JPS58186845A - マイクロプログラム制御装置 - Google Patents

マイクロプログラム制御装置

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JPS58186845A
JPS58186845A JP7094982A JP7094982A JPS58186845A JP S58186845 A JPS58186845 A JP S58186845A JP 7094982 A JP7094982 A JP 7094982A JP 7094982 A JP7094982 A JP 7094982A JP S58186845 A JPS58186845 A JP S58186845A
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JP
Japan
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branch
address
microinstruction
holding register
field
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Pending
Application number
JP7094982A
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English (en)
Inventor
Masaaki Masuda
正昭 増田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS58186845A publication Critical patent/JPS58186845A/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
    • G06F9/22Microcontrol or microprogram arrangements
    • G06F9/26Address formation of the next micro-instruction ; Microprogram storage or retrieval arrangements
    • G06F9/261Microinstruction address formation
    • GPHYSICS
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    • G06F9/22Microcontrol or microprogram arrangements
    • G06F9/26Address formation of the next micro-instruction ; Microprogram storage or retrieval arrangements
    • G06F9/262Arrangements for next microinstruction selection
    • G06F9/264Microinstruction selection based on results of processing

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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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野の説明) 本発明は情報処理装fE?に使用するマイクロプログラ
ム制御装置、特に条件付き分岐の制御方式のマイクロプ
ログラム制御装置に関する。
(従来技術の説明) 従来、この種のマイクロプログラムtll+ 御装置t
における制御起上げ装置の接置は、情報処理装置の性能
向上を計るためにどうしても大容酸化する傾向があって
記・m素子数が増加する。このため、回路内での制御信
号の遅延が大きくなると云う問題点がある。時に、条件
付き分岐制i卸に関しては、分岐命令を解読して分岐条
件を判断し、分岐先を決定すると云う、bわゆる分岐動
作を高速化するためには多大のハードウェアを必要とす
るが、ハードウェア滑に制限がある場合には分岐の動作
を次のクロックで行わなければならないため、マイクロ
プログラム制御装置では性能の低下を招くという欠点が
あった。
(発明の詳細な説明) 本発明の目的は1条件付き分岐命令があると一方向へ予
測分岐し、分岐先アドレスと分岐条件とを比較し、一致
してbればその壕まマイクロプログラムを実行[7、一
致してb々ければ直チニマイクロプログラムの実行を抑
IFシて正しい分岐先のマイクロ命令を読み直して実行
を再開し、これによって上記欠点を解決して少ないハー
ドウェア着で性能低下を最小限にすることができるよう
に構成したマイクロプログラム制御装置を提供すること
にある。
(発明の構成と作用の説明) 本発明によるマイクロプログラム制御装置ではマイクロ
命令語を使って制御を性力、実行されるべきマイクロプ
ログラムに含まれているマイクロ命令語には、分岐条件
を表わす分岐ビットを含み、次に実行されるべきマイク
ロ命令が格納されてしるアドレスを指示するだめのアド
レスフィールドと、分岐命令を表わすだめの分岐命令フ
ィールドと、軸数の実行制御フィールドとが含まれてい
る。
本発明によるマイクロプログラム制御装Nは制御記憶装
置と、マイクロ命令保持レジスタと、mlのアドレス保
持レジスタと、第2のアドレス保持レジスタと、比較器
と、デコーダと、ANDゲートと、フリップフロップと
、選択器とを具備して構成したものである。制御記憶装
置は複数のマイクロ命令語を格納するだめのもので、マ
イクロ命令保持レジスタ、第1および第2のアドレス保
持レジスタ、ならびに比較器にマイクロ命令語を供給す
る。マイクロ命令保持レジスタは制御記憶装置から読出
されたマイクロ命令語に含まれて−る分岐命令フィール
ドと、籾数の実行制御フィールドとを保持する回路であ
る。第1のアドレス保持レジスタには、読出されたマイ
クロ命令語に含まれているアト1/スフイールドを保持
する。第2のアドレス保持レジスタには、アドレスフィ
ールドに含まれて−る分岐ビットを分岐条件に置換えて
保持する回路である。比較器は分岐ビットの値と外部分
岐条件とを比較する回路である。デコーダはマイクロ命
令保持レジスタに保持されている分岐命令フィールドを
解読する回路である。ANDゲートはデコーダの出力と
比較器の予測分岐不成功出力が一致した場合に、マイク
ロプログラムの実行を抑止するだめの回路である。フリ
ップフロップはマイクロ命令保持レジスタの内容を無効
にするため、実行抑止情報を保持するだめの回路である
。選択器はフリップフロップにセットされている値に応
じて第1のアドレス保持レジスタの内容、または第2の
アドレス保持レジスタの内容のいずれかを選択し、読出
しアドレスとして出力する回路である。
(発明の詳細な説明) 第1図において、制御記憶装w1は複数のマイクロ命令
を格納するものである。第2図に示すマイクロ命令の実
行制御フィールド21と分岐命令フィールド22とは信
号線101を介してマイクロ命令保持レジスタ2に導か
れている。また、アドレスフィールド23は分岐ビット
24を含み、信号線102を介して第1のアドレス保持
レジスタ3に導かれている。同じく、アドレスフィール
ド23は結線103を介して第2のアドレス保持レジス
タ4にも導かれて層る。比較器6の一方の入力端子には
制御紀憶装w1からの分岐ビット24が信号線104を
介して導かれてbて、他方の入力端子には外部分岐条件
が信号線105を介して導かれている。また、比較器6
からはこれら2人力が排他的な値の時のみ状態1が出力
されるように構成されている。1ぎ号線105上の外部
分岐条件は第2のアドレス保持レジスタ4の最下位ビッ
トにも導かれて論る。マイクロ命令保持レジスタ2の分
岐命令フィールド22は旧号線1(19を介してデコー
ダ5に導かれている。ANDゲート回路7の一方の入力
端子にはデコーダ5の出力が信号線110を介して導か
れており、他方の入力端子に比較器6の出力が信号線1
()6を介して導かれている。フリップフロップ8には
ANDゲート回路7の出力が信号線Illを介して導か
れており、信号線111上の信号が状態1になるとマイ
クロプログラムの実行を抑止する機能もある。またフリ
ップフロップ8はlクロック分だけ出力の状態がlにな
り、この出力が状B1になるとマイクロ命令保持レジス
タ2の内容を無効姉する機能も兼ね備えて論る。フリッ
プフロップ8の出力は選択器9の選択信号でもある。選
択器9は2人力形の選択器であり、一方の入力端子には
第1のアドレス保持レジスタ3が信号線1(18を介し
て接     “続され、他方の端子には第2のアドレ
ス保持レジスタ4が信号1jll17を介して接続され
てI/−する。
選択信号はフリップフロップ8から信号線112を介し
て導かれ、信号線112の状態が0々らば第1のアドレ
ス保持レジスタ3を選択し、信号1m 111の状態が
1ならば第2のアドレス保持レジスタ4を選択する様に
構成しである。選択器9の出力は制御記憶装置lの読出
しアドレスとなる様に、信号線113を介して制御記憶
装ulに導かれている。
第2図におけるマイクロ命令の構成は、第1ビツト〜第
にビットまでが演算と央竹するための実行制御フィール
ド21であり、第(1日)ビット〜grnビットまでが
分岐命令フィールドであり、第(m−4−1)ピットル
第nビットまでがアドレスフィールド23である。また
、アドレスフィールド23の最下位ビットnが分岐ビッ
ト24である。本発明では説明を簡単にするため、1ビ
ツトのみを分岐ビットとして定義1〜で因るが、分岐ビ
ットを2ビツトにすれば4方向への分岐、3ビツトにす
れば8方向への分岐がそれぞれ可能である。まだ、アド
レスフィールド23は分岐ビット24を含み、制御記憶
装置f 1の内部のすべての場所から読出しが可能であ
る。
本発明では、各マイクロ命令は第2図に示す構成を有す
るので、この各マイクロ命令がデータ語を構成する。従
って、制御記憶装[1の内部には複数語のマイクロ命令
が格納されている。
以上の構成に従い1本発明の動作を以下に詳細に説4明
する。マイクロプログラムの第1ステツプでは、マイク
ロ命令保持レジスタ3ヘソフトウエア命令によって決定
される固定値が格納され、同時にフリップフロップ8が
リセットされる。
まず1分岐を行わなl場合について説明する。
この場合、フリップフロップ8の出力状態は0に保たれ
ているので、選択器9は第1のアドレス保持レジスタ3
を選択している。従って、第1のアドレス保持レジスタ
3の内容に応じて制御記憶装置lの内部のマイクロ命令
を読出し、マイクロ命令保持レジスタ2および第1のア
ドレス保持レジスタ3にセットする。この時、同時に第
2のアドレス保持レジスタ4にも読出された値がセット
されるが1分岐命令では々いので無視される。デコーダ
5は分岐命令を解読するためのものであるが、ことでは
分岐命令が実行されてはいないので、信号線1111上
の信号の状態は()に保たれて粘る。依って、比較器6
の出力の価が何であろうともAND回路7の出力も状態
0となり、マイクロ命令は正常に実行される。次のステ
ップではフリップフロップ8の出力状態が0に保たれて
いるため、第1のアドレス保持レジスタ3の内容に応じ
て次のマイクロ命令が読出され、順次、上と同様なシー
ケンスでこのマイクロ命令が実行される。
次に分岐を行う場合につ−て説明する。分岐は、信号線
1()5に現れだ外部分岐条件と分岐ビット24の値と
が一致しているか否かで異なる。
最初に、分岐の予測が成功した場合について説明する。
上記動作中に分岐命令が故山された場合には、デコーダ
5によって分岐命令フィールドが解読されて信号線11
0上の信号が状態lになる。いっぽう、信号線1()5
に現れた外部分岐条件と分岐ビット24のf的が一致し
ていれは、比較器6の出力は状態0であるため、AND
ゲート回路7の出力は状態0である。よってitl 記
の峰にマイクロ命令は正常に実行され1分岐予測が成功
する。次に分岐の予測が失敗した場合について説明する
。この場合はデコーダ5の出力は状態1であり、信号線
105上の外部分岐条件と分岐ビット24の値とが不一
致である。依って比較器6の出力は状dllであり、A
、NDゲート回路7の出力も状iQ lになるため、マ
イクロ命令の実行は直ちに抑止される。同時に、第2の
アドレス保持レジスタ4にはアドレスフィールド23の
値と、信号線105上の外部分岐条件とがセットされる
。すなわち、分岐ビット24の値を信号線105上の外
部分岐条件に置換えたアドレスがセットされるわけであ
る。次のステップでは、フリップフロップ8の出力が状
態lになるため、マイクロ命令保持レジスタ2の内容が
無効に々ると共に、選択器9が第2のアドレス保持レジ
スタ4の内容を選択する。依って、分岐する前のアドレ
スの次のアドレスによって制御記憶装置1が再びマイク
ロ命令を読出すわけであり、この場合には分岐予測が失
敗したのである。
以上は2方向への分岐につめて説明したが、分岐ビット
24と信号gtos上の外部分岐条件とを拡張すれば、
4方向や8方向等の分岐に関しても分岐の先取りが可能
なことが容易に理解できる。
発明の詳細な説明) 本発明には以上説明したように、マイクロ命令に含まれ
るアドレスフィールドをそのま\格納するだめの第1の
アドレス保持レジスタと、アドレスフィールドに含まれ
た分岐ビットを分岐条件に応じて格納するための第2の
アドレス保持レジスタとを設け、分岐条件によってアド
レスを切換えてマイクロ命令を読出すように構成するこ
とにより、少ないハードウェアでマイクロプログラム制
御装置の分岐性能を向上できるとbう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に依るマイクロプログラム制御装ばの一
実権例の構成を示すブロック図である。 第2図は第1図のマイクロプログラム制御装置に使用さ
れるマイクロ命令語の構成を示す図である。 1・・・制御記憶装置 2・・・マイクロ命令保持レジスタ 3.4…アドレス保持レジスタ 5・・・デコーダ    6・・・比較器7、ANl)
ゲート 8・・・フリップフロップ   9・・・選択器1(1
1−113・・・信号線 特許出願人  日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ) ロ  壽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 分岐条件を表わす分岐ビットを含み、次に実行されるべ
    きマイクロ命令が格納されているアドレスを指示するだ
    めのアドレスフィールドと、分岐命令を表わすだめの分
    岐命令フィールドと、複数の実行制御フィールドとを含
    むマイクロ命令語によって制御されたマイクロプログラ
    ム制御装置Nにおいて、複数のマイクロ命令語を格納す
    るだめの制御記憶装置と、前記制御記憶装置から読出さ
    れたひとつのマイクロ命令語に含まれている前記分岐命
    令フィールドと前記複数の実行制御フィールドとを保持
    するだめのマイクロ命令保持レジスタと、前記読出され
    たひとつのマイクロ命令語に含まれている前記アドレス
    フィールドを保持するための第1のアドレス保持レジス
    タと、前記アドレスフィールドに含まれだ分岐ビットを
    前記分岐条件に置換えて保持゛ するだめの第2のアド
    レス保持レジスタと、前記分岐ビットの値と外部分岐条
    件とを比較するだめの比較器と、前記マイクロ命令保持
    レジスタに保持されている前記分岐命令フィールドを解
    読するだめのデコーダと、前記デコーダの出力と前記比
    較器の予測分岐不成功出力との状態を監視し、前記両出
    力が一致した場合に前記マイクロプログラムの実行を抑
    止するだめのANDゲートと、前記マイクロ命令保持レ
    ジスタの内容を無効にするだめの実行抑止情報を保持す
    るだめのフリップフロップと、前l己フリップフロップ
    にセットされている値に応じて前記第1のアドレス保持
    レジスタの内容、または前記第2のアドレス保持レジス
    タの内容のいずれかを読出しアドレスとして選択するだ
    めの選択器とを具備したことを特徴とするマイクロプロ
    グラム制御装置00
JP7094982A 1982-04-27 1982-04-27 マイクロプログラム制御装置 Pending JPS58186845A (ja)

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JPS58186845A true JPS58186845A (ja) 1983-10-31

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