JPH1173331A - プロセッサおよびコンテキストの退避または復帰の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定数を複数に分割し、複数の命令でレジスタ
に順次蓄積する定数蓄積専用のレジスタ(定数レジスタ)
を設けると、定数レジスタがコンテキストになるため、
時分割多重マルチタスクシステムでは定数レジスタの退
避と復帰に要する時間だけコンテキスト処理の時間を増
加させる。 【解決手段】 定数レジスタの内容を退避するとき、定
数レジスタに定数が格納されていると判断された場合
は、定数レジスタの退避を行い、定数レジスタに定数が
格納されてないと判断された場合は、退避を行わない。
また、定数レジスタの内容を復帰するとき、退避の時点
で定数レジスタに定数が格納されていたと判断された場
合は、定数レジスタへの復帰を行い、退避の時点で定数
レジスタに定数が格納されていなかったと判断された場
合は、復帰を行わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセッサおよび
コンテキストの退避または復帰の方法に関し、特に複数
のタスクの時分割多重実行時のコンテキストスイッチ時
のレジスタの退避および復帰の処理時間減少を図る技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のマイクロプロセッサ応用製品の高
機能化及び高速化に伴い、コード効率の高いプログラム
を実行することができるマイクロプロセッサ（以下、単
に「プロセッサ」という。）が望まれている。つまり、
プログラムを構成する各命令中に冗長な情報が含まれな
いこと望ましい。

【０００３】ところが、特に、ＲＩＳＣ（Reduced Inst
ruction Set Computer）の如く固定長命令の場合には、
命令中に含まれる定数の大きさが制限され、命令長より
も長い定数を配置することができない。このような問題
を解決するため従来の技術では命令に含むことのできな
い定数を使う場合、定数を複数に分割することでそれぞ
れの大きさを命令中に含むことのできる大きさにし、複
数の命令で汎用レジスタに順次格納し、定数を使用する
代わりに汎用レジスタを使用している。しかし、この技
術には次の問題がある。すなわち、汎用レジスタに格納
する命令の中には、汎用レジスタを指定する情報が必要
なため、命令中に含むことのできる定数が大きくできな
い。また、一旦汎用レジスタに格納してから使用するた
め、命令のステップ数が多くなる。また、汎用レジスタ
を使うので汎用レジスタの少ないシステムでは汎用レジ
スタ数が少なくなる。

【０００４】このような問題を回避するさらなる従来技
術として、特願平９−１５９０４９に開示されている。
ここでは出願人は、その定数を内部の一つの定数レジス
タに蓄積していき、他の命令でその定数レジスタを指定
することにより蓄積した定数をその命令のオペランドと
して用いる、というプロセッサを提案している。出願人
はまた、定数をオペランドとして持つ命令に、次の機能
を持たせている。すなわち、定数レジスタが有効な場合
（分割された定数がそれまでの命令で部分的に格納され
ている場合）は定数レジスタと命令中の定数との両方を
用いて定数を復元し、演算に使用し、定数レジスタが有
効でない場合（定数が分割されてない場合）は命令中の
定数のみを演算に用いる手段を持たせたプロセッサを提
案している。

【０００５】一方、複数のタスクを時分割多重で切替え
て実行するプロセッサにおいては、タスクの実行を一定
時間毎に切替える。あるタスクから別のタスクへ切替え
るのは、タスク実行中にシステムに制御を移し、タスク
の実行に必要な情報（以下、コンテキスト）をメモリな
どの退避領域に退避し、他のタスクのコンテキストを復
帰してやってタスクを切替えることで実現される。この
処理はコンテキストスイッチと呼ばれる。コンテキスト
には実行中の状態が復活できるようにデータやアドレス
を保持するレジスタや制御／状態レジスタが含まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
タスクを時分割多重で実行するプロセッサにおいて、定
数レジスタの値は実行状態を形成する要素の一つである
ためコンテキストに含まれ、退避・復帰の対象となる。
退避・復帰は一般的にメモリを退避領域として行われる
ためメモリアクセスが生じる。メモリアクセスは一般に
遅延が大きく退避・復帰の量と回数が増えることでコン
テキストスイッチの処理時間の増大する。従来のプロセ
ッサのように定数レジスタを用いず定数レジスタの退避
・復帰の生じない場合と比較すると定数レジスタの分だ
け退避・復帰の回数が多くなるためコンテキストスイッ
チの処理時間が多くなり、性能が劣化するという課題を
有している。

【０００７】そこで、本発明はかかる問題点に鑑みてな
されたものであり、定数レジスタを有する場合のコンテ
キストスイッチの処理時間を可能な限り短縮することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のプロセッサは、複数の命令を格納する記憶装
置から命令を読出す命令読出し手段と、定数を格納する
ための定数レジスタと、前記命令読出し手段により読出
された命令を解読する解読手段と、前記定数レジスタに
定数が格納されていないか既に格納されているかを判断
する判断手段と、前記解読手段により解読された命令が
命令中に前記定数が置かれている命令である場合に、前
記判断手段により前記定数レジスタに定数が格納されて
いないことが判断されると前記定数を所定位置に格納
し、前記判断手段により前記定数レジスタに定数が既に
格納されていることが判断されると前記定数レジスタに
既に格納されている定数を残したまま新たな定数を前記
定数レジスタに格納する格納手段と、前記定数レジスタ
に格納されている全ての定数を読み出し、その定数をオ
ペランドとするオペレーションを実行する実行手段と、
前記解読手段により解読された命令が前記定数レジスタ
の内容を所定の記憶領域に転送する転送命令である場合
に、前記判断手段により前記定数レジスタに定数が格納
されていないことが判断されると前記転送命令に係る前
記転送を無効化する転送無効化手段とを備えることを特
徴とする。

【０００９】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていないときは定数レジスタの所定の記憶領域への
転送は行われない。また本発明のプロセッサは、複数の
命令を格納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手
段と、定数を格納するための定数レジスタと、前記命令
読出し手段により読出された命令を解読する解読手段
と、前記定数レジスタに定数が格納されていないか既に
格納されているかを判断する判断手段と、前記解読手段
により解読された命令が命令中に前記定数が置かれてい
る命令である場合に、前記判断手段により前記定数レジ
スタに定数が格納されていないことが判断されると前記
定数を所定位置に格納し、前記判断手段により前記定数
レジスタに定数が既に格納されていることが判断される
と前記定数レジスタに既に格納されている定数を残した
まま新たな定数を前記定数レジスタに格納する格納手段
と、前記定数レジスタに格納されている全ての定数を読
み出し、その定数をオペランドとするオペレーションを
実行する実行手段と、前記解読手段により解読された命
令が所定の記憶領域の内容を前記定数レジスタに転送す
る転送命令である場合に、予め前記所定の記憶領域に転
送された情報に基づいて前記定数レジスタに定数が格納
されていなかったことが判断されると前記転送命令に係
る前記転送を無効化する転送無効化手段とを備えること
を特徴とする。

【００１０】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていなかったときは定数レジスタの所定の記憶領域
からの転送は行われない。ここで前記情報は、前記転送
命令の解読より前に解読された、前記定数レジスタの内
容を前記所定の記憶領域に転送する第２の転送命令によ
って、前記第２の転送命令の解読時の前記判断手段にお
ける前記判断の結果を前記所定の記憶領域に転送した情
報であるとしてもよい。

【００１１】また本発明のプロセッサは、複数の命令を
格納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手段と、
データを格納するためのレジスタと、前記命令読出し手
段により読出された命令を解読する解読手段と、前記レ
ジスタに有効なデータが格納されているか否かを判断す
る判断手段と、前記解読手段により解読された命令が前
記レジスタの内容を所定の記憶領域に転送する第１の転
送命令である場合に、前記判断手段により前記レジスタ
に有効なデータが格納されていないことが判断されると
前記第１の転送命令に係る前記転送を無効化し、前記解
読手段により解読された命令が前記所定の記憶領域の内
容を前記レジスタに転送する第２の転送命令である場合
に、予め前記所定の記憶領域に転送された情報に基づい
て前記レジスタに有効なデータが格納されていなかった
ことが判断されると前記第２の転送命令に係る前記転送
を無効化する転送無効化手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１２】これによって、レジスタに有効なデータが
格納されていないときはレジスタの所定の記憶領域への
転送は行われないし、レジスタに有効なデータが格納さ
れていなかったときはレジスタの所定の記憶領域からの
転送も行われない。また本発明のプロセッサは、複数の
命令を格納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手
段と、データを格納するための第１と第２のレジスタ
と、前記命令読出し手段により読出された命令を解読す
る解読手段と、前記解読手段により解読された命令が前
記第１のレジスタの内容を所定の記憶領域に転送する第
１の転送命令である場合に、前記第１のレジスタの内容
と前記第２のレジスタの内容との両方を前記所定の記憶
領域に転送し、前記解読手段により解読された命令が前
記所定の記憶領域の内容を前記第１のレジスタに転送す
る第２の転送命令である場合に、前記第１のレジスタと
前記第２のレジスタとの両方に対して前記所定の記憶領
域の内容を転送する転送手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１３】これによって、第１のレジスタを扱う第１
の転送命令で第２のレジスタの転送も行われる。また本
発明のプロセッサは、複数の命令を格納する記憶装置か
ら命令を読出す命令読出し手段と、データを格納するた
めの第１と第２のレジスタと、前記命令読出し手段によ
り読出された命令を解読する解読手段と、前記第２のレ
ジスタに有効なデータが格納されているか否かを判断す
る判断手段と、前記解読手段により解読された命令が前
記第１のレジスタの内容を所定の記憶領域に転送する第
１の転送命令である場合に、前記判断手段により前記第
２のレジスタに有効なデータが格納されていないことが
判断されると、前記第１のレジスタの内容のみを前記所
定の記憶領域に転送し、前記判断手段により前記第２の
レジスタに有効なデータが格納されていることが判断さ
れると、前記第１のレジスタの内容と前記第２のレジス
タの内容との両方を前記所定の記憶領域に転送し、前記
解読手段により解読された命令が前記所定の記憶領域の
内容を前記第１のレジスタに転送する第２の転送命令で
ある場合に、予め前記所定の記憶領域に転送された情報
に基づいて前記第２のレジスタに有効なデータが格納さ
れていなかったことが判断されると、前記第１のレジス
タのみに対して前記所定の記憶領域の内容を転送し、前
記情報に基づいて前記第２のレジスタに有効なデータが
格納されていたことが判断されると、前記第１のレジス
タと前記第２のレジスタとの両方に対して前記所定の記
憶領域の内容を転送する転送手段とを備えることを特徴
とする。

【００１４】これによって、第１のレジスタを扱う第１
の転送命令で第２のレジスタの転送も扱われるが、第２
のレジスタに有効なデータが格納されていないときまた
はいなかったときは第２のレジスタの転送は行われな
い。ここで、前記第２のレジスタは、定数を格納するた
めの定数レジスタであり、前記判断手段は、前記定数レ
ジスタに定数が格納されていないか既に格納されている
かを判断し、前記プロセッサはさらに、前記解読手段に
より解読された命令が命令中に前記定数が置かれている
命令である場合に、前記判断手段により前記定数レジス
タに定数が格納されていないことが判断されると前記定
数を所定位置に格納し、前記判断手段により前記定数レ
ジスタに定数が既に格納されていることが判断されると
前記定数レジスタに既に格納されている定数を残したま
ま新たな定数を前記定数レジスタに格納する格納手段
と、前記定数レジスタに格納されている全ての定数を読
み出し、その定数をオペランドとするオペレーションを
実行する実行手段とを備えるとしてもよい。

【００１５】またここで前記情報は、前記第１の転送命
令によって、前記第１の転送命令の解読時の前記判断手
段における前記判断の結果を前記所定の記憶領域に転送
した情報であるとしてもよい。また上記の各プロセッサ
は、命令のフォーマットを指定するフォーマットコード
が置かれるフォーマットフィールドと、並列実行させる
オペレーションを指定する複数のオペレーションフィー
ルドとを含む命令を解読し実行するＶＬＩＷ方式のプロ
セッサであって、前記解読手段は、前記フォーマットコ
ードを参照することにより、少なくとも１つの前記オペ
レーションフィールドに定数が置かれていることを解読
するとしてもよい。

【００１６】さらに本発明のコンテキストの退避の方法
は、複数の命令を格納する記憶装置から命令を読出す命
令読出し手段と、定数を格納するための定数レジスタ
と、前記命令中に前記定数レジスタへ格納すべき定数が
置かれていることを解読する解読手段と、前記解読手段
により前記定数が置かれていると解読された場合には、
前記定数レジスタに定数が格納されていないと判断する
と前記定数を所定位置に格納し、前記定数レジスタに定
数が既に格納されていると判断すると前記定数レジスタ
に既に格納されている定数を残したまま新たな定数を前
記定数レジスタに格納する格納手段と、前記定数レジス
タに格納されている全ての定数を読み出し、その定数を
オペランドとするオペレーションを実行する実行手段と
を備えたプロセッサにおける、前記定数レジスタを含む
実行資源の退避を行うコンテキストの退避の方法であっ
て、前記定数レジスタを除く実行資源の退避を行うステ
ップと、前記判断手段により前記定数レジスタに定数が
格納されていることが判断されるときのみ、前記定数レ
ジスタの退避を行うステップとを有することを特徴とす
る。

【００１７】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていないときは定数レジスタの退避は行われない。
また本発明のコンテキストの復帰の方法は、複数の命令
を格納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手段
と、定数を格納するための定数レジスタと、前記命令中
に前記定数レジスタへ格納すべき定数が置かれているこ
とを解読する解読手段と、前記解読手段により前記定数
が置かれていると解読された場合には、前記定数レジス
タに定数が格納されていないと判断すると前記定数を所
定位置に格納し、前記定数レジスタに定数が既に格納さ
れていると判断すると前記定数レジスタに既に格納され
ている定数を残したまま新たな定数を前記定数レジスタ
に格納する格納手段と、前記定数レジスタに格納されて
いる全ての定数を読み出し、その定数をオペランドとす
るオペレーションを実行する実行手段とを備えたプロセ
ッサにおける、前記定数レジスタを含む退避された実行
資源の復帰を行うコンテキストの復帰の方法であって、
前記定数レジスタを除く実行資源の退避を行うステップ
と、予め所定の記憶領域に転送された情報に基づいて前
記定数レジスタに定数が格納されていたことが判断され
るときのみ、前記定数レジスタの復帰を行うステップと
を有することを特徴とする。

【００１８】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていなかったときは定数レジスタの復帰は行われな
い。ここで前記情報は、退避時の前記判断手段における
前記判断の結果を前記所定の記憶領域に転送した情報で
あるとしてもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプロセッサの
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ま
ず、数値の表し方を定義しておく。先頭に０ｂの付く数
値は２進数を表し、０ｘのつく数値は１６進数を表すも
のとする。

【００２０】次に本プロセッサの構成について説明す
る。図１は同実施形態におけるプロセッサのハードウェ
ア構成を示すブロック図である。本プロセッサは大き
く、命令レジスタ１０、命令解読回路２０、実行部３
０、命令フェッチ部４０に分かれる。命令フェッチ部４
０は、複数の命令を格納しておく命令記憶装置と、実行
すべき命令を命令記憶装置から読み出し、命令レジスタ
１０に転送する命令フェッチ回路からなる。

【００２１】命令レジスタ１０は、命令フェッチ部４０
から送られて来た命令を保持しておく１６ビットのレジ
スタである。命令解読回路２０は、命令レジスタ１０に
保持された命令を解読し、その解読結果に応じた制御信
号を実行部３０に出力するものである。なお、上記命令
解読回路２０は、基本的には１サイクルに１つの命令を
解読し、実行部３０に制御信号を与える。実行部３０
は、命令解読回路２０での解読結果に基づいて、命令を
実行する回路ユニットであり、実行制御回路３００、退
避復帰無効化回路３０１、汎用レジスタ３１０、演算器
３１１、オペランドアクセス回路３１２、定数レジスタ
３２０、有効ビット数レジスタ３２１、定数復元回路３
２２、マルチプレクサ３３０、３３１、３３２からな
る。なお、この実行部３０のうち退避復帰無効化回路３
０１、定数復元回路３２２については、別の図面におい
てさらに詳細な構成を示している。

【００２２】汎用レジスタ３１０は、１６個の３２ビッ
トレジスタＲ０〜Ｒ１５であり、これら１６個のレジス
タに格納された値は、命令解読回路２０での解読結果お
よび実行制御回路３００の生成した制御信号に基づい
て、演算器３１１やオペランドアクセス回路３１２に転
送され、ここで演算が施され、又は、外部メモリとの転
送が行われ、又は、ここを単に通過した後に、汎用レジ
スタ３１０に送られる。

【００２３】定数レジスタ３２０は、３２ビットレジス
タであり、このレジスタに格納された値は、命令解読回
路２０での解読結果および実行制御回路３００の生成し
た制御信号に基づいて、定数復元回路３２２またはオペ
ランドアクセス回路３１２に転送される。定数復元回路
３２２は、命令解読回路２０での解読結果および実行制
御回路３００の生成した制御信号および有効ビット数レ
ジスタ３２１の値に基づいて、命令レジスタ１０に格納
された命令に含まれた定数と定数レジスタ３２０の格納
値とを用いて新たな値を生成し、演算器３１１やオペラ
ンドアクセス回路３１２に転送され、ここで演算が施さ
れ、又は、外部メモリとの転送が行われ、又は、ここを
単に通過した後に、汎用レジスタ３１０に送られる。た
だし、後述のｓｆｓｔ命令のように、単に値を蓄積する
場合は、新たな値を生成し、演算器３１１を単に通過し
た後、定数レジスタ３２０に送られる。新たな値の生成
方法についての詳細な方法は後述する。なお、命令レジ
スタ１０と実行部３０を接続する１３ビットの定数信号
線１１は、命令レジスタ１０に置かれた定数を実行部３
０に転送するためのバスである。

【００２４】有効ビット数レジスタ３２１は、分割され
た定数がどのビットまで定数レジスタ３２０に格納され
ているかを示しており、定数レジスタ３２０が新たな値
に更新されると同時に有効ビット数レジスタ３２１も更
新される。また、命令レジスタ１０に格納された命令が
定数を使用する命令（例えば、後述するａｄｄｉ命令）
が保持された場合は、実行制御回路３００によって有効
ビット数レジスタ３２１に０ｂ００（全ビット無効）が
格納される。有効ビット数レジスタ３２１の格納値と定
数レジスタ３２０の有効ビット数の具体的な対応を図２
に示している。

【００２５】図１に戻って、実行制御部３００は、命令
解読回路２０での実行結果に基づいて実行部３０の各構
成要素３１０〜３３２を制御する制御回路や配線の総称
であり、通常のプロセッサが備える構成要素（タイミン
グ制御、動作許可禁止制御、ステータス管理、割り込み
制御等の回路）に加え、定数レジスタ３２０の制御回路
を有する。

【００２６】退避復帰無効化回路３０１は本プロセッサ
に特有の回路であり、命令解読回路２０、実行制御回路
３００からの指示に基づいて、命令レジスタ１０に格納
された命令が定数レジスタ３２０の退避または復帰の命
令であり、定数レジスタ３２０の値が無効であること
（値が０ｂ００）が有効ビット数レジスタ３２１に示さ
れている場合、オペランドアクセス回路３１２の制御信
号３０３を後で述べる「無動作」に変化させる。

【００２７】演算回路３１１は、２個の３２ビットデー
タに対して算術論理演算を行なうＡＬＵであり、実行制
御回路３００の制御化で動作する。オペランドアクセス
回路３１２は、演算器３１１の出力をオペランドアドレ
スとし、マルチプレクサ３３２の出力をオペランドとし
て、図示されていない外部メモリとの間でオペランドの
転送を行なう回路であり、そのオペランドやオペランド
アドレスを保持するバッファを内部に有する。

【００２８】退避復帰無効化回路３０１が出力する制御
信号３０３が「ロード」を示す場合、外部メモリに置か
れた１ワードがオペランドアクセス部３１２とマルチプ
レクサ３３１を経てバス３３３に読み出され、汎用レジ
スタ３１０のＲ０〜Ｒ１５のいずれか、または、後述す
る定数レジスタ３２０の復帰の場合、定数レジスタ３２
０に格納される。

【００２９】また、制御信号３０３が「ストア」を示す
場合、汎用レジスタ３１０のＲ０〜Ｒ１５のいずれか、
または、後述する定数レジスタ３２０の退避の場合、定
数レジスタ３２０に格納された値が、マルチプレクサ３
３２で選択されオペランドアクセス部３１２を経て外部
メモリに書き込まれる。また、制御信号３０３が「無動
作」を示す場合、オペランドアクセス回路３１２はオペ
ランドアドレスやオペランドを無視し、外部メモリとの
転送は行われない。

【００３０】次に、本プロセッサの命令について説明す
る。図３に本実施の形態で説明に使用する命令とそのフ
ォーマットを示す。図３に示すように各命令は１６ビッ
トの固定長命令であり、上位３ビットがオペレーション
１（ｏｐ１）のフィールドであり、ｓｆｓｔ命令である
ことはこのフィールドを解読することで命令の種類を判
断できる。ｓｆｓｔ命令以外の命令には、次の３ビット
にオペレーション２（ｏｐ２）のフィールドがあり、こ
れらの命令はｏｐ１とｏｐ２を解読することで命令の種
類を判断できる。ａｄｄｉ命令には、次の４ビットにレ
ジスタフィールド（Ｒｎ）があり、ディスティネーショ
ンレジスタの番号が置かれる。次のフィールドには定数
（ｉｍｍ６）があり、Ｒｎに加算される６ビットの定数
が置かれる。

【００３１】次に各命令の機能を説明する。 （１）ｓｆｓｔ ｉｍｍ１３ 上記命令は定数レジスタ３２０の値を１３ビットだけ左
シフトし、１３ビット即値（ｉｍｍ１３）を下位側に挿
入して定数レジスタ３２０に格納する命令である。定数
レジスタ３２０が無効だった場合は１３ビット即値を単
に符号拡張して定数レジスタ３２０に格納する。（ｓｆ
ｓｔはｓｈｉｆｔ−ｓｅｔの略） （２）ａｄｄｉ ｉｍｍ６，Ｒｎ 上記命令は、定数レジスタ３２０の値を６ビットだけ左
シフトし、６ビット即値（ｉｍｍ６）を下位側に挿入し
た値と、汎用レジスタ３１０のＲｎ（ｎは０〜１５）の
値とを加算してＲｎに格納する命令である。定数レジス
タ３２０が無効だった場合は６ビット即値を単に符号拡
張して加算に用いる。また、本命令が実行されると、定
数レジスタ３２０は無効化される。 （３）ｓａｖｅ ＩＭＲ，（Ｒｎ） 上記命令は、定数レジスタ３２０を外部メモリに退避す
る命令であり、アドレスは汎用レジスタ３１０のＲｎの
値を用いる。 （４）ｒｅｓｔｏｒｅ （Ｒｎ），ＩＭＲ 上記命令は、定数レジスタ３２０を外部メモリから復帰
する命令であり、アドレスは汎用レジスタ３１０のＲｎ
の値を用いる。

【００３２】次に、定数復元回路３２２について説明す
る。図４は、定数復元回路３２２の構成を示すブロック
図である。３２２０は命令レジスタ１０からバス１１を
経て転送される１３ビットの定数と定数レジスタ３２０
の格納値の下位１９ビットとを連結する回路であり、定
数レジスタ３２０の方が上位側になり、全体で３２ビッ
トの値になる。

【００３３】同様に、３２２１は命令レジスタ１０から
バス１１を経て転送される６ビット（１３ビットの下位
６ビット）の定数と定数レジスタ３２０の格納値の下位
２６ビットとを連結する回路であり、定数レジスタ３２
０の方が上位側になり、全体で３２ビットの値になる。
３２２２は命令レジスタ１０からバス１１を経て転送さ
れる１３ビットの定数を３２ビットに符号拡張する回路
であり、３２２３は命令レジスタ１０からバス１１を経
て転送される６ビット(１３ビットの下位６ビット）の
定数を３２ビットに符号拡張する回路である。

【００３４】３２２４〜３２２６はマルチプレクサ、３
２２７は次有効ビット生成回路である。図５はマルチプ
レクサ３２２４、３２２５、３２２６と次有効ビット数
生成回路３２２７の動作を定義する図であり、実行制御
回路３００の制御信号３０５と有効ビット数レジスタ３
２１の値により動作が決定される。図５中のｓｆｓｔお
よびｕｓｅは命令レジスタ１０に保持された命令の種類
を示しており、実行制御回路３００の制御信号３０５に
よって示される。ｓｆｓｔは命令レジスタ１０にｓｆｓ
ｔ命令が保持された場合の動作であり、ｕｓｅはａｄｄ
ｉ命令などの定数を使う命令が保持された場合の動作で
ある。次有効ビット数は次有効ビット数生成回路３２２
７の出力する値であり、次のサイクルに有効ビット数レ
ジスタ３２１に格納される。

【００３５】次に、退避復帰無効化回路３０１について
説明する。図６に退避復帰無効化回路３０１の構成を示
す。３０１０は有効ビット数レジスタ３２１の格納値が
０ｘ００であるれば１を出力し、それ以外であれば０を
出力する回路である。３０１１はＡＮＤ回路、３０１２
はＯＲ回路、３０１３、３０１４はＡＮＤ回路３０１１
の出力側が論理反転入力のＡＮＤ回路である。

【００３６】３０２（ａ）、３０２（ｂ）、３０２
（ｃ）は図１の３ビット幅の制御信号３０２を１ビット
ずつ示したものであり、３０３（ａ）、３０３（ｂ）、
３０３（ｃ）は図１の３ビット幅の制御信号３０３を１
ビットずつ示しており、図１のオペランドアクセス回路
３１２に対し、それぞれ無動作、ロード、ストアを行う
よう制御する。

【００３７】制御信号３０４は図１に示したように実行
制御回路３００の出力した制御信号であり、命令レジス
タ１０に保持されている命令が、ｓａｖｅ命令またはｒ
ｅｓｔｏｒｅ命令の場合１が出力され、それ以外の場合
０が出力される。この構成により、有効ビット数レジス
タ３２１の格納値が０ｂ００で、制御信号３０４が１、
つまり命令レジスタ１０に保持されている命令がｓａｖ
ｅ命令かｒｅｓｔｏｒｅ命令の場合、制御信号３０２に
無関係に制御信号３０３（ａ）が１となり、３０３
（ｂ）、３０３（ｃ）が０になり、オペランドアクセス
回路３１２の動作が「無動作」になる。

【００３８】一方、有効ビット数レジスタ３２１の格納
値が０ｂ００でないか、制御信号３０４が０の場合は、
制御信号３０２がそのまま制御信号３０３に出力され
る。次に具体的な命令を実行した場合の本プロセッサの
動作について説明する。なお、本実施の形態ではコンテ
キストスイッチの起動は非同期の割り込みで行われると
仮定している。また、割り込みのハンドラの具体的処理
については省略し、定数レジスタの退避と復帰の動作の
み説明する。

【００３９】図７に本プロセッサの動作を説明するため
のプログラムを示す。図７は３２ビットの定数０ｘ１２
３４５６７８を汎用レジスタＲ０に加算するプログラム
を示している。以下、各命令毎に動作を説明する。な
お、本プログラム実行前は有効ビット数レジスタ３２１
には定数レジスタ３２０の無効を示す値０ｂ００が格納
されているとする。 （１）ｓｆｓｔ ０ｘ０２４６ 命令レジスタ１０に上記命令が保持されると、実行制御
回路３００は以下の制御を行い命令を実行する。

【００４０】まず、定数復元回路３２２では、図５にし
たがって、命令レジスタ１０に保持された命令がｓｆｓ
ｔ命令であり、有効ビット数レジスタ３２１が０ｂ００
なので、マルチプレクサ３２２５がＡを選択し、マルチ
プレクサ３２２６がＢを選択するので、マルチプレクサ
３３０へは命令レジスタ１０に保持された命令の１３ビ
ットの即値である０ｘ０２４６を１３ビットで符号拡張
した値０ｘ０００００２４６が出力され、有効ビット数
レジスタ３２１へは０ｂ０１が出力される。

【００４１】マルチプレクサ３３０へ出力された値０ｘ
０００００２４６は演算器３１１を単に通過後、マルチ
プレクサ３３１を経て定数レジスタ３２０に送られる。
また、有効ビット数レジスタ３２１は０ｂ０１に更新さ
れる。なお、オペランドアクセス部３１２は制御信号３
０２、３０３が「無動作」を示しているので動作しな
い。また、汎用レジスタ３１０も変化しない。 （２）ｓｆｓｔ ０ｘ１１５９ 命令レジスタ１０に上記命令が保持されると、実行回路
３００は以下の制御を行い命令を実行する。まず、定数
復元回路３２２では、図５にしたがって、命令レジスタ
１０に保持された命令がｓｆｓｔ命令であり、有効ビッ
ト数レジスタ３２１が０ｂ０１なので、マルチプレクサ
３２２４がＡを選択し、マルチプレクサ３２２６がＡを
選択するので、定数レジスタ３２０の格納値０ｘ０００
００２４６を１３ビット左シフトし、命令レジスタ１０
に保持された命令の１３ビット即値０ｘ１１５９を下位
１３ビットに挿入した値０ｘ００４８ｄ１５９をマルチ
プレクサ３３０に出力する。有効ビット数レジスタ３２
１へは０ｂ１０が出力される。

【００４２】マルチプレクサ３３０へ出力された値０ｘ
００４８ｄ１５９は演算器３１１を単に通過後、マルチ
プレクサ３３１を経て定数レジスタ３２０に送られる。
また、有効ビット数レジスタ３２１は０ｂ１０に更新さ
れる。なお、オペランドアクセス部３１２は制御信号３
０２、３０３が「無動作」を示しているので動作しな
い。また、汎用レジスタ３１０も変化しない。 （３）ａｄｄｉ ０x３８，Ｒ０ 命令レジスタ１０に上記命令が保持されると、実行回路
３００は以下の制御を行い命令を実行する。

【００４３】まず、定数復元回路３２２では、図５にし
たがって、命令レジスタ１０に保持された命令がａｄｄ
ｉ命令（ｕｓｅの欄が適用される）であり、有効ビット
数レジスタ３２１が０ｂ１０なので、マルチプレクサ３
２２４がＢを選択し、マルチプレクサ３２２６がＡを選
択するので、定数レジスタ３２０の格納値０ｘ００４８
ｄ１５９を６ビット左シフトし、命令レジスタ１０に保
持された命令の６ビット即値０ｘ３８を下位６ビットに
挿入した値０ｘ１２３４５６７８をマルチプレクサ３３
０に出力する。有効ビット数レジスタ３２１へは０ｂ０
０が出力される。

【００４４】マルチプレクサ３３０へ出力された値０ｘ
１２３４５６７８は演算器３１１のＡポートに入力され
る。一方、汎用レジスタ３１０からＲ０の値が読み出さ
れ、演算器３１１のもう一方のＢポートに入力される。
演算器３１１は実行制御回路３００の制御により、それ
ぞれの入力値を加算し、マルチプレクサ３３１を経て、
汎用レジスタ３１０のＲ０に送られる。また、有効ビッ
ト数レジスタ３２１は０ｂ００に更新される。

【００４５】なお、オペランドアクセス部３１２は制御
信号３０２、３０３が「無動作」を示しているので動作
しない。ここで、上記のプログラム例の途中で割り込み
が発生し、コンテキストスイッチが行われる場合の動作
について、それぞれ割り込み位置の異なる二つケースに
ついて説明する。 （ケース１）ここでは上記のプログラム例の途中のａｄ
ｄｉ命令の直前で割り込みが発生し、コンテキストスイ
ッチが行われる場合の動作を説明する。その場合、定数
レジスタ３２０に０ｘ００４８ｄ１５９が、有効ビット
数レジスタ３２１に０ｂ１０（下位２６ビットが有効）
が格納されている時点で割り込み処理に入ったことにな
る。

【００４６】割り込み処理の中で定数レジスタ３２０の
退避を行う場合、ｓａｖｅ ＩＭＲ，（Ｒ１５）命令が
命令レジスタ１０に保持され、実行される。実行回路３
００は以下の制御を行い命令を実行する。定数レジスタ
３２０の格納値はマルチプレクサ３３２を経てオペラン
ドとしてオペランドアクセス回路３１２に入力される。
一方、汎用レジスタ３１０のＲ１５の値が演算器３１１
のＢポートに入力され、単に通過し、オペランドアドレ
スとしてオペランドアクセス回路３１２に入力される。

【００４７】実行制御回路３００は制御信号３０４に退
避または復帰命令であること示す１を出力し、制御信号
３０２に「ストア」を出力することで退避を行おうとす
る。退避復帰無効化回路３０１では、有効ビット数レジ
スタ３２１の格納値が０ｂ１０であるので、制御信号３
０２はそのまま制御信号３０３に出力され、オペランド
アクセス回路３１２は「ストア」動作、すなわち定数レ
ジスタ３２０の退避を行う。なお、有効ビット数レジス
タ３２１の内容は本プロセッサのステータスレジスタの
一部として、ステータスレジスタの退避と同時に、退避
が行われる。

【００４８】また、定数レジスタ３２０の復帰を行う場
合、まずステータスレジスタにある有効ビット数レジス
タ３２１の内容０ｂ１０が復帰され、その後、ｒｅｓｔ
ｏｒｅ （Ｒ１５），ＩＭＲ命令が命令レジスタ１０に
保持され、実行される。実行回路３００は以下の制御を
行い命令を実行する。汎用レジスタ３１０のＲ１５は演
算器３１１のＢポートに入力され、単に通過し、オペラ
ンドアドレスとしてオペランドアクセス回路３１２に入
力される。

【００４９】実行制御回路３００は制御信号３０４に退
避または復帰命令であること示す１を出力し、制御信号
３０２に「ロード」を出力することで復帰を行おうとす
る。退避復帰無効化回路３０１では、有効ビット数レジ
スタ３２１の格納値が０ｂ１０であるので、制御信号３
０２はそのまま制御信号３０３に出力され、オペランド
アクセス回路３１２は「ロード」動作が行われ、読み出
された値０ｘ００４８ｄ１５９はマルチプレクサ３３１
を経て定数レジスタ３２０に送られる。すなわち定数レ
ジスタ３２０の復帰が行われる。 （ケース２）ここでは上記のプログラム例のａｄｄｉ命
令の直後で割り込みが発生し、コンテキストスイッチが
行われる場合の動作を説明する。その場合、定数レジス
タ３２０に０ｘ００４８ｄ１５９が、有効ビット数レジ
スタ３２１に０ｂ００（全ビット無効）が格納されてい
る時点で割り込み処理に入ったことになる。

【００５０】割り込み処理の中で定数レジスタ３２０の
退避を行う場合、ｓａｖｅ ＩＭＲ，（Ｒ１５）命令が
命令レジスタ１０に保持され、実行される。実行回路３
００は以下の制御を行い命令を実行する。定数レジスタ
３２０の格納値はマルチプレクサ３３２を経てオペラン
ドとしてオペランドアクセス回路３１２に入力される。
一方、汎用レジスタ３１０のＲ１５の値が演算器３１１
のＢポートに入力され、単に通過し、オペランドアドレ
スとしてオペランドアクセス回路３１２に入力される。

【００５１】実行制御回路３００は制御信号３０４に退
避または復帰命令であること示す１を出力し、制御信号
３０２に「ストア」を出力することで退避を行おうとす
る。退避復帰無効化回路３０１では、有効ビット数レジ
スタ３２１の格納値が０ｂ００であり、制御信号３０４
が１であるので、制御信号３０２は退避復帰無効化回路
３０１の中で無効化され制御信号３０３には「無動作」
が出力される。したがって、オペランドアクセス回路３
１２は何も行わない。なお、有効ビット数レジスタ３２
１の内容は本プロセッサのステータスレジスタの一部と
して、ステータスレジスタの退避と同時に、退避が行わ
れる。

【００５２】また、定数レジスタ３２０の復帰を行う場
合、まずステータスレジスタにある有効ビット数レジス
タ３２１の内容０ｂ００が復帰され、その後、ｒｅｓｔ
ｏｒｅ （Ｒ１５），ＩＭＲ命令が命令レジスタ１０に
保持され、実行される。実行回路３００は以下の制御を
行い命令を実行する。汎用レジスタ３１０のＲ１５は演
算器３１１のＢポートに入力され、単に通過し、オペラ
ンドアドレスとしてオペランドアクセス回路３１２に入
力される。

【００５３】実行制御回路３００は制御信号３０４に退
避または復帰命令であること示す１を出力し、制御信号
３０２に「ロード」を出力することで復帰を行おうとす
る。退避復帰無効化回路３０１では、有効ビット数レジ
スタ３２１の格納値が０ｂ００であり、制御信号３０４
が１であるので、制御信号３０２は退避復帰無効化回路
３０１の中で無効化され制御信号３０３には「無動作」
が出力される。したがって、オペランドアクセス回路３
１２は何も行わない。

【００５４】したがって、ケース２の場合はオペランド
アクセスが無効化され、外部メモリとの実際の転送が行
われない。そのため、定数レジスタの分だけ退避／復帰
によるメモリアクセス回数を少なくすることができコン
テキストスイッチの処理時間を短縮できる。本実施の形
態で示したように、即値を分割して配置し、定数レジス
タ３２０に蓄積していく場合、ビット数の大きな定数が
少ないほど、定数レジスタ３２０が有効であることが少
ない。したがって、ビット数の大きな定数が少ないプロ
グラムほど本発明の効果はより大きくなる。

【００５５】以上、本発明に係るプロセッサについて、
実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施
形態に限られないことは勿論である。即ち、 （１）上記実施の形態では、１６ビット固定長の命令フ
ォーマットを用い、即値として１３ビット、６ビットを
用いたが、本発明はこれらのビット数に限定されるもの
ではない。さらに、汎用レジスタ３１０、定数レジスタ
３２０は３２ビットのレジスタとしたが、同様に本発明
はこれらのビット数に限定されるものではない。 （２）また、上記実施の形態のプロセッサの定数レジス
タ３２０を１個の構成で説明したが、本発明は定数レジ
スタ３２０が複数個であってもよい。 （３）また、上記実施の形態のプロセッサではコンテキ
ストスイッチの退避、復帰の例を示しているが、本発明
は、コンテキストスイッチとは無関係の定数レジスタと
記憶装置との間の転送を行う場合にも適用できる。 （４）また、上記実施の形態のプロセッサでは定数レジ
スタ３２０に格納されている定数の有効ビット数を示す
有効ビット数レジスタ３２１を設けているが、有効／無
効状態を保持するレジスタであれば他の形態のレジスタ
でも同様の効果を得ることができる。 （５）また、上記実施の形態のプロセッサでは即値を使
う命令としてａｄｄｉ命令を例にしたが、本発明は他の
同様の即値を使う命令であればどのような命令でもよ
い。 （６）また、上記実施の形態のプロセッサでは、ｓｆｓ
ｔ命令やａｄｄｉ命令のように１つの命令で１つの操作
を定義する命令を実行しているが、１つの命令で複数の
操作を定義するいわゆるＶＬＩＷ形式の命令を実行する
ようにしてもよい。

【００５６】一般にＶＬＩＷ形式の命令では定義される
操作の一部がノーオペレーション（ＮＯＰ）となる場合
が頻出するとされるため、そのような場合を利用して分
割された定数を定数レジスタ３２０に順次蓄積するよう
にすれば効率が著しく向上する。本発明の思想はそのよ
うな形態のＶＬＩＷ形式のプロセッサにおいても適用で
き、同様の効果を発揮するものである。 （７）また、上記実施の形態のプロセッサでは、定数レ
ジスタ３２０の退避・復帰命令としてそれぞれ、ｓａｖ
ｅ ＩＭＲ，（Ｒｎ）命令とｒｅｓｔｏｒｅ （Ｒ
ｎ），ＩＭＲ命令とを定義しているが、他の形態の命令
であってもよい。

【００５７】例えば、レジスタリスト形式のオペランド
の中で定数レジスタ３２０の退避・復帰を定義するもの
や、通常コンテキストに含まれる汎用レジスタ３１０
（Ｒｎ）のいずれかまたはステータスレジスタの退避・
復帰と抱きあわせにして定数レジスタ３２０の退避・復
帰を定義するものでもよい。後者は、例えばＲ１５やス
テータスレジスタを退避・復帰すると暗黙の内に定数レ
ジスタ３２０も退避・復帰の対象になるという命令であ
る。

【００５８】ｓａｖｅ ＩＭＲ，（Ｒｎ）命令やｒｅｓ
ｔｏｒｅ （Ｒｎ），ＩＭＲ命令といった命令では定数
レジスタ３２０の退避・復帰が無効化されてもそれら専
用の命令が存在するためコードサイズが増加するという
問題があったが、上記のようにすることにより、明に定
数レジスタ３２０の退避・復帰だけを指定する命令が不
要になりコードサイズが削減されるという特有の効果を
有する。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のプロセッサは、複数の命令を格納する記憶装置から命
令を読出す命令読出し手段と、定数を格納するための定
数レジスタと、前記命令読出し手段により読出された命
令を解読する解読手段と、前記定数レジスタに定数が格
納されていないか既に格納されているかを判断する判断
手段と、前記解読手段により解読された命令が命令中に
前記定数が置かれている命令である場合に、前記判断手
段により前記定数レジスタに定数が格納されていないこ
とが判断されると前記定数を所定位置に格納し、前記判
断手段により前記定数レジスタに定数が既に格納されて
いることが判断されると前記定数レジスタに既に格納さ
れている定数を残したまま新たな定数を前記定数レジス
タに格納する格納手段と、前記定数レジスタに格納され
ている全ての定数を読み出し、その定数をオペランドと
するオペレーションを実行する実行手段と、前記解読手
段により解読された命令が前記定数レジスタの内容を所
定の記憶領域に転送する転送命令である場合に、前記判
断手段により前記定数レジスタに定数が格納されていな
いことが判断されると前記転送命令に係る前記転送を無
効化する転送無効化手段とを備えることを特徴とする。

【００６０】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていないときは定数レジスタの所定の記憶領域への
転送は行われない。そのため定数レジスタの分だけ転送
によるメモリアクセス回数を少なくすることができ、例
えばコンテキストスイッチの退避処理時間を短縮でき
る。さらに、即値を分割して配置し、定数レジスタに蓄
積していく場合、ビット数の大きな定数が少ないほど、
定数レジスタに定数が格納されていることが少ない。し
たがって、ビット数の大きな定数が少ないプログラムほ
ど本発明の効果はより大きくなる。

【００６１】また本発明のプロセッサは、複数の命令を
格納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手段と、
定数を格納するための定数レジスタと、前記命令読出し
手段により読出された命令を解読する解読手段と、前記
定数レジスタに定数が格納されていないか既に格納され
ているかを判断する判断手段と、前記解読手段により解
読された命令が命令中に前記定数が置かれている命令で
ある場合に、前記判断手段により前記定数レジスタに定
数が格納されていないことが判断されると前記定数を所
定位置に格納し、前記判断手段により前記定数レジスタ
に定数が既に格納されていることが判断されると前記定
数レジスタに既に格納されている定数を残したまま新た
な定数を前記定数レジスタに格納する格納手段と、前記
定数レジスタに格納されている全ての定数を読み出し、
その定数をオペランドとするオペレーションを実行する
実行手段と、前記解読手段により解読された命令が所定
の記憶領域の内容を前記定数レジスタに転送する転送命
令である場合に、予め前記所定の記憶領域に転送された
情報に基づいて前記定数レジスタに定数が格納されてい
なかったことが判断されると前記転送命令に係る前記転
送を無効化する転送無効化手段とを備えることを特徴と
する。

【００６２】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていなかったときは定数レジスタの所定の記憶領域
からの転送は行われない。そのため定数レジスタの分だ
け転送によるメモリアクセス回数を少なくすることがで
き、例えばコンテキストスイッチの復帰処理時間を短縮
できる。さらに、即値を分割して配置し、定数レジスタ
に蓄積していく場合、ビット数の大きな定数が少ないほ
ど、定数レジスタに定数が格納されていることが少な
い。したがって、ビット数の大きな定数が少ないプログ
ラムほど本発明の効果はより大きくなる。

【００６３】また本発明のプロセッサは、複数の命令を
格納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手段と、
データを格納するためのレジスタと、前記命令読出し手
段により読出された命令を解読する解読手段と、前記レ
ジスタに有効なデータが格納されているか否かを判断す
る判断手段と、前記解読手段により解読された命令が前
記レジスタの内容を所定の記憶領域に転送する第１の転
送命令である場合に、前記判断手段により前記レジスタ
に有効なデータが格納されていないことが判断されると
前記第１の転送命令に係る前記転送を無効化し、前記解
読手段により解読された命令が前記所定の記憶領域の内
容を前記レジスタに転送する第２の転送命令である場合
に、予め前記所定の記憶領域に転送された情報に基づい
て前記レジスタに有効なデータが格納されていなかった
ことが判断されると前記第２の転送命令に係る前記転送
を無効化する転送無効化手段とを備えることを特徴とす
る。

【００６４】これによって、レジスタに有効なデータが
格納されていないときはレジスタの所定の記憶領域への
転送は行われないし、レジスタに有効なデータが格納さ
れていなかったときはレジスタの所定の記憶領域からの
転送も行われない。そのため該レジスタの分だけ転送に
よるメモリアクセス回数を少なくすることができ、例え
ばコンテキストスイッチの退避復帰処理時間を短縮でき
る。

【００６５】また本発明のプロセッサは、複数の命令を
格納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手段と、
データを格納するための第１と第２のレジスタと、前記
命令読出し手段により読出された命令を解読する解読手
段と、前記解読手段により解読された命令が前記第１の
レジスタの内容を所定の記憶領域に転送する第１の転送
命令である場合に、前記第１のレジスタの内容と前記第
２のレジスタの内容との両方を前記所定の記憶領域に転
送し、前記解読手段により解読された命令が前記所定の
記憶領域の内容を前記第１のレジスタに転送する第２の
転送命令である場合に、前記第１のレジスタと前記第２
のレジスタとの両方に対して前記所定の記憶領域の内容
を転送する転送手段とを備えることを特徴とする。

【００６６】これによって、第１のレジスタを扱う第１
の転送命令で第２のレジスタの転送も行われる。従っ
て、第２のレジスタを扱う命令を定義する必要がなくプ
ロセッサが簡単化され、同時にプログラムにおいても第
２のレジスタを扱う命令が不要になる分だけサイズが小
さくなる。また本発明のプロセッサは、複数の命令を格
納する記憶装置から命令を読出す命令読出し手段と、デ
ータを格納するための第１と第２のレジスタと、前記命
令読出し手段により読出された命令を解読する解読手段
と、前記第２のレジスタに有効なデータが格納されてい
るか否かを判断する判断手段と、前記解読手段により解
読された命令が前記第１のレジスタの内容を所定の記憶
領域に転送する第１の転送命令である場合に、前記判断
手段により前記第２のレジスタに有効なデータが格納さ
れていないことが判断されると、前記第１のレジスタの
内容のみを前記所定の記憶領域に転送し、前記判断手段
により前記第２のレジスタに有効なデータが格納されて
いることが判断されると、前記第１のレジスタの内容と
前記第２のレジスタの内容との両方を前記所定の記憶領
域に転送し、前記解読手段により解読された命令が前記
所定の記憶領域の内容を前記第１のレジスタに転送する
第２の転送命令である場合に、予め前記所定の記憶領域
に転送された情報に基づいて前記第２のレジスタに有効
なデータが格納されていなかったことが判断されると、
前記第１のレジスタのみに対して前記所定の記憶領域の
内容を転送し、前記情報に基づいて前記第２のレジスタ
に有効なデータが格納されていたことが判断されると、
前記第１のレジスタと前記第２のレジスタとの両方に対
して前記所定の記憶領域の内容を転送する転送手段とを
備えることを特徴とする。

【００６７】これによって、第１のレジスタを扱う第１
の転送命令で第２のレジスタの転送も扱われるが、第２
のレジスタに有効なデータが格納されていないときまた
はいなかったときは第２のレジスタの転送は行われな
い。従って、第２のレジスタを扱う命令を定義する必要
がなくプロセッサが簡単化され、同時にプログラムにお
いても第２のレジスタを扱う命令が不要になる分だけサ
イズが小さくなる。また第２のレジスタの分だけ転送に
よるメモリアクセス回数を少なくすることができ、例え
ばコンテキストスイッチの退避復帰処理時間を短縮でき
る。

【００６８】さらに本発明のコンテキストの退避の方法
は、複数の命令を格納する記憶装置から命令を読出す命
令読出し手段と、定数を格納するための定数レジスタ
と、前記命令中に前記定数レジスタへ格納すべき定数が
置かれていることを解読する解読手段と、前記解読手段
により前記定数が置かれていると解読された場合には、
前記定数レジスタに定数が格納されていないと判断する
と前記定数を所定位置に格納し、前記定数レジスタに定
数が既に格納されていると判断すると前記定数レジスタ
に既に格納されている定数を残したまま新たな定数を前
記定数レジスタに格納する格納手段と、前記定数レジス
タに格納されている全ての定数を読み出し、その定数を
オペランドとするオペレーションを実行する実行手段と
を備えたプロセッサにおける、前記定数レジスタを含む
実行資源の退避を行うコンテキストの退避の方法であっ
て、前記定数レジスタを除く実行資源の退避を行うステ
ップと、前記判断手段により前記定数レジスタに定数が
格納されていることが判断されるときのみ、前記定数レ
ジスタの退避を行うステップとを有することを特徴とす
る。

【００６９】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていないときは定数レジスタの退避は行われない。
そのため定数レジスタの分だけ退避によるメモリアクセ
ス回数を少なくすることができ、コンテキストスイッチ
の退避処理時間を短縮できる。さらに、即値を分割して
配置し、定数レジスタに蓄積していく場合、ビット数の
大きな定数が少ないほど、定数レジスタに定数が格納さ
れていることが少ない。したがって、ビット数の大きな
定数が少ないプログラムほど本発明の効果はより大きく
なる。

【００７０】また本発明のコンテキストの復帰の方法
は、複数の命令を格納する記憶装置から命令を読出す命
令読出し手段と、定数を格納するための定数レジスタ
と、前記命令中に前記定数レジスタへ格納すべき定数が
置かれていることを解読する解読手段と、前記解読手段
により前記定数が置かれていると解読された場合には、
前記定数レジスタに定数が格納されていないと判断する
と前記定数を所定位置に格納し、前記定数レジスタに定
数が既に格納されていると判断すると前記定数レジスタ
に既に格納されている定数を残したまま新たな定数を前
記定数レジスタに格納する格納手段と、前記定数レジス
タに格納されている全ての定数を読み出し、その定数を
オペランドとするオペレーションを実行する実行手段と
を備えたプロセッサにおける、前記定数レジスタを含む
退避された実行資源の復帰を行うコンテキストの復帰の
方法であって、前記定数レジスタを除く実行資源の退避
を行うステップと、予め所定の記憶領域に転送された情
報に基づいて前記定数レジスタに定数が格納されていた
ことが判断されるときのみ、前記定数レジスタの復帰を
行うステップとを有することを特徴とする。

【００７１】これによって、定数レジスタに定数が格納
されていなかったときは定数レジスタの復帰は行われな
い。そのため定数レジスタの分だけ復帰によるメモリア
クセス回数を少なくすることができ、コンテキストスイ
ッチの復帰処理時間を短縮できる。さらに、即値を分割
して配置し、定数レジスタに蓄積していく場合、ビット
数の大きな定数が少ないほど、定数レジスタに定数が格
納されていることが少ない。したがって、ビット数の大
きな定数が少ないプログラムほど本発明の効果はより大
きくなる。

【００７２】以上のように本発明の技術の実用的価値は
大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるプロセッサのハ
ードウェア構成を示すブロック図

【図２】同実施の形態におけるプロセッサの有効ビット
数レジスタ３２１に格納された値と、定数レジスタの有
効ビット数との対応を示した図

【図３】同実施の形態におけるプロセッサの動作説明に
用いる命令とそのフォーマットを示した図

【図４】同実施の形態におけるプロセッサの定数復元回
路３２２の詳細なハードウェア構成を示すブロック図

【図５】同実施の形態におけるプロセッサの定数復元回
路３２２の構成要素について、制御信号とその動作を定
義する図

【図６】同実施の形態におけるプロセッサの退避復帰無
効化回路３０１の詳細なハードウェア構成を示すブロッ
ク図

【図７】本発明の実施の形態における説明に用いるプロ
グラムを例示する図

【符号の説明】

１０ 命令レジスタ ２０ 命令解読回路 ３０ 実行部 ４０ 命令フェッチ部 ３００ 実行制御回路 ３０１ 退避復帰無効化回路 ３０２ オペランドアクセス回路の制御信号（無効化処
理前） ３０３ オペランドアクセス回路の制御信号（無効化処
理後） ３０４ 退避復帰を示す制御信号 ３１０ 汎用レジスタ ３１１ 演算器 ３１２ オペランドアクセス回路 ３２０ 定数レジスタ ３２１ 有効ビット数レジスタ ３２２ 定数復元回路 ３３０、３３１、３３２ マルチプレクサ ３３３ データバス ３２２０ 定数レジスタ３２０を１３ビット左シフト
し、命令レジスタ１０に置かれた１３ビット即値を下位
部に挿入する回路 ３２２１ 定数レジスタ３２０を６ビット左シフトし、
命令レジスタ１０に置かれた６ビット即値を下位部に挿
入する回路 ３２２２ １３ビットの符号拡張回路 ３２２３ ６ビットの符号拡張回路 ３２２４、３２２５、３２２６ マルチプレクサ ３２２７ 次有効ビット数生成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瓶子 岳人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の命令を格納する記憶装置から命令
   を読出す命令読出し手段と、 定数を格納するための定数レジスタと、 前記命令読出し手段により読出された命令を解読する解
   読手段と、 前記定数レジスタに定数が格納されていないか既に格納
   されているかを判断する判断手段と、 前記解読手段により解読された命令が命令中に前記定数
   が置かれている命令である場合に、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が格納され
   ていないことが判断されると前記定数を所定位置に格納
   し、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が既に格納
   されていることが判断されると前記定数レジスタに既に
   格納されている定数を残したまま新たな定数を前記定数
   レジスタに格納する格納手段と、 前記定数レジスタに格納されている全ての定数を読み出
   し、その定数をオペランドとするオペレーションを実行
   する実行手段と、 前記解読手段により解読された命令が前記定数レジスタ
   の内容を所定の記憶領域に転送する転送命令である場合
   に、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が格納され
   ていないことが判断されると前記転送命令に係る前記転
   送を無効化する転送無効化手段とを備えることを特徴と
   するプロセッサ。
2. 【請求項２】 複数の命令を格納する記憶装置から命令
   を読出す命令読出し手段と、 定数を格納するための定数レジスタと、 前記命令読出し手段により読出された命令を解読する解
   読手段と、 前記定数レジスタに定数が格納されていないか既に格納
   されているかを判断する判断手段と、 前記解読手段により解読された命令が命令中に前記定数
   が置かれている命令である場合に、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が格納され
   ていないことが判断されると前記定数を所定位置に格納
   し、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が既に格納
   されていることが判断されると前記定数レジスタに既に
   格納されている定数を残したまま新たな定数を前記定数
   レジスタに格納する格納手段と、 前記定数レジスタに格納されている全ての定数を読み出
   し、その定数をオペランドとするオペレーションを実行
   する実行手段と、 前記解読手段により解読された命令が所定の記憶領域の
   内容を前記定数レジスタに転送する転送命令である場合
   に、 予め前記所定の記憶領域に転送された情報に基づいて前
   記定数レジスタに定数が格納されていなかったことが判
   断されると前記転送命令に係る前記転送を無効化する転
   送無効化手段とを備えることを特徴とするプロセッサ。
3. 【請求項３】 前記情報は、前記転送命令の解読より前
   に解読された、前記定数レジスタの内容を前記所定の記
   憶領域に転送する第２の転送命令によって、前記第２の
   転送命令の解読時の前記判断手段における前記判断の結
   果を前記所定の記憶領域に転送した情報であることを特
   徴とする請求項２記載のプロセッサ。
4. 【請求項４】 複数の命令を格納する記憶装置から命令
   を読出す命令読出し手段と、 データを格納するためのレジスタと、 前記命令読出し手段により読出された命令を解読する解
   読手段と、 前記レジスタに有効なデータが格納されているか否かを
   判断する判断手段と、 前記解読手段により解読された命令が前記レジスタの内
   容を所定の記憶領域に転送する第１の転送命令である場
   合に、 前記判断手段により前記レジスタに有効なデータが格納
   されていないことが判断されると前記第１の転送命令に
   係る前記転送を無効化し、 前記解読手段により解読された命令が前記所定の記憶領
   域の内容を前記レジスタに転送する第２の転送命令であ
   る場合に、 予め前記所定の記憶領域に転送された情報に基づいて前
   記レジスタに有効なデータが格納されていなかったこと
   が判断されると前記第２の転送命令に係る前記転送を無
   効化する転送無効化手段とを備えることを特徴とするプ
   ロセッサ。
5. 【請求項５】 複数の命令を格納する記憶装置から命令
   を読出す命令読出し手段と、 データを格納するための第１と第２のレジスタと、 前記命令読出し手段により読出された命令を解読する解
   読手段と、 前記解読手段により解読された命令が前記第１のレジス
   タの内容を所定の記憶領域に転送する第１の転送命令で
   ある場合に、前記第１のレジスタの内容と前記第２のレ
   ジスタの内容との両方を前記所定の記憶領域に転送し、
   前記解読手段により解読された命令が前記所定の記憶領
   域の内容を前記第１のレジスタに転送する第２の転送命
   令である場合に、前記第１のレジスタと前記第２のレジ
   スタとの両方に対して前記所定の記憶領域の内容を転送
   する転送手段とを備えることを特徴とするプロセッサ。
6. 【請求項６】 複数の命令を格納する記憶装置から命令
   を読出す命令読出し手段と、 データを格納するための第１と第２のレジスタと、 前記命令読出し手段により読出された命令を解読する解
   読手段と、 前記第２のレジスタに有効なデータが格納されているか
   否かを判断する判断手段と、 前記解読手段により解読された命令が前記第１のレジス
   タの内容を所定の記憶領域に転送する第１の転送命令で
   ある場合に、 前記判断手段により前記第２のレジスタに有効なデータ
   が格納されていないことが判断されると、前記第１のレ
   ジスタの内容のみを前記所定の記憶領域に転送し、 前記判断手段により前記第２のレジスタに有効なデータ
   が格納されていることが判断されると、前記第１のレジ
   スタの内容と前記第２のレジスタの内容との両方を前記
   所定の記憶領域に転送し、 前記解読手段により解読された命令が前記所定の記憶領
   域の内容を前記第１のレジスタに転送する第２の転送命
   令である場合に、 予め前記所定の記憶領域に転送された情報に基づいて前
   記第２のレジスタに有効なデータが格納されていなかっ
   たことが判断されると、前記第１のレジスタのみに対し
   て前記所定の記憶領域の内容を転送し、 前記情報に基づいて前記第２のレジスタに有効なデータ
   が格納されていたことが判断されると、前記第１のレジ
   スタと前記第２のレジスタとの両方に対して前記所定の
   記憶領域の内容を転送する転送手段とを備えることを特
   徴とするプロセッサ。
7. 【請求項７】 前記第２のレジスタは、定数を格納する
   ための定数レジスタであり、 前記判断手段は、前記定数レジスタに定数が格納されて
   いないか既に格納されているかを判断し、 前記プロセッサはさらに、 前記解読手段により解読された命令が命令中に前記定数
   が置かれている命令である場合に、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が格納され
   ていないことが判断されると前記定数を所定位置に格納
   し、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が既に格納
   されていることが判断されると前記定数レジスタに既に
   格納されている定数を残したまま新たな定数を前記定数
   レジスタに格納する格納手段と、 前記定数レジスタに格納されている全ての定数を読み出
   し、その定数をオペランドとするオペレーションを実行
   する実行手段とを備えることを特徴とする請求項６記載
   のプロセッサ。
8. 【請求項８】 前記情報は、前記第１の転送命令によっ
   て、前記第１の転送命令の解読時の前記判断手段におけ
   る前記判断の結果を前記所定の記憶領域に転送した情報
   であることを特徴とする請求項４、６、７のいずれか記
   載のプロセッサ。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか記載のプロセ
   ッサは、 命令のフォーマットを指定するフォーマットコードが置
   かれるフォーマットフィールドと、並列実行させるオペ
   レーションを指定する複数のオペレーションフィールド
   とを含む命令を解読し実行するＶＬＩＷ方式のプロセッ
   サであって、 前記解読手段は、前記フォーマットコードを参照するこ
   とにより、少なくとも１つの前記オペレーションフィー
   ルドに定数が置かれていることを解読することを特徴と
   するプロセッサ。
10. 【請求項１０】 複数の命令を格納する記憶装置から命
    令を読出す命令読出し手段と、 定数を格納するための定数レジスタと、 前記命令中に前記定数レジスタへ格納すべき定数が置か
    れていることを解読する解読手段と、 前記解読手段により前記定数が置かれていると解読され
    た場合には、前記定数レジスタに定数が格納されていな
    いと判断すると前記定数を所定位置に格納し、前記定数
    レジスタに定数が既に格納されていると判断すると前記
    定数レジスタに既に格納されている定数を残したまま新
    たな定数を前記定数レジスタに格納する格納手段と、 前記定数レジスタに格納されている全ての定数を読み出
    し、その定数をオペランドとするオペレーションを実行
    する実行手段とを備えたプロセッサにおける、前記定数
    レジスタを含む実行資源の退避を行うコンテキストの退
    避の方法であって、 前記定数レジスタを除く実行資源の退避を行うステップ
    と、 前記判断手段により前記定数レジスタに定数が格納され
    ていることが判断されるときのみ、前記定数レジスタの
    退避を行うステップとを有することを特徴とするコンテ
    キストの退避の方法。
11. 【請求項１１】 複数の命令を格納する記憶装置から命
    令を読出す命令読出し手段と、 定数を格納するための定数レジスタと、 前記命令中に前記定数レジスタへ格納すべき定数が置か
    れていることを解読する解読手段と、 前記解読手段により前記定数が置かれていると解読され
    た場合には、前記定数レジスタに定数が格納されていな
    いと判断すると前記定数を所定位置に格納し、前記定数
    レジスタに定数が既に格納されていると判断すると前記
    定数レジスタに既に格納されている定数を残したまま新
    たな定数を前記定数レジスタに格納する格納手段と、 前記定数レジスタに格納されている全ての定数を読み出
    し、その定数をオペランドとするオペレーションを実行
    する実行手段とを備えたプロセッサにおける、前記定数
    レジスタを含む退避された実行資源の復帰を行うコンテ
    キストの復帰の方法であって、 前記定数レジスタを除く実行資源の退避を行うステップ
    と、 予め所定の記憶領域に転送された情報に基づいて前記定
    数レジスタに定数が格納されていたことが判断されると
    きのみ、前記定数レジスタの復帰を行うステップとを有
    することを特徴とするコンテキストの復帰の方法。
12. 【請求項１２】 前記情報は、退避時の前記判断手段に
    おける前記判断の結果を前記所定の記憶領域に転送した
    情報であることを特徴とする請求項１１記載のコンテキ
    ストの復帰の方法。