JPS5927351A - デ−タ処理装置 - Google Patents

デ−タ処理装置

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JPS5927351A
JPS5927351A JP13627582A JP13627582A JPS5927351A JP S5927351 A JPS5927351 A JP S5927351A JP 13627582 A JP13627582 A JP 13627582A JP 13627582 A JP13627582 A JP 13627582A JP S5927351 A JPS5927351 A JP S5927351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
instruction
circuit
microinstruction
cycle
microinstructions
Prior art date
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Pending
Application number
JP13627582A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichiro Yamamoto
征一郎 山本
Makoto Muramatsu
誠 村松
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP13627582A priority Critical patent/JPS5927351A/ja
Publication of JPS5927351A publication Critical patent/JPS5927351A/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
    • G06F9/22Microcontrol or microprogram arrangements
    • G06F9/28Enhancement of operational speed, e.g. by using several microcontrol devices operating in parallel

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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)

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】 発明の対象 本発明は、マイクロプログラム制御方式のデータ処理装
置に係り、特に命令実行時間の短縮をはかるのに好適な
マイクロ命令読み出し方式に関するものである。
従来技術 従来のマイクロプログラム制御方式のデータ処理装置で
は、マイクロ命令は全て、制御記憶と呼ばれる一種のメ
モリに格納されていた。制御記憶用のメモリ素子として
は、R’ OAf (りm個われることもある。
従来方式の問題点は、いずれのメモリ素子を使うにして
も、メモリ素子は一般的にゲートの遅延時間に較べ大き
な遅延時間を有しているため、このメモリ・アクセスが
データ処理装置の命令実行時間を決めるためのクリティ
カル・パスとなり、命令実行時間短縮九対する阻害要因
となって層ることである。この問題点を解決する方式と
して知られているのは、マイクロ命令の先取りを行う方
式である。つまり、マイクロ命令の読み出しを、マイク
ロ命令の実行と並行して行うようにし、マイクロ命令の
読み出し時間がマイクロ命令の実行時間に隠れるように
する方式である。しかしながら、この方式にも問題があ
る。すなわち、機械命令フーツチ時の様に、並行して実
行すべきマイクロ命令がまだ読み出されていない場合に
は、制御記憶からマイクロ命令を読み出す時間が、その
まま命令実行時間に含まれてしまうことである。多段の
先行制御方式をとることにより、ある程度この問題を解
決することができるが、多段の先行制御方式は大幅なコ
スト増加を招くこと、更に条件付分岐命令や割込み時に
より機械命令の流れが変わると先行制御を多段化しても
効果がない場合が残る等の問題があった。
またワイアード・ロジック方式をとり全て論理ゲートの
組合せ回路のみで構成゛する方式もあるが、ワイアード
・ロジック方式は柔軟性に欠けるため、小規模なデータ
処理装置にしか適用でき1j:いとい5問題がある。
発明の目的 本発明の目的は、マイクロプログラム制御方式のデータ
処理装置において、命令実行時間を短縮する手段を提供
することKある3、本発明の特徴とするところは、論理
ゲートの組合せj(より高速にマイクロ命令の少くとも
一部を生成する回路を具備し、機械命令を構成する一連
のマイクロプログラム実行に際し、該生成回路が生成す
るマイクロ命令と制御記憶中に格納されているマイクロ
命令のいずれかを選択的に使用するデータ処理装置であ
る。たとえば機械命令の解読に続く最初のマイクロ命令
読出しのように、マイクロ命令の読出しに要する時間が
クリティカルな期間は該生成回路が生成するマイクロ命
令を使用し、該゛時間がクリティカルでない期間は制御
記憶中に格納されているマイクロ命令を読出すようにし
、ワイアード・ロジック方式の高速性とマイクロプログ
ラム制御方式の柔軟性を兼ね備えたデータ処理装置を特
徴とする。
発明の実施例 以下、本発明の一実施例を説明する。本実施例のデータ
処理装置は1機械命令を構成する一連のマイクロプログ
ラム中命令フェゾチおよび命令デコードサイクルでは制
御記憶から読み出したマイクロ命令を実行し、実行サイ
クルにはいって第1番目のサイクルでは論理ゲートの組
合せ回路から成るマイクロ命令生成回路で生成したマイ
クロ命令を実行し、第2番目以降のサイクルでは制御記
憶から読み出したマイクロ命令を実行するように構成さ
れている。
第1図は本実施例のデータ処理装置のブロック図である
。1は主記憶(MS)であり、機械命令および処理すべ
きデータが格納されている。
2は命令レジスタ(OPR)であり、主記憶1から読み
出された機械命令がセットされる。、3は命令解読回路
であり、OPR2にセットされている機械命令の解読を
行う。4は制御記憶であり、マイクロ命令が格納されて
いる。5はマイクロ命令生成回路であり、後述するよう
に各機械命令のマイクロプログラム中において実行サイ
クル中の第1番目のサイクルで実行されるマイクロ命令
を生成する。6は制御記憶アドレスレジスタ(C5AR
)であり、アクセスしようとする該制御記憶4中のマイ
クロ命令のアドレスがセットされる。7は制御記憶デー
タレジスタ(C5I)R)であり、制御記憶4から読み
出されたマイクロ命令をセットする。8はセレクタであ
り、(、’ S D R7の出力とマイクロ命令生成回
路5の出力のうち一方をマイクロ命令順序化回路9の指
示により選択する。9はマイクロ命令順序化回路であり
、マイクロ命令の実行順序を制御する。実行順序を制御
するため、C゛5AR6にセットするマイクロ命令のア
ドレスを生成するとともに、セレクタ8へ選択信号な送
出する。10はマイクロ命令実行制御回路であり、各マ
イクロ命令に応じた論理、演算、制御動作を行う。マイ
クロ命令生成回路5をさらに詳しく説明するため、その
構成例を第2図に示す。この例では入力をOP 7< 
2にセラ)・された命令コードとし、出力をマイクロ命
令とするlクロ命令(001F8842)16が生成さ
れ出力される。このマイクロ命令は、分岐命令のマイク
ロ・プログラム・シーケンス中、実行サイクルで最初に
実行されるマイクロ命令そのものでおる。この組合せ回
路を論理ゲー)Kより構成することは、当技術分野で通
常の知識を有する者には容易に実現可能なので詳細な説
明を省略する。
次に第6図に示すマイクロプログラム・シーケンスから
成る機械命令を実行す、ろ場合を例にとって笑施例の動
作を説明する。第4図は885図に示すマイクo 7’
aグラム・シーケンス実行に関するタイムチャートであ
る。
第5図は第4図に和尚する従来方式のタイムチャートを
比較対照のために示す。
まず実行さ、11ろ機械命令がA151から読み出され
、0 /’ R2にセットされる。この動作は命令フェ
ッチ(IF)サイクルで行われるが、このサイクルを制
御するマイクロ命令は既に前の命令実行時に制御記憶4
から読み出され、C5DR7にセットされている。IF
ザイクルではマイクロ命令Ff序化回路9の指示により
、セレクタ8はC’ S D R7の出力を選択し、マ
イクロ命令実行制御回路10 PC送出し、命令読み出
しのための制御を行う。これと並行して命令デコード(
ID)サイクルで実行されるマイクロ命令を制御記憶4
から読み出す。該マイクロ命令の読み出しには、6“5
AR6にセットされているアドレスを用いる。IDサイ
クルに実行されるマイクロ命令のアドレスは第6図から
れかるように20番地でおる。このアドレスは、マイク
ロ命令順序化回路9によりIFザイクルにはいる前に生
成されている。すなわち(’、’ 、’5 A R6の
更新は各サイクルの終りのタイミングで行なわれる。な
お次のIDサイクルでは制御記憶4からマイクロ命令を
読み出さないためIFプサイルにおけるC5ΔR60更
新は不要である。またMSlのアクセスタイムによって
は、IFプサイルが1つのマシンサイクルでは終了せず
、複数のサイクルが必要とされることがある。
IFプサイルが終了すると、次はIDサイクルに移る。
IDサイクルの制御は、IFザイクル中に読ゐ出されC
3DR7にセットされているマイクロ命令により行われ
る。まず0PR2にセットされた命令コードが命令解読
回路3およびマイクロ命令生成回路5117:入力され
る。すると命令解読回路6は該命令を解読し、マイクロ
命令順序化回路9を条件付ける。一方マイクロ命令生成
回路5は該命令のマイクロプログラム・シーケンス中、
第1番目の実行サイクル、すなわちEX1サイクルのマ
イクロ命令(FcD 21104 )16を生成する。
またこれと並行して。
C5AR6にはEX2サイクルのマイクロ命令の格納ア
ドレス(102番地)がマイクロ命令順序化回路9によ
り生成されセットされる。
次にEXiサイクルに移ると、IDサイクル中にマイク
ロ命令生成回路5で生成されたマイクロ命令が、セレク
タ8により選択されて、マイクロ命令順序化回路9およ
びマイクa命令実行制御回路1DK与えられる。セレク
タ8への選択指示は、マイクロ命令順序化回路9により
行われる。
この様に、EXtサイクルではマイクロ命令を制御記憶
4から読み出さずにマイクロ命令生成回路で生成する。
本発明の特徴はここにあって%第5図に示す従来方式の
よ5に、マイクロ命令読み出しを全て制御記憶4から行
うとすると、命令解読に続ぎマイクロ命令の読み出しア
ドレス生成、さらにマイクロ命令読み出しと、OPR中
の命令コードから論理ゲートによりマイクロ命令を直接
生成するのに較べ余分の時間を要する。すなわち第5図
に示すマイクロ命令フーツテ(MIF)サイクル分だけ
多くの時間がかかる。
本実施例の動作の説明に戻ると、EX1サイクルでは該
マイクロ命令の指示により、EX2サイクルで実行され
るマイクロ命令の読み出しを行い、C3DR7にセット
する。さらにマイクロ命令順序化回路9はEX5サイク
ルで実行するマイクロ命令の読み出しアドレス(105
番地)を生成し、C’ SA R6にセットする。
EX2サイクルに移ると、こんどは制御記憶4から読み
出したマイクロ命令を選択するよう、マイクロ命令順序
化回路9はセレクタ8に指示し、EX1サイクル中に読
み出されたマイクロ、命令が実行される。該マイクロ命
令の実行、次のマイクロ命令の読み出し、C3AR6の
更新等は、EX1サイクルと同様である。
EX3サイクル、EX4ザイクルもEX2と同様である
。ただしEX4サイクルでは、EX4サイクルが該機械
命令の最後のマイクロ命令であるので、次命令の先頭で
実行されるIFザイクルのマイクロ命令が制御記憶4か
ら読み出される。
本実施例では、マイクロ命令生成回路5によってEX1
サイクルのマイクロ命令の全体を生成しているが、一般
にあるサイクルのマイクロ命令パターンの一部分、例え
ば動作の種類を指定するフィールドのみをマイクロ命令
生成回路5によって生成し、それ以外の部分は制御記憶
4から読み出すような制御方式にしてもよい。
多段の先行制御を行う場合は、通常(AilF)サイク
ルが命令実行時間に現われないようになるが、それでも
分岐9割込み等によっては、先行動作が無効になること
があり、その時には本発明が有効になる。
発明の詳細 な説明したように、本発明によればマイクロ・プログラ
ム制御方式のデータ処理装置のマイクロ命令フェッチ如
要する時間を短縮するととが可能となり、もって該デー
タ処理装置の命令実行時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例のブロック図、第2図はマイ
クロ命令生成回路5の概念図、第3図は一命令を構成す
るマイクロプログラム・シーケンスの一例、第4図は第
5図に示すマイクロプログラム・シーケンス実行のタイ
ムチャート、第5図は第4図のタイムチャートに相当す
る従来方式のタイムチャートである。 1・・・主記憶(US )、2・・、命令レジスタ(O
PR)、6・・・命令解読回路、4・・・制御記憶(C
S)、5・・・マイクロ命令生成回路、6・・・制御記
憶アドレスレジスタ(C5AR)、7・・・制御記憶デ
ータレジスタ(C5DR)、8・・・セレクタ、9・・
・マイクロ命令順序化回路、10・・・マイクロ命令実
行制御回路。 オ 1121 第2凶 オ 4 区 オSの ノエフフ−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 制御記憶中に格納されているマイクロ命令によっ
    て制御されるマイクロプログラム制御方式のデータ処理
    装置において、論理ゲートの組合せにより高速に前記マ
    イクロ命令の少くとも一部を生成する回路を具備し、機
    械命令を構成する一連のマイクロプログラム実行に際し
    、前記生成回路が生成する前記マイクロ命令と前記制御
    記憶中に格納されているマイクロ命令のいずれかを選択
    的に使用することを特徴とするデータ処理装置。 2、 前記機械命令を構成する一連のマイクロプログラ
    ム実行において、該機械命令の解読に続く最初のマイク
    ロ命令読出しに関し前記生成回路が生成するマイクロ命
    令が使用され、上記以外の動作に関しては前記制御記憶
    中に格納されているマイクロ命令が使用されることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のデータ処理装置。
JP13627582A 1982-08-06 1982-08-06 デ−タ処理装置 Pending JPS5927351A (ja)

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JP13627582A JPS5927351A (ja) 1982-08-06 1982-08-06 デ−タ処理装置

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JP13627582A JPS5927351A (ja) 1982-08-06 1982-08-06 デ−タ処理装置

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JPS5927351A true JPS5927351A (ja) 1984-02-13

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ID=15171380

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JP13627582A Pending JPS5927351A (ja) 1982-08-06 1982-08-06 デ−タ処理装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173823A (ja) * 1988-12-26 1990-07-05 Mitsubishi Electric Corp データ処理装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49127540A (ja) * 1973-04-05 1974-12-06
JPS5160426A (ja) * 1974-09-25 1976-05-26 Data General Corp
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