JPS5848144A - デ−タ処理装置の分岐命令制御方式 - Google Patents

デ−タ処理装置の分岐命令制御方式

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JPS5848144A
JPS5848144A JP14690781A JP14690781A JPS5848144A JP S5848144 A JPS5848144 A JP S5848144A JP 14690781 A JP14690781 A JP 14690781A JP 14690781 A JP14690781 A JP 14690781A JP S5848144 A JPS5848144 A JP S5848144A
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JP
Japan
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instruction
branch
address
relative
register
Prior art date
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Pending
Application number
JP14690781A
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English (en)
Inventor
Shuichi Hanatani
花谷 修一
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS5848144A publication Critical patent/JPS5848144A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/32Address formation of the next instruction, e.g. by incrementing the instruction counter
    • G06F9/322Address formation of the next instruction, e.g. by incrementing the instruction counter for non-sequential address
    • G06F9/324Address formation of the next instruction, e.g. by incrementing the instruction counter for non-sequential address using program counter relative addressing
    • 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
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/38Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead
    • G06F9/3802Instruction prefetching
    • G06F9/3804Instruction prefetching for branches, e.g. hedging, branch folding

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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】 ζO−―はデーpays装置における分線命令制御方式
 41に分岐アドレスが命令アドレスに対してII対的
なアドレスとして親jI畜れる分絨命令の制御方式に闘
する4のである。
°従来よ1毫゛性能を費求畜れるブールm履装置にシい
ては命令04t−格納する命令専用記憶バッファと、・
オペランドOみを格納するオペツシド専用記憶バッファ
とを備え、命令0@IIは一例として11111に示す
ように命令フェッチ(捕捉)11アドレス計算ム、オペ
ランドフェッチ0、演算実行1の各フェーズtS次実行
することt高1!0パイプライン制御で行ってき九〇 このようなデータ処m装置Kかける分岐命令、%に第2
WJK示すように分岐アドレスがペースレ令の命令アド
レxtIcとしえとき、分岐アドレスがIC+DKよっ
て得られるような分岐命令O奥行は、従−来より以下の
ような制御方式によって制御されてきた。
即ち第3図に示すように命令^は分岐命令A+10分岐
方向を識定する命令てあ)、時刻t、KThiで命令7
エツt Cr+ )tIれ、時gt、でアドレス計算(
^)が行わj、こOとき同時に分鋏命令ム+10命令ツ
エツチが行われる。次に時刻t、にシーて命令ムOオベ
ラシドッ!ツチ(O・)、分紋命令^+!Oアドレス計
算(^)及び分岐不成功儒の命令A+2の命令フェッチ
が行われる。I!に時刻t、tc*hて4綾命令ム+1
0分岐成功IIO命令Be命令フェッチが行われ、同時
に分絃不威功儒の命令ム+fのアドレス計算が行われる
。eのと自命令^は演算が実行され(1)、分岐方向が
決定1れる。そO分岐方向O決定によ〕分岐成功ならば
時@ t4にシーτ分統不成功側の命令A−14のオペ
ランドフェッチ(0)が点線で示すように抑止され、分
岐ll功儒O命令Boアドレス計算が行われ、時刻t。
Kお−て命令BE)演算が実行される。一方分験不成功
ならば時刻t、において分岐成功lll0命令Bのアド
レス計算(A)を点−で示すように抑止し、分線不成功
儒O命令^+2のオペ2ンドアエツチ(0)が行われ、
時m”sにおいて命令ム+20演算が実行1れる。
以上のように従来O分岐命令の制御方式によれば分岐成
功時において少なくとも2マシシナイタルO輿行時間t
、〜t、が必要であった。
ζO斃gAO■的は分岐アドレスが命令アドレスに対し
て相対的なアドレスとして規定される分岐命令tJII
&1llliにおいて、その分岐命令の前の命令O解読
と遊行して分岐アドレ:Rを求める仁とKよって前記分
岐命令の実行を高速化したデータ錫層装置め分岐命令制
御方式を提供することにある。
この発明によれば分岐アドレス゛が命令アドレスに対し
て相対的なアドレスとして規定される分岐命令を実行す
るデータ錫層装置において、命令を保持するmlの命令
レジスタと次Km行する命令を保持する縞2の命令レジ
スタとを投打、その第2の命令レジスタに前記分岐命令
が保持され九ときは、・前記嬉lO命令レジスタの命令
の解読と遊行して、前記分岐命令の分岐相対値と命令ア
ドレスを保持する命令カウンタO饅とから前記分岐命令
の分岐アドレスをアドレス計算回路で計算するようにす
る。
#14図はこの8例の一笑―例を示すプ四ツタ図である
。命令OみtS納する命令専用記憶パッνアlとオペラ
ンドのみを格納するオペランド専用記憶バッファ2とが
設けられ、命令アドレスは命令カラyり3に保持畜れ、
分岐し11/%通常の命令フェッチKか−て轄命令カウ
ンタ5onK定数を加算する仁とによ)命令アドレスが
得られる。即ち命令アドレス計算−路11によ)命令カ
ウシISO値にji’数加算を行−1そのIIII!A
を命令アドレス遣択蘭路l雪を通して命令アドレスレジ
真り14E1m持する。
次に命令アドレスレ1PJR−メ144E)IIk対す
為命令専用記憶バッファlからの命令フェッチを行−1
命令lll1列S路4を通してその命令を第10命令レ
ジスI声に、盲え次に実行する命令を第20命令レジ其
り41に+れぞれ読出す。一方前記命令アドレスレジス
タ14に保持されえ命令アドレス紘−且命令アドレス豊
列しジメ717に係持し、命令011行に従って命令レ
ジスタ3に順次設定する。
次に@10命令レジスタSに読出された命令00Psw
−ドat一般命令デー−/fKよ1解読し、そ0IiI
Jll&によ〕演算実行11111會制御すると^にオ
ペランドアドレス計算a賂9によ)、第10命令レジX
ImF15K)命令のオペランドフェッチを行う丸めO
アドレス計算を行い、そのアドレス計算結果をオペラン
ドアドレスレジスタIIK保持する。
一方第2の命令レジスターに保持される次に実行する命
令は前の命令O解読終了後、命令普^−路4を通して第
10命令レジスタ1に保持し、引続いてその命令の解読
及びアドレス計算を行う。
!に前記アドレス計算結果を係持するオペランドアドレ
スレジスタ110値に対するオペランド専用記憶バツツ
ア2からのオペランドアエッチを行い、そのオペランド
をオペランドレジXりlllIC読出し友後、演算奥行
mil1gK+0オペランドを供給して演算が実行され
る。
以上の命令錫層のタイムチャートはm1EK示したよう
に命令フェッチ(り、アドレス計算(^)、オペランド
アエッチ(0)の各ゲエーXが1マシンtイタル毎に逐
次性われ、パイプツイン制御が行われる。
次Ket)尭@t)IllJa方弐による分岐命令の実
行を説明する0分岐アドレスが命令アドレス計算して相
対的なアドレスとして規定されゐ分線命令(jail相
対分続命令と呼ぶ)の奥行を第6mのタイムチャート〒
示す0分岐アドレスがペースレジスI又は汎用レジヌタ
等O値に依存しない前記相対分岐命令においては、そO
相対分岐命令の前O命令O演算集行O員了を待たすに分
岐アドレスを求めることができる。jlち第5IIIK
お論て分岐方向を決定する命令^O演算終了O時刻t4
以前に分岐アドレスを求める仁とか可能である。
即ち第41!Iにおいて命令専用記憶バッファ1かも命
令フェッチが行われ、命令重列回路4會通して第10命
令レジスメ[及び菖20命令レジスl@に逼貌する命令
−bXll!出されたと龜、第20命令レジスタ6に前
記相対分岐命令が読出されに’にらは−1これt知る相
対分岐命令デー−〆・を設け、そO相対分岐命令0分統
相対値と命令カウシpsO値とを分岐アドレス計算回路
10に4き、分岐アドレスを求め為、そして相対分岐命
令デコーダIO出力によ)命令アドレスa択闘賂11K
か−で曽記分敏アドレス會選択してオペランドアドレス
レジスタ14に保持する。
第6図の時刻t、にシいて分岐方向を決定する命令Aが
第1の命令レジスタ8Ks持され、同時に第2の命令レ
ジスjf6には相対分岐命令ム+1が保持されたならば
命令^はオペランドフェッチを行うためのアドレス計算
(A)を゛オベランドアドレヌ計算回路9で行い、相対
分岐命令へ+1は分岐アドレスを求めるアドレス計算(
A)を分岐アドレス計算81m110で行う、を九この
とき同時に分岐不成功側の命令A+2の命令フェッチC
I)が行われる。
次に時刻t、KsP%/%て命令Aのオペランドフェッ
チ、相対分岐命令A+lKよる命令Bの命令フェッチ及
び命令A+2のアドレス計算が行われる。
I!に時刻t、において分岐成**の命令Bのアドレス
計算(ム)が行われ、同時に命令Ao演算が実行され、
分岐方向が決定される。時刻t4にシiて前記命令ムO
演算締果によ)、分岐成)J!ならば分岐不成功lIO
命令ム+2のオペランドフェッチを抑止し、分岐成功1
IIO命令Bのオペランドフェッチを奥行し、時刻ta
0Φて命令BO演算が奥行される。逆に分岐不成功なら
ば命令In)オペランドフェッチが抑止され、命令h+
toオペランドフェッチが奥行され、続いて命令A+2
0演算が奥行される。
以上のように分岐アドレスが命令アドレスに対して相対
的なアドレスとして規定される分岐命令は、この斃−O
制御方式によれfd l−tシンサイクルで実行される
。崗分鋏アドレス計算−路10と命令アドレス計算回路
11とousts會銭有するアドレス計算1絡を作成し
、eOアドレス計算■賂を相対分岐命令デ!−メSO出
力によ)制御することによっても前記相対分岐命令(D
I!シンサイ?ルO実行が可能である・ ζ0111@紘以上説−したように相対分岐命令O前O
命令O解読と1行してそO相対分岐命令O分綾アドレJ
I−會求めることKよ)、相対分岐命令の鳥遮化を可能
にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
第511m命令専用記憶バッファとオベツンド専用記憶
バッファを有するデータ処ymes*oパイプライン制
御を示すタイムチャート、第2図は分岐アドレスが命令
アドレスに対して相対的なアドレスとして規定される分
岐命令O命令形式を示す図、第3WJは相対分岐命令の
従来の制御方式を示すタイムチャート、第411はζO
発明め一実總例を示すブロック図、tIss図はこの殆
稠による相対分岐命令の制御方式を示すタイムチャート
である。 l:命令専Mlefllバッファ、!!=オペランド専
用記憶バッファ、3:命令カラン!、4:命令整列g1
蹄、S:第1の命令レジスI、6:第20命令レジメタ
、7:一般命令デコーダ、8:相対分岐命令デーー〆、
9ニオペランドアドレス計算1III、lO:分岐アド
レス計算回路、11:命令アドレス計算回路、12:命
令アドレス選択−路、i!I:オペランドアドレスレジ
スタ、14:命令アドレス計算スI% 16:オペラン
ドレジx7r、11:rRI夷行部、11:命令アドレ
ス秦列レジスタ。 代場人 草野 卓 73 り4改y反工刀の齢 @ A+1   口二エコ 射A+2     ロエロ浸−] Jgr4A−+3        口■■■口口 [二にコ 才   5 eA→1□ @A+2      [二[2二[コニ「亘]臀B □ 図 口口n、7

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. α)分絃アドレXが命令アドレスに対して相対的なアド
    レスとして蜆定畜れる分絨命令を奥行するデータ処HI
    f1M*Kか−で、命令を保持する第10命令レジX/
    と、前記命令O次Kl1行する命令を保持する纂sの命
    令レジスタと、その第10命令レジX/に前記分線命令
    が保持されるを、前記第1“O命令レジスタO命令の解
    読と並行して前記分諌命◆O分績アドレスを求めるアド
    レス計算−路とを^備すゐデーメ処ll@置O分峡命令
    制御方式。
JP14690781A 1981-09-16 1981-09-16 デ−タ処理装置の分岐命令制御方式 Pending JPS5848144A (ja)

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