】
【表2】
【0006】
【表3】
【0007】
【表4】
【0008】
【表5】
【0009】表6に演算ソースとディストネーションの
種類を選択するコード体系を示す。表7にデータレジス
タの種類とコード体系の関係を示す。表8にアドレスレ
ジスタの種類とコード体系を示す。表9にアドレスレジ
スタの修飾値の種類とコード体系を示す。
【0010】
【表6】
【0011】
【表7】
【0012】
【表8】
【0013】
【表9】
【0014】また、上記命令コードのビットフィールド
構成を図4に示す。図4において41は表1〜表5に示
した命令群を格納するビットである。42は表6に示し
た演算ソースおよびディストネーションの種類を選択す
るビットである。43はディストネーション側のメモリ
またはデータレジスタを表7に示した種類の中から選択
するビットである。44はディストネーションにメモリ
が選択された場合に、メモリアドレスを示すアドレスレ
ジスタを表8の種類の中から選択するビットである。4
5はディストネーションのアドレスレジスタの修飾値を
表9に示した種類の中から選択するビットである。46
はソース側のメモリまたはデータレジスタを表7に示し
た種類の中から選択するビットである。47は演算ソー
スにメモリが選択された場合に、メモリアドレスを示す
アドレスレジスタを表8の種類の中から選択するビット
である。48はソース側のアドレスレジスタの修飾値を
表9に示した種類の中から選択するビットである。
【0015】この従来例での命令表記は式(1)のよう
に行う。 madd mem(a0+1),mem(a1−1) …(1) 式(1)は乗算および加算を1命令で行うための表記方
法であり、以下動作を説明する。アドレスレジスタa0
で示される番地のメモリに格納されているデータと、ア
ドレスレジスタa1で示される番地のメモリに格納され
ているデータを乗算して、その結果をデータレジスタd
0に格納されているデータと加算する。結果は再びd0
に書き込まれる。さらにアドレスレジスタa0およびa
1の値をそれぞれ+1、−1して修飾する。この場合の
ように、ソース側にメモリが選択されると演算結果を格
納するレジスタとしてデータレジスタd0が指定され
る。
【0016】また式(2)、(3)に示すようにディス
トネーションに16ビットの即値が指定された場合、演
算ソースがデータレジスタなら自動的にd6に格納され
る。また演算ソースがメモリなら前もってa0で指定し
たアドレスに格納される。 mov d6,x’ffff’ …(2) mov mem,x’0101’ …(3) 上記ように、1命令で複数の動作を実現するために指定
する項目が増え、結果として、命令コードのビット幅を
大きくする必要があった。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】これまでの各マイコン
やDSP用言語の命令体系すなわち、命令セットは一種
類しか用意されておらず、記述したプログラム内容に関
わらずコンパイルして生成された命令メモリ用のコード
のビット幅は一定であった。また複雑な制御や数値演算
を高速に行うために、長いビット幅の命令を複数のアド
レスに分けて格納することは処理速度の低下となり望ま
しくない。
【0018】しかし近年、マイコンやDSPのプログラ
ムサイズは膨大になり、各LSIにおいて命令メモリが
チップ面積に占める割合は大きくなる一方である。すな
わちメモリのサイズがそのままLSIのコストに影響す
ることになる。したがって、この発明の目的は、メモリ
の削減を行いLSIコストを抑えることができる信号処
理装置を提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の信号処理
装置は、ビット幅の異なる命令セットを格納した命令メ
モリと、各々の命令セットに対応して命令セットの命令
コードを解析し制御信号を出力するデコーダ部と、制御
信号を入力して信号処理する信号処理部とを備えたもの
である。
【0020】請求項1記載の信号処理装置によれば、命
令幅の違う複数のコードの命令セットである命令コード
体系に対応したデコーダ部により、実現するアプリケー
ションによって使用する命令コードを選択できる。たと
えば、各マイコンやDSP用の言語において複数の命令
セットを持つことにより、作成するプログラムに応じて
使用する命令セットを選択するなど、最適な命令幅を持
ったコードを生成することができる。したがって短い命
令幅で済む命令が多いアプリケーションの場合でも命令
幅を最適化でき、メモリの無駄を無くしてメモリの削減
を行いLSI等のメモリ面積を縮小することができコス
トを抑えることができる。
【0021】請求項2記載の信号処理装置は、ビット幅
の異なる命令セットを格納した命令メモリと、各々の命
令セットに対応して命令セットの命令コードを解析し制
御信号を出力する複数個のデコーダ部と、制御信号を入
力して信号処理する信号処理部とを備えたものである。
請求項2記載の信号処理装置によれば、命令幅の異なる
命令セットである命令コード体系に対して複数の命令デ
コーダを具備することにより、作成するプログラムの内
容に応じて命令セットを選択できるため、生成する命令
メモリ幅を最適化することができ、メモリの無駄を無く
しLSIの面積を縮小できる。また短い命令幅を持つ命
令セットが長い命令幅を持つ命令セットとは異なる構造
をもつことが可能になるので、数多くのアプリケーショ
ンに対応することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施の形態を適
用したマイクロコンピュータを図1および図2により説
明する。図1は、この発明の第1の実施の形態における
マイクロコンピュータの構造を示すものである。図1に
おいて、11はマイクロコンピュータ、12は異なる命
令幅の命令コードに対応したデコーダ部、13は命令メ
モリ、14はマイクロコンピュータ11のコア部であ
る。すなわち、このマイクロコンピュータ11は、ビッ
ト幅の異なる命令セットを格納した命令メモリ13と、
各々の命令セットに対応して命令セットの命令コードを
解析し制御信号を出力するデコーダ部12と、制御信号
を入力して信号処理する信号処理部であるコア部14と
を備えている。
【0023】マイクロコンピュータ11の動作手順は、
命令メモリ13に書き込まれている命令コードがデコー
ダ部12で解析され、指定されている命令やレジスタ等
が動作するようにコア部14に制御信号を転送する。そ
れによりマイクロコンピュータ11が動作する。ここ
で、デコーダ部12によってデコードされる16ビット
幅を持つ命令コード体系について説明する。
【0024】各命令群のコードおよび演算ソースとディ
ストネーションを指定するコードはは24ビット幅のコ
ードと同一であり、表1ないし表6に示す。表10にデ
ータレジスタの種類とコード体系を示す。表7にアドレ
スレジスタの種類とコード体系を示す。
【表10】 次に、上記命令コードのビットフィールド構成を図2に
示す。図2において、31は表1から表5に示した命令
群を格納するビットである。32は表6に示した演算ソ
ースおよびディストネーションの種類を選択するビット
である。33はディストネーション側のメモリまたは、
データレジスタを表10に示した種類の中から選択する
ビットである。34はディストネーションにメモリが選
択された場合に、メモリアドレスレジスタを表11の種
類の中から選択するビットである。35はソース側のメ
モリまたは、データレジスタを表10に示した種類の中
から選択するビットである。36はディストネーション
にメモリが選択された場合に、メモリアドレスレジスタ
を表11の種類の中から選択するビットである。
【表11】 各々のレジスタの種類を示すビットは、命令幅が24ビ
ットである命令コード体系のビットと下位側が共通の値
となるように構成されている。これにより1つの命令デ
コーダで幅の異なる命令コードに対応することができ
る。また、ディストネーションに即値を指定する場合
や、メモリアドレスの直接指定を行う場合は、命令幅が
16ビットであるため8ビットの即値を指定する。
【0025】この実施の形態での命令幅の短い命令コー
ドを用いて、式(1)と同じ動作をさせた場合の表記例
を式(4)、(5)、(6)に示す。 madd mem(a0),mem(a1) …(4) inc a0,a0 …(5) inc a1,a1 …(6) 16ビット幅の命令コード体系では、アドレスレジスタ
の修飾値を記述するフィールドを持たないため、式
(4)実行後アドレス値の修飾を行うための命令、式
(5)、(6)を以降のステップで実行する必要があ
る。従って、式(7a)〜(7c)に示すような連続し
た積和演算を行うディジタルフィルタを多用するアプリ
ケーションを実現するには、膨大な演算量を少ないステ
ップ数で処理する必要があるため、24ビット幅の命令
コード体系を選択してプログラミングする必要がある。 y(0)=h(0)*x(0)+h(1)*x(1)+h(2)*x(2) …(7a) y(1)=h(0)*x(1)+h(1)*x(2)+h(2)*x(3) …(7b) y(2)=h(0)*x(2)+h(1)*x(3)+h(2)*x(4) …(7c) しかし、転送命令や論理演算が中心のアプリケーション
の場合は、16ビット幅の命令コード体系を選択してプ
ログラミングを行っても、24ビット幅の命令コード体
系を用いた場合と比較して、ステップ数の差は少ない。
例えば mem(A)=mem(B)*mem(C)+mem(D) …(8) mem(E)=mem(A)+mem(E) …(9) という2つの式が式(8)、(9)の順番で実行される
演算を24ビット幅の命令コード体系を用いて記述する
と mov d0,(B) mov d1,(C) mul d0,d1 mov d2,(D) add d0,d2 mov d6,E mov a2,d6 add d0,mem(a2) mov mem(a2),d0 となり、これは16ビット幅の命令体系を用いて記述し
たときと同じである。
【0026】以上のように、第1の実施の形態は、作成
するプログラムの内容に応じて命令セットができるた
め、生成する命令メモリ幅を最適化することができる。
たとえば、連続した積和演算や使用するメモリ領域が少
ない場合には、16ビット幅の命令体系を用いることで
命令メモリの面積を縮小し、LSIの低価格化を実現す
ることができる。
【0027】この発明の第2の実施の形態を適用したマ
イクロコンピュータを図3により説明する。図3はこの
発明の第2の実施の形態におけるマイクロコンピュータ
の構造を示すものである。図3において、21はマイク
ロコンピュータ、22は24ビット幅の命令コード体系
に対応するデコーダ部、23は16ビット幅の命令コー
ド体系に対応するデコーダ部、24は命令メモリ、25
はマイクロコンピュータ21のコア部である。すなわ
ち、このマイクロコンピュータは、ビット幅の異なる命
令セットを格納した命令メモリ24と、各々の命令セッ
ト24に対応して命令セットの命令コードを解析し制御
信号を出力する複数個のデコーダ部23,24と、制御
信号を入力して信号処理する信号処理部であるコア部2
5とを備えている。
【0028】マイクロコンピュータ21の動作手順は、
命令メモリ24に書き込まれている命令コードがデコー
ダ部22、23で解析され、指定されている命令やレジ
スタ等が動作するようにコア部25に制御信号を転送す
る。それによりマイクロコンピュータ21が動作する。
デコーダ部23によってデコードされる16ビット幅を
持つ命令コード体系については、第1の実施の形態のデ
コーダ部12の説明とほぼ同様である。
【0029】第2の実施の形態によれば、第1の実施の
形態と同様に生成する命令メモリ幅を最適化することが
でき、メモリの無駄を無くしLSIの面積を縮小でき
る。また短い命令幅を持つ命令コード体系である命令セ
ットが長い命令幅を持つ命令セットとは異なる構造をも
つことが可能になるので、数多くのアプリケーションに
対応することができる。
【0030】なお、上記の実施の形態ではマイクロコン
ピュータについて説明したが、この発明はDSPにも適
用することができる。
【0031】
【発明の効果】請求項1記載の信号処理装置によれば、
命令幅の違う複数のコードの命令セットである命令コー
ド体系に対応したデコーダ部により、実現するアプリケ
ーションによって使用する命令コードを選択できる。た
とえば、各マイコンやDSP用の言語において複数の命
令セットを持つことにより、作成するプログラムに応じ
て使用する命令セットを選択するなど、最適な命令幅を
持ったコードを生成することができる。したがって短い
命令幅で済む命令が多いアプリケーションの場合でも命
令幅を最適化でき、メモリの無駄を無くしてメモリの削
減を行いLSI等のメモリ面積を縮小することができコ
ストを抑えることができる。
【0032】請求項2記載の信号処理装置によれば、命
令幅の異なる命令セットである命令コード体系に対して
複数の命令デコーダを具備することにより、作成するプ
ログラムの内容に応じて命令セットを選択できるため、
生成する命令メモリ幅を最適化することができ、メモリ
の無駄を無くしLSIの面積を縮小できる。また短い命
令幅を持つ命令セットが長い命令幅を持つ命令セットと
は異なる構造をもつことが可能になるので、数多くのア
プリケーションに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示し、命令幅の
異なる命令体系に対応できるデコーダ部を備えたマイク
ロコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図2】命令幅が16ビットである命令体系のビットフ
ィールド構成を示す説明図である。
【図3】第2の実施の形態を示し、命令幅の異なる命令
体系に対応した複数のデコーダ部を備えたマイクロコン
ピュータの構成を示すブロック図である。
【図4】命令幅が24ビットである命令体系のビットフ
ィールド構成を示す図である。
【符号の説明】
11 マイクロコンピュータ 12 命令幅の異なる命令体系に対応できるデコーダ部 13 命令メモリ 14 マイクロコンピュータのコア部 21 マイクロコンピュータ 22 命令幅が16ビットの命令体系に対応したデコー
ダ部 23 命令幅が24ビットの命令体系に対応したデコー
ダ部 24 命令メモリ 25 マイクロコンピュータのコア部 31 命令コードを示すビット 32 演算のソースおよびディストネーションを示すビ
ット 33 ディストネーション側のデータレジスタを示すビ
ット 34 ディストネーション側のアドレスレジスタを示す
ビット 35 ソース側のデータレジスタを示すビット 36 ソース側のアドレスレジスタを示すビット 41 命令コードを示すビット 42 演算のソースおよびディストネーションを示すビ
ット 43 ディストネーション側のデータレジスタを示すビ
ット 44 ディストネーション側のアドレスレジスタを示す
ビット 45 ディストネーション側のアドレスレジスタの修飾
値を示すビット 46 ソース側のデータレジスタを示すビット 47 ソース側のアドレスレジスタを示すビット 48 ソース側のアドレスレジスタの修飾値を示すビッ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビット幅の異なる命令セットを格納した
    命令メモリと、各々の前記命令セットに対応して前記命
    令セットの命令コードを解析し制御信号を出力するデコ
    ーダ部と、前記制御信号を入力して信号処理する信号処
    理部とを備えた信号処理装置。
  2. 【請求項2】 ビット幅の異なる命令セットを格納した
    命令メモリと、各々の前記命令セットに対応して前記命
    令セットの命令コードを解析し制御信号を出力する複数
    個のデコーダ部と、前記制御信号を入力して信号処理す
    る信号処理部とを備えた信号処理装置。
JP27853497A 1997-10-13 1997-10-13 信号処理装置 Pending JPH11119993A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004511043A (ja) * 2000-10-05 2004-04-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ リターゲッタブルコンパイルシステム及び方法
WO2014163168A1 (ja) * 2013-03-30 2014-10-09 日本電気株式会社 アプリケーション特化仮想マシン生成システム、装置、方法およびプログラム

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JPWO2014163168A1 (ja) * 2013-03-30 2017-02-16 日本電気株式会社 アプリケーション特化仮想マシン生成システム、装置、方法およびプログラム

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