JPS60157631A - 集積プログラマブルプロセツサ - Google Patents
集積プログラマブルプロセツサInfo
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- JPS60157631A JPS60157631A JP59282137A JP28213784A JPS60157631A JP S60157631 A JPS60157631 A JP S60157631A JP 59282137 A JP59282137 A JP 59282137A JP 28213784 A JP28213784 A JP 28213784A JP S60157631 A JPS60157631 A JP S60157631A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
プログラマプルグロセツサに関するものであって、斯る
プロセッサは 80乗算用の2個のオペランドを受信する第1及lび第
2入力端子と、積全出力する第1出力端子を具える乗算
素子と、 b、 2個の別のオペランドを受信する第8及び第1出
力端子と、演算結果オペランドを出力する−・第2出力
端子と、前記第2出力端子と前記第8入力端子との間に
接続されたアキュムレータ手段を具える論理演算ユニッ
トと、 C,データ蓄積用の1s1読出−書込メモリと、d、他
の諸構成素子に対する制御情報蓄積用の制御メモリを接
続する友めの接続手段と、θ、ババス続手段を會み、前
記諸構成素子を互に且つ外部に接続するための通信手段
と を具えている。
プロセッサは 80乗算用の2個のオペランドを受信する第1及lび第
2入力端子と、積全出力する第1出力端子を具える乗算
素子と、 b、 2個の別のオペランドを受信する第8及び第1出
力端子と、演算結果オペランドを出力する−・第2出力
端子と、前記第2出力端子と前記第8入力端子との間に
接続されたアキュムレータ手段を具える論理演算ユニッ
トと、 C,データ蓄積用の1s1読出−書込メモリと、d、他
の諸構成素子に対する制御情報蓄積用の制御メモリを接
続する友めの接続手段と、θ、ババス続手段を會み、前
記諸構成素子を互に且つ外部に接続するための通信手段
と を具えている。
この種のデータプロセッサは欧州特許出願第 1・00
g68o’7−Aji号(テキサスインスッルメントコ
ーポレーションに譲渡)にょp既知である。この □既
知の装置はプログラムバス及びデータバスがチップ上に
設けられfc集積マイクロコンピュータであり、外部と
のプログラム情報の交替も可能であ、1゜る。更に、乗
算素子の出力端子は論理演算ユニツ1トの入力端子の一
つに直接結合している。斯るプロセッサのフレキシビリ
ティはこのような直接結合のために茜<シ得ないことが
確かめられfc。更に、一つのデータバスしかないため
にプロセッサのフレキシビリティを高くし得ないことも
確かめられ次。ここで観パス+1とは少くとも2個の可
能情報源を有する少くとも8個のステーションと少くと
も2個の可能情報宛先との間を接続する相互接続手段を
意味する。
g68o’7−Aji号(テキサスインスッルメントコ
ーポレーションに譲渡)にょp既知である。この □既
知の装置はプログラムバス及びデータバスがチップ上に
設けられfc集積マイクロコンピュータであり、外部と
のプログラム情報の交替も可能であ、1゜る。更に、乗
算素子の出力端子は論理演算ユニツ1トの入力端子の一
つに直接結合している。斯るプロセッサのフレキシビリ
ティはこのような直接結合のために茜<シ得ないことが
確かめられfc。更に、一つのデータバスしかないため
にプロセッサのフレキシビリティを高くし得ないことも
確かめられ次。ここで観パス+1とは少くとも2個の可
能情報源を有する少くとも8個のステーションと少くと
も2個の可能情報宛先との間を接続する相互接続手段を
意味する。
発明の概要
本発明の目的は多種多様な用途を提供すると共に高速度
の信号処理を行ない得る集積データプロセッサを提供す
ることである。一般に、信号処理は複数の演算を読出し
てこれら演算を6リアルタ1イムガで実行するため、谷
演算は一定の時間インターバル内に光子させなりればな
らない。斯る信号処理の演算はしばしばベクトル演算と
して実行され、これは一連の檀(一方のファクタは順次
の信号値)の和を形成することを意味する。代表的・・
には同一の演算が各ブロックの順次の信号ワードl又は
信号ワード列についてたえずくり返え妊れる。
の信号処理を行ない得る集積データプロセッサを提供す
ることである。一般に、信号処理は複数の演算を読出し
てこれら演算を6リアルタ1イムガで実行するため、谷
演算は一定の時間インターバル内に光子させなりればな
らない。斯る信号処理の演算はしばしばベクトル演算と
して実行され、これは一連の檀(一方のファクタは順次
の信号値)の和を形成することを意味する。代表的・・
には同一の演算が各ブロックの順次の信号ワードl又は
信号ワード列についてたえずくり返え妊れる。
しかし、論理演算ユニット(A、LU)において通常実
行されているような他のタイプの演算、例えばOR機能
、回転又はシフトも必要である。 ・本発明は、上述の
目的を達成するために、f。前記第1入力端子管前記バ
ス接続手段の別個の第1バスに接続し、前記第2及び第
4入力端子を前記バス接続手段の別個の第2バスに接続
し、 g、前記第8入力端子を選択的に前記第1バスに結合可
能にし、 h、前記第1アヤユムレータ手段は、前記第1バス及び
第2バスへの選択接続を形成する第1選択器を有する第
8出力端子を具えるものとし、1゛工、前記第1出力端
子は前記第1バス及び第2バスへの選択接続を形成する
第2選択器を具えるものとし、 コ、前記第1読出/IF込メモリは前記第1バス及び第
2バスに接続されたアドレス入力端子及び−・・データ
入力端子と、前記第1バス及び第2バヌ□への選択接続
を形成する第8選択器を有する第4出力端子を其えるも
のとした ことを特徴とする。
行されているような他のタイプの演算、例えばOR機能
、回転又はシフトも必要である。 ・本発明は、上述の
目的を達成するために、f。前記第1入力端子管前記バ
ス接続手段の別個の第1バスに接続し、前記第2及び第
4入力端子を前記バス接続手段の別個の第2バスに接続
し、 g、前記第8入力端子を選択的に前記第1バスに結合可
能にし、 h、前記第1アヤユムレータ手段は、前記第1バス及び
第2バスへの選択接続を形成する第1選択器を有する第
8出力端子を具えるものとし、1゛工、前記第1出力端
子は前記第1バス及び第2バスへの選択接続を形成する
第2選択器を具えるものとし、 コ、前記第1読出/IF込メモリは前記第1バス及び第
2バスに接続されたアドレス入力端子及び−・・データ
入力端子と、前記第1バス及び第2バヌ□への選択接続
を形成する第8選択器を有する第4出力端子を其えるも
のとした ことを特徴とする。
この構成は、乗算素子と論理演算ユニットとの間の固定
結合はプログラム中に混在するベクトル演算と他の演算
の実行に困難を生ずるという事実の認識に基づいて為し
たものである。即ち、多数のベクトル演算は乗算素子を
必要とするのみであり、この場合には論理演算装置の挿
入が遅れを生1・・する。他方、多数の他の演算の実行
に対しては論理演算装置のみが必要とさnlこの場合に
は乗算素子の挿入が遅れを生ずる。これがため、2つの
演算を分離して論理演算装置と乗算素子とを機能分布及
び処理速度に関し最適化し得るようにする1のが好まし
い。上述したように関連する入出力端子に接続した2−
バス構成によればフレキシビリティと処理速度が一層向
上する。例えば、所定のプログラムの開発に当り、例え
ば電気的に角変のメモリ(NVFl、AM、 RAM、
PROM 又はKEPROM ) トし・て構成され
た外部制御メモリを利用することかで1きる。しかし、
大量生産においてはこのメモリはプログラマブル読出専
用メモリ(EEPROM、 EPRNM)又は読出専用
メモIJ(ROM)として集積される。
結合はプログラム中に混在するベクトル演算と他の演算
の実行に困難を生ずるという事実の認識に基づいて為し
たものである。即ち、多数のベクトル演算は乗算素子を
必要とするのみであり、この場合には論理演算装置の挿
入が遅れを生1・・する。他方、多数の他の演算の実行
に対しては論理演算装置のみが必要とさnlこの場合に
は乗算素子の挿入が遅れを生ずる。これがため、2つの
演算を分離して論理演算装置と乗算素子とを機能分布及
び処理速度に関し最適化し得るようにする1のが好まし
い。上述したように関連する入出力端子に接続した2−
バス構成によればフレキシビリティと処理速度が一層向
上する。例えば、所定のプログラムの開発に当り、例え
ば電気的に角変のメモリ(NVFl、AM、 RAM、
PROM 又はKEPROM ) トし・て構成され
た外部制御メモリを利用することかで1きる。しかし、
大量生産においてはこのメモリはプログラマブル読出専
用メモリ(EEPROM、 EPRNM)又は読出専用
メモIJ(ROM)として集積される。
後者のメモリは安価であり、例えば読出専用メモリはチ
ップ上の極めて小さいスペースを占めるだけである。
ップ上の極めて小さいスペースを占めるだけである。
前記第1の続出/V1込メモリは、アドレス入力端子が
第1バスに、データ入力端子が第2バスに接続された第
1メモリモジユールと、アドレス人1′″力端子が第2
バスに、データ入力端子が第lバスに接続された第2メ
モリモジユールとを具え、前記第8選択器は2個のバス
の各々に接続された、各メモリモジュールに対応する選
択モジュールを具え、前記制御メモリのための接続手段
は他の素1・子の制御のための制御情報をストアする命
令レジスタを具え、前記命令レジスタは前記バス接続手
段に接続されたデータ出力端子を有するようにするのが
好適である。このようにするとデータを関連する演算の
前及び後に種々の経路で送ることが・・できる。
第1バスに、データ入力端子が第2バスに接続された第
1メモリモジユールと、アドレス人1′″力端子が第2
バスに、データ入力端子が第lバスに接続された第2メ
モリモジユールとを具え、前記第8選択器は2個のバス
の各々に接続された、各メモリモジュールに対応する選
択モジュールを具え、前記制御メモリのための接続手段
は他の素1・子の制御のための制御情報をストアする命
令レジスタを具え、前記命令レジスタは前記バス接続手
段に接続されたデータ出力端子を有するようにするのが
好適である。このようにするとデータを関連する演算の
前及び後に種々の経路で送ることが・・できる。
前記第1及び第2メモリモジユールの各々には専用のア
ドレス計算ユニットを設けるのが好適である。このよう
にすると一層高いフレキシビリティを達成することがで
きる。
ドレス計算ユニットを設けるのが好適である。このよう
にすると一層高いフレキシビリティを達成することがで
きる。
前記第1出力端子にはアキュムレータアダーを含むレト
ロ結合の第2アキュムレータ手段を設け、このアキュム
レータ手段に、バス接続手段に供給すべきデータに選択
シフト操作及びリフオーマティング操作を加えるシフト
ユニットを接続するの1・□が好適である。このように
すると、乗算素子はバス接続手段を必要とすることなく
多数の種々の演算を行なうことができ、従ってこの場合
にはバス接続手段を先の又は次の処理操作のために使用
することができる。
ロ結合の第2アキュムレータ手段を設け、このアキュム
レータ手段に、バス接続手段に供給すべきデータに選択
シフト操作及びリフオーマティング操作を加えるシフト
ユニットを接続するの1・□が好適である。このように
すると、乗算素子はバス接続手段を必要とすることなく
多数の種々の演算を行なうことができ、従ってこの場合
にはバス接続手段を先の又は次の処理操作のために使用
することができる。
前記第1アキュムレータ手段は、数個のオペランドをス
トアし得ると共に論理演算装置からの書込操作並びに第
1及び第2バスへの及びからの2つの独立の読出操作を
同時に実行し得るように8個のアドレッシング部を具え
る第2読出/誉込メモリを具えるものとするのが好適で
ある。このよ1うにすると、ローカル及び従って自由に
アクセスし得る処理メモリが論理演算装置に使用可能に
なるため、広範囲の演算の実行が容易になる。
トアし得ると共に論理演算装置からの書込操作並びに第
1及び第2バスへの及びからの2つの独立の読出操作を
同時に実行し得るように8個のアドレッシング部を具え
る第2読出/誉込メモリを具えるものとするのが好適で
ある。このよ1うにすると、ローカル及び従って自由に
アクセスし得る処理メモリが論理演算装置に使用可能に
なるため、広範囲の演算の実行が容易になる。
更に、前記バス接続手段へのアドレス接続部と・前記第
1及び第2バスへの選択データ接続部を具える読出専用
メモリとして構成された別のデータメモリのための別の
接続手段を設けるのが好適である。斯る読出専用(デー
タ)メモリは特にベクトル演算のだめの係数情報のスト
ア用に有利に使1・・用することができる。これを集積
するか否かの必要性に関しては既に述べた制御メモリと
同様である。
1及び第2バスへの選択データ接続部を具える読出専用
メモリとして構成された別のデータメモリのための別の
接続手段を設けるのが好適である。斯る読出専用(デー
タ)メモリは特にベクトル演算のだめの係数情報のスト
ア用に有利に使1・・用することができる。これを集積
するか否かの必要性に関しては既に述べた制御メモリと
同様である。
前記第8入力端子には前記第1及び第2バスへの選択接
続を形成する選択器を設けるのが好適で)・ある。論理
演算装置は1個又は2個のオペランドに種々の操作をカ
ロえることができる。この選択接続機構によればこの単
一オペランドを各時間に論理演算装置の四−の入力端子
に存在させることができるために、論理演算装置の構成
を簡単にする・。
続を形成する選択器を設けるのが好適で)・ある。論理
演算装置は1個又は2個のオペランドに種々の操作をカ
ロえることができる。この選択接続機構によればこの単
一オペランドを各時間に論理演算装置の四−の入力端子
に存在させることができるために、論理演算装置の構成
を簡単にする・。
ことができる。
更に、本発明7′ロセツサにおいては次の操作;−次の
命令サイクルにおいてオペランドをバス接続手段に使用
可能にするためのデータメモリのアドレス計算(当該メ
モリのアクセスも含む);−、(ス接続手段の少くとも
一方のバスでのデータ転送; 一当該命令すイクル中バス接続手段を経て転送されてき
たオペランドに少くとも論理演算装置又は乗算素子の何
れか一方で処理操作を加えて当該サト・イクル中に結果
オペランドを形成してこの結果オペランドを次の命令サ
イクル又は後の命令サイクル中にバス接続手段を経て転
送可能にするデータ処理操作; を同時に含む第1の命令サイクルを制御するタイトミン
ク装置を設けるのが好適である。この場合、一つの命令
サイクルにおいて所定程度の韮ダIJ操作を達成するこ
とができる。
命令サイクルにおいてオペランドをバス接続手段に使用
可能にするためのデータメモリのアドレス計算(当該メ
モリのアクセスも含む);−、(ス接続手段の少くとも
一方のバスでのデータ転送; 一当該命令すイクル中バス接続手段を経て転送されてき
たオペランドに少くとも論理演算装置又は乗算素子の何
れか一方で処理操作を加えて当該サト・イクル中に結果
オペランドを形成してこの結果オペランドを次の命令サ
イクル又は後の命令サイクル中にバス接続手段を経て転
送可能にするデータ処理操作; を同時に含む第1の命令サイクルを制御するタイトミン
ク装置を設けるのが好適である。この場合、一つの命令
サイクルにおいて所定程度の韮ダIJ操作を達成するこ
とができる。
更に、本発明プロセッサにおいては、第1状aと第2状
態を具え、第1状態において前記第1の命令サイクルを
制御し、第2状態において前記第゛lの命令サイクルの
半分の長さの第2の命令サイクルを制御するサイクル選
択器を設け、前記第2命令ザイクルは次の操作ニ 一次の命令サイクルのためのデータメモリのアト・レス
を計算してアドレスを形成するアドレス計算;−i前の
命令サイクル中に計算されたアドレスによリデータメモ
リをアクセスして次の命令サイクル中オペランドをバス
接続手段に使用可能にするメモリアクスセ; 一バス接続手段の少くとも一方によるデータ転送;−当
該命令サイクル又は先行命令サイクル中にバス接続手段
を経て転送された少くとも一つのオペランドに論理演算
装置と乗算素子の少くとも一力で操作を加えて、当該命
令サイクルに次の命令す1゛・イクルを加えた期間中に
結果オペランドを形成してこのオペランドを次の命令サ
イクル中又は後の命令サイクル中バス接続手段を経て転
送可能にするデータ処理操作; を同時に含むものとし、 −・・ この目的のために、出力レジスタを乗算素子と゛W、1
読出−曹込メモリとに接続し、該出力レジスタは前記サ
イクル選択器の第l状態ではトランスペアレントに駆動
し得るものとし、論理演算装置と乗算素子に入力レジス
タな・接続し、該レジスタ□は前記サイクル選択器の両
状態においてトランスペアレントに駆動し傅るものとす
るのが好適である。これら追加のレジスタの挿入により
その入力端子の信号(演算の結果)がこれらレジスタの
出力端子の信号(その前の演算の結果)から切9離1・
・される。この切り離しのために一層高い処理速度を、
高速技術を必要とすることなく、また高いクロック周波
数を用いることなく達成することができる。処理速度は
並列パイプラン原理を後に詳細に説明するように実行す
ることにより増大させるI・こともできる。しかし、こ
の場合には各命令ワードに後の命令ワードでのみ実行が
制御される操作の要素を含ませる必要があるためにプロ
グラミングが多少複雑になる。
態を具え、第1状態において前記第1の命令サイクルを
制御し、第2状態において前記第゛lの命令サイクルの
半分の長さの第2の命令サイクルを制御するサイクル選
択器を設け、前記第2命令ザイクルは次の操作ニ 一次の命令サイクルのためのデータメモリのアト・レス
を計算してアドレスを形成するアドレス計算;−i前の
命令サイクル中に計算されたアドレスによリデータメモ
リをアクセスして次の命令サイクル中オペランドをバス
接続手段に使用可能にするメモリアクスセ; 一バス接続手段の少くとも一方によるデータ転送;−当
該命令サイクル又は先行命令サイクル中にバス接続手段
を経て転送された少くとも一つのオペランドに論理演算
装置と乗算素子の少くとも一力で操作を加えて、当該命
令サイクルに次の命令す1゛・イクルを加えた期間中に
結果オペランドを形成してこのオペランドを次の命令サ
イクル中又は後の命令サイクル中バス接続手段を経て転
送可能にするデータ処理操作; を同時に含むものとし、 −・・ この目的のために、出力レジスタを乗算素子と゛W、1
読出−曹込メモリとに接続し、該出力レジスタは前記サ
イクル選択器の第l状態ではトランスペアレントに駆動
し得るものとし、論理演算装置と乗算素子に入力レジス
タな・接続し、該レジスタ□は前記サイクル選択器の両
状態においてトランスペアレントに駆動し傅るものとす
るのが好適である。これら追加のレジスタの挿入により
その入力端子の信号(演算の結果)がこれらレジスタの
出力端子の信号(その前の演算の結果)から切9離1・
・される。この切り離しのために一層高い処理速度を、
高速技術を必要とすることなく、また高いクロック周波
数を用いることなく達成することができる。処理速度は
並列パイプラン原理を後に詳細に説明するように実行す
ることにより増大させるI・こともできる。しかし、こ
の場合には各命令ワードに後の命令ワードでのみ実行が
制御される操作の要素を含ませる必要があるためにプロ
グラミングが多少複雑になる。
以下、図面につき本発明の詳細な説明する。 □第1図
は本発明によるデータプロセッサの一例の全体ブロック
図を示す。内部接続は第1の16ビツトテータバス22
と第2の16ビツトテータバス20により実現される。
は本発明によるデータプロセッサの一例の全体ブロック
図を示す。内部接続は第1の16ビツトテータバス22
と第2の16ビツトテータバス20により実現される。
回路は多数のレジス・りを具え、そのいくつかは2個の
データバスの一個に直接接続される(即ち、素子24.
26. 8+。
データバスの一個に直接接続される(即ち、素子24.
26. 8+。
46.48.5o、66(最后の2個は選択素子を介し
て )、70.?J 74,88,100,104゜1
06、118.1laO,124,126)。素子80
は 141グログラムカウンタであり、これは1m40
ビツトの512ワードの容量含有するプログラムメモリ
28をアドレスするもので、これから読出された命令は
出力レジスタ26にロードすることができる。これらの
命令の実行については後に詳述する旨その殆んどのビッ
トは簡単のため省略しである接続/デコーダを経て回路
の残部における他の諸機能を制御するものである。各種
命令の16ビツト部分は両データパスδ0.22に並列
に供給することができる。プログラムカウンタ80には
命令・14レジスタ26からの9ビツト又は8ワードス
タツ1クレジスタ158からのアドレスをロードするこ
とができる。レジスタ24は割込アドレスレジスタとし
て作用し、両バスとの間に非対称に接続する(即ち、後
述する素子84,70.78と同様に゛バス22へは年
方向に、パス20へは双方向に接続する)。このことは
不可欠の要件ではなく、長い舖令ワードに対しては制御
すべき種々の機能数が多くなるためもつと汎用の接続パ
ターンを実現することもできる。必要に応じ、メモリ2
8は集1・・槓しないで、プログラミングを容易にする
ために・個別nメモリとして構成することができ、この
場合には集積回路に命令レジスタ26に情報を供給する
ための40本の追加のビンを付加する。これら40本の
ビンのうち少くとも9本は外部メモトりへのアドレス供
給用に双方向動作するものとするのが好適である。特定
の例(図示せず)では、このアドレス供給用ビン数を1
6本としてその幅をデータバスの幅に等しくする。これ
ら4θ本の接続ピンは交互にアドレスとデータに時分割
多重・・使用する。
て )、70.?J 74,88,100,104゜1
06、118.1laO,124,126)。素子80
は 141グログラムカウンタであり、これは1m40
ビツトの512ワードの容量含有するプログラムメモリ
28をアドレスするもので、これから読出された命令は
出力レジスタ26にロードすることができる。これらの
命令の実行については後に詳述する旨その殆んどのビッ
トは簡単のため省略しである接続/デコーダを経て回路
の残部における他の諸機能を制御するものである。各種
命令の16ビツト部分は両データパスδ0.22に並列
に供給することができる。プログラムカウンタ80には
命令・14レジスタ26からの9ビツト又は8ワードス
タツ1クレジスタ158からのアドレスをロードするこ
とができる。レジスタ24は割込アドレスレジスタとし
て作用し、両バスとの間に非対称に接続する(即ち、後
述する素子84,70.78と同様に゛バス22へは年
方向に、パス20へは双方向に接続する)。このことは
不可欠の要件ではなく、長い舖令ワードに対しては制御
すべき種々の機能数が多くなるためもつと汎用の接続パ
ターンを実現することもできる。必要に応じ、メモリ2
8は集1・・槓しないで、プログラミングを容易にする
ために・個別nメモリとして構成することができ、この
場合には集積回路に命令レジスタ26に情報を供給する
ための40本の追加のビンを付加する。これら40本の
ビンのうち少くとも9本は外部メモトりへのアドレス供
給用に双方向動作するものとするのが好適である。特定
の例(図示せず)では、このアドレス供給用ビン数を1
6本としてその幅をデータバスの幅に等しくする。これ
ら4θ本の接続ピンは交互にアドレスとデータに時分割
多重・・使用する。
素子90はデータメモリで、本例では’ @ 16ビツ
トの512ワードの容量を有する読出専用メモリと(〜
て構成されている。必要に応じ、このメモリ90は集積
しないで、プログラミングを容易へにするために一個別
ガメモリとして構成すること −ができ、この場合には
集積回路に素子88への情報供給用の16本のビンを付
加する。これら16本のビンのうち9本は外部メモリへ
のアドレス供給用に双方向動作するものとする。これら
ビンも1・・時分割多重使用する。更に、素子86.1
02はデーモノすリモジュールであり、素子88.93
114ハアドレス計算ユニツトであり、素子66゜78
は両バス20.$12に対する選択器である。
トの512ワードの容量を有する読出専用メモリと(〜
て構成されている。必要に応じ、このメモリ90は集積
しないで、プログラミングを容易へにするために一個別
ガメモリとして構成すること −ができ、この場合には
集積回路に素子88への情報供給用の16本のビンを付
加する。これら16本のビンのうち9本は外部メモリへ
のアドレス供給用に双方向動作するものとする。これら
ビンも1・・時分割多重使用する。更に、素子86.1
02はデーモノすリモジュールであり、素子88.93
114ハアドレス計算ユニツトであり、素子66゜78
は両バス20.$12に対する選択器である。
レシスl 48. 100. 106はアドレス計算ユ
ニ I・ソト(第5図につき詳述する)と関連する。更
に、図から明らかなようにいくつかのレジスタ(例えば
88.104.46.72.74.84 )は両バスへ
の選択接続を有する。レジスタ50.56は選択的にト
ランスペアレント(透過)モードにし得る・レジスタと
して動作する。素子58は関連する制′御レジスタ70
を具える16x16ビツト乗算累子である。素子64は
40ビツトアキユムレータアダーである。素子68は4
0ビツトアキユムレータレジスタである。素子78は双
方向選択器で□゛ある。素子122は論理演算ユニット
である。素子116は8つの接続(ボート)を有するメ
モリで、−組のスクラッチパッドメモリ又は処理メモリ
として使用される。更に、素子igsは入/出力制御素
子であり、素子80.82.84.86.180.”1
8gは外部装置との通信用入/出力装置である。
ニ I・ソト(第5図につき詳述する)と関連する。更
に、図から明らかなようにいくつかのレジスタ(例えば
88.104.46.72.74.84 )は両バスへ
の選択接続を有する。レジスタ50.56は選択的にト
ランスペアレント(透過)モードにし得る・レジスタと
して動作する。素子58は関連する制′御レジスタ70
を具える16x16ビツト乗算累子である。素子64は
40ビツトアキユムレータアダーである。素子68は4
0ビツトアキユムレータレジスタである。素子78は双
方向選択器で□゛ある。素子122は論理演算ユニット
である。素子116は8つの接続(ボート)を有するメ
モリで、−組のスクラッチパッドメモリ又は処理メモリ
として使用される。更に、素子igsは入/出力制御素
子であり、素子80.82.84.86.180.”1
8gは外部装置との通信用入/出力装置である。
種々のレジスタは次の機能を有する。
48 SRAM86の瞬時アドレスレジスタ(ARA)
46 :RAM86の出力端子に接続されたデータレジ
スタ(DRA) 106 : RAM102の瞬時アドレスレジスタ(A
RB)104 : RAM102の出力端子に接続され
たデータレジスタ(DRB) 50.56 :乗算素子58の入力端子に接続された選
択的にトランスペアレントモードで」動作し得るレジス
九マシーンサイクル1中、入力端子の信号が関連するレ
ジスタタの出力端子に現われる(トランスペ アレントモード)か、或はレジスタ自 体内に存在する信号が出力端子に現わ゛レル(非トラン
スペアレントモート)。
46 :RAM86の出力端子に接続されたデータレジ
スタ(DRA) 106 : RAM102の瞬時アドレスレジスタ(A
RB)104 : RAM102の出力端子に接続され
たデータレジスタ(DRB) 50.56 :乗算素子58の入力端子に接続された選
択的にトランスペアレントモードで」動作し得るレジス
九マシーンサイクル1中、入力端子の信号が関連するレ
ジスタタの出力端子に現われる(トランスペ アレントモード)か、或はレジスタ自 体内に存在する信号が出力端子に現わ゛レル(非トラン
スペアレントモート)。
非トランスペアレントモードの場合に
は斯るサイクルの終了時Gこ、このときレジスタの出力
端子に存在する信号は 常にレジスタにストアされていたものILlとなル(M
XL、 MYL )。
端子に存在する信号は 常にレジスタにストアされていたものILlとなル(M
XL、 MYL )。
60 :積レジスタ(PR)
68 :アキュムレータレジスタ(AOR)?2/74
:積の最上位桁部分及び最下位桁部分用のレジスタ区
分(MSP、 i、5p)70 :シフテイング及びフ
ォーマット選択及び場合によりビット逆転(BSR)に
関するシフト素子620制御用レジスタ 118、120 : ALU122の入力端子に接続さ
れたトランスペアレントモードで又は非トラン、!11
スペアシフトモードで動作し得る2個1のレジスタ(A
XL、 AYL ) 116 :アキュムレータ機能も有する16個のスクラ
ッチパッドレジスタ(R,・・・R14);物理的には
この素子は8つの独立の゛アドレスによる8つの独立の
アクセス 機能と、2個のデータ出力端子と、1 個のデータ入力端子を有する。
:積の最上位桁部分及び最下位桁部分用のレジスタ区
分(MSP、 i、5p)70 :シフテイング及びフ
ォーマット選択及び場合によりビット逆転(BSR)に
関するシフト素子620制御用レジスタ 118、120 : ALU122の入力端子に接続さ
れたトランスペアレントモードで又は非トラン、!11
スペアシフトモードで動作し得る2個1のレジスタ(A
XL、 AYL ) 116 :アキュムレータ機能も有する16個のスクラ
ッチパッドレジスタ(R,・・・R14);物理的には
この素子は8つの独立の゛アドレスによる8つの独立の
アクセス 機能と、2個のデータ出力端子と、1 個のデータ入力端子を有する。
40、94.108 :基準アドレスレジスタ(AA、
RA。
RA。
BA)
42、96.110 :シフトアドレスレジスタ(As
、 R8゜BS) 44・98.112 ニアドレスマスキングレジスタ(
AM。
、 R8゜BS) 44・98.112 ニアドレスマスキングレジスタ(
AM。
RM、BM)
84、180 :両バスの直列出力レジスタ(sox、
soyうH,182:両バスの直列人力バッファ(S
IX、 5IY)86 :多重並列入/出力レジスタ(
PO,PI)80 :追加の並列出力レジスタ(ADO
)機能の説明 本データプロセッサはクロック(図示せず)により同期
されて1秒間に1億までの命令を実行し得る。これは数
個の命令をパイプライン構成により並列に実行し得るこ
とにより達成される。、2個゛の並列動作データバスに
よりデータ転送が加速される。外部装置とのコミュニケ
ーションが[列並びに並列コミj−ニケーション用のパ
ワフルI10インターフェースユニットにより与えられ
る。8つのデータメモリ、即ち2個の読出−書込メモリ
10と1個の続出専用メモリを具え、各メモリは専用の
アドレス計算ユニットヲ具えている。論理演算ユニツ)
1221は後述する命令セットを有する。乗算素子5
8は40ビツトアキユムレータ64/68及び汎用シフ
トユニット6Bと組合わせてるる。15本発明者はある
場合には両バス又は一方のバスにもつと大@なビット幅
、例えば!114ビットを持たせるのが有利であること
を確かめた。ある場合には全ての素子を24ビツトライ
ンの全てに接続する必要はない。場合に応じて所定の素
子は1620ビツト又は12ビツトのラインに接続する
ことが1できる。更に、素子を節約するために、ある場
合には(読出専用)メモリとデータメモリのアドレスユ
ニットを併合することができる。
soyうH,182:両バスの直列人力バッファ(S
IX、 5IY)86 :多重並列入/出力レジスタ(
PO,PI)80 :追加の並列出力レジスタ(ADO
)機能の説明 本データプロセッサはクロック(図示せず)により同期
されて1秒間に1億までの命令を実行し得る。これは数
個の命令をパイプライン構成により並列に実行し得るこ
とにより達成される。、2個゛の並列動作データバスに
よりデータ転送が加速される。外部装置とのコミュニケ
ーションが[列並びに並列コミj−ニケーション用のパ
ワフルI10インターフェースユニットにより与えられ
る。8つのデータメモリ、即ち2個の読出−書込メモリ
10と1個の続出専用メモリを具え、各メモリは専用の
アドレス計算ユニットヲ具えている。論理演算ユニツ)
1221は後述する命令セットを有する。乗算素子5
8は40ビツトアキユムレータ64/68及び汎用シフ
トユニット6Bと組合わせてるる。15本発明者はある
場合には両バス又は一方のバスにもつと大@なビット幅
、例えば!114ビットを持たせるのが有利であること
を確かめた。ある場合には全ての素子を24ビツトライ
ンの全てに接続する必要はない。場合に応じて所定の素
子は1620ビツト又は12ビツトのラインに接続する
ことが1できる。更に、素子を節約するために、ある場
合には(読出専用)メモリとデータメモリのアドレスユ
ニットを併合することができる。
命令セットの概要
第2図は実行し得る4種類の命令を示す。最初の2ビツ
トは命令のm類を示す。第1の算術命令は論理演算ユニ
ットの演算と、最大2個のバスによるバス転送と、最大
8個のアドレス計算を並列に制御する。第2の算術命令
は第1の命令と同様l・・の構成で、乗算系子の演算を
制御する。フィールドAlN510PS又はMINSは
演算を制御し、SX/DX又はSY/DYは2個のバス
上のソース素子又は宛先素子をそれぞれ制御し、RF
I IJはローカルメモリ116のアドレスとして作用
し、AOUA、 AOUB、 ’・AOURはアドレス
計算ユニットを制御する。
トは命令のm類を示す。第1の算術命令は論理演算ユニ
ットの演算と、最大2個のバスによるバス転送と、最大
8個のアドレス計算を並列に制御する。第2の算術命令
は第1の命令と同様l・・の構成で、乗算系子の演算を
制御する。フィールドAlN510PS又はMINSは
演算を制御し、SX/DX又はSY/DYは2個のバス
上のソース素子又は宛先素子をそれぞれ制御し、RF
I IJはローカルメモリ116のアドレスとして作用
し、AOUA、 AOUB、 ’・AOURはアドレス
計算ユニットを制御する。
第8の命令(分岐命令)においてはビット8〜18が分
岐の宛先アドレスを含んでいる。BRは分岐命令の種類
を示し、0ONDは分岐の条件を示す。ビット位置2及
び27〜89は空にする。或−・・(28) は又、この命令にも上述のAOUフィールドをこれ1ら
の空フィールドに含めることができる。
岐の宛先アドレスを含んでいる。BRは分岐命令の種類
を示し、0ONDは分岐の条件を示す。ビット位置2及
び27〜89は空にする。或−・・(28) は又、この命令にも上述のAOUフィールドをこれ1ら
の空フィールドに含めることができる。
第4の命令(直接ローディング)においては、フィール
ドDATAはバスに転送すべきデータを示し、他のフィ
ールドは演算命令のものと同様であ5る。これら命令の
詳細については後に詐述する。
ドDATAはバスに転送すべきデータを示し、他のフィ
ールドは演算命令のものと同様であ5る。これら命令の
詳細については後に詐述する。
標準動作モードでは、谷lワード命令は200nS□で
実行することができる。所定のプログラム制御ではこれ
1100nsに短縮することができる。これは後に詳述
するバイブライン原理の実行により達成される。これに
関し、第8図に標準の200 ns・の命令サイクルの
タイムチャートラ示す。第4図は加速命令サイクルのタ
イムチャートを示す。第8図のライン200は200
nsの長さを有する命令のタイムインターバルの系列を
示す。ライン交差部は前のインターバルと次のインター
バルの接l・絖を示す。ライン202はオペランドのフ
ェッチ操作を示す。“ブロックlは読出アドレスの計算
のためのタイムスペースを与える。個別メモリ86゜1
(l及び90の組織構成のために、これはこれら8つの
メモリの任意の組合わせで同時に行なう1ことができる
(場合によっては8個のメモリで同時に行なうこともで
きる)。更に、関連するメモリを読出す。メモリがオペ
ランドを供給する限り、インターバルブロック2におい
てこのメモリの関連する位置の情報が出力端子に有効化
される。う・、。
実行することができる。所定のプログラム制御ではこれ
1100nsに短縮することができる。これは後に詳述
するバイブライン原理の実行により達成される。これに
関し、第8図に標準の200 ns・の命令サイクルの
タイムチャートラ示す。第4図は加速命令サイクルのタ
イムチャートを示す。第8図のライン200は200
nsの長さを有する命令のタイムインターバルの系列を
示す。ライン交差部は前のインターバルと次のインター
バルの接l・絖を示す。ライン202はオペランドのフ
ェッチ操作を示す。“ブロックlは読出アドレスの計算
のためのタイムスペースを与える。個別メモリ86゜1
(l及び90の組織構成のために、これはこれら8つの
メモリの任意の組合わせで同時に行なう1ことができる
(場合によっては8個のメモリで同時に行なうこともで
きる)。更に、関連するメモリを読出す。メモリがオペ
ランドを供給する限り、インターバルブロック2におい
てこのメモリの関連する位置の情報が出力端子に有効化
される。う・、。
イン204はデータの処理を示す。そのブロック 11
は2個の転送バスの一方(又は両方〕にデータを転送す
るためのタイムスペースを与えると共に可能な場合には
乗算素子及び/又は論理演算ユニットにおける実際の処
理のためのタイムスペース−・會与える。しかし、所定
の場合には、例えばレジスタからレジスタへの転送のみ
が行なわれるときは斯る操作は行なわれない。このライ
ン上のブロック2の間、このようにして得られた任意の
データが処理されて関連する処理素子の出力端子に有I
ll効に現われる。ライン206はこのよつに形成され
たデータの送出を示す。そのブロックlは2個の読出−
書込メモリの一方(又は双方〕のアドレスの計算のため
のタイムスペースを与える。ブロック2はバス20.2
2の一方又は双方を経て絖1・山−書込メモリへ転送す
るだめのタイムスペースを与え、この目的のためにこの
場合にはアドレスはライン206のブロック1で計算さ
れる。これがため、1つの命令の開始と終了との間には
200 nSの8つのブロックが存在する。しかし1,
1゜(81) これらブロックの第2ブロツク中にアドレス計算1を次
の命令のために予め行なうことができる。このサイクル
の第8ブロツク中にデータ処理(アキュムレータを具え
る乗算素子及び/又は論理演算ユニット)を次の命令の
ために予め行なうことが゛・できる。上述のような命令
の実行中、素子84内のプログラムステータスレジスタ
PSTのピットFQRは値“θ″を有する。第2の高速
動作モードは後に説明する。
は2個の転送バスの一方(又は両方〕にデータを転送す
るためのタイムスペースを与えると共に可能な場合には
乗算素子及び/又は論理演算ユニットにおける実際の処
理のためのタイムスペース−・會与える。しかし、所定
の場合には、例えばレジスタからレジスタへの転送のみ
が行なわれるときは斯る操作は行なわれない。このライ
ン上のブロック2の間、このようにして得られた任意の
データが処理されて関連する処理素子の出力端子に有I
ll効に現われる。ライン206はこのよつに形成され
たデータの送出を示す。そのブロックlは2個の読出−
書込メモリの一方(又は双方〕のアドレスの計算のため
のタイムスペースを与える。ブロック2はバス20.2
2の一方又は双方を経て絖1・山−書込メモリへ転送す
るだめのタイムスペースを与え、この目的のためにこの
場合にはアドレスはライン206のブロック1で計算さ
れる。これがため、1つの命令の開始と終了との間には
200 nSの8つのブロックが存在する。しかし1,
1゜(81) これらブロックの第2ブロツク中にアドレス計算1を次
の命令のために予め行なうことができる。このサイクル
の第8ブロツク中にデータ処理(アキュムレータを具え
る乗算素子及び/又は論理演算ユニット)を次の命令の
ために予め行なうことが゛・できる。上述のような命令
の実行中、素子84内のプログラムステータスレジスタ
PSTのピットFQRは値“θ″を有する。第2の高速
動作モードは後に説明する。
(1) プログラムメモリ28
このメモリはプログラムカウンタ3oによりアドレスさ
れる。このカウンタはインクリメント機首上(アドレス
+IJt!すると共に6コンスタント″機能(アドレス
不変)を有する。更に次の機l・能を行なうことができ
る。
れる。このカウンタはインクリメント機首上(アドレス
+IJt!すると共に6コンスタント″機能(アドレス
不変)を有する。更に次の機l・能を行なうことができ
る。
−0ALL命令
−JUMP命令
−RETURN命令
プログラムカウンタはリセット入力端子8a及2.1び
割込入力端子85を具える制御ユニッ)811C’より
制御される。その状態は 一命令反復を指示するレジスタa2 −前記命令カテゴリ用レジスタPST内に条件情報を含
むと共に命令サイクル情報(FQR)及び・割込の許可
に関する情報も含むレジスタバンク4 によっても制御される。これらのレジスタ82゜34は
バス20からロードすることができ(34はデータソー
スとしても作用し得る〕、これがた1・・めこれらレジ
スタは両バス20.22に非対称に接続する。
割込入力端子85を具える制御ユニッ)811C’より
制御される。その状態は 一命令反復を指示するレジスタa2 −前記命令カテゴリ用レジスタPST内に条件情報を含
むと共に命令サイクル情報(FQR)及び・割込の許可
に関する情報も含むレジスタバンク4 によっても制御される。これらのレジスタ82゜34は
バス20からロードすることができ(34はデータソー
スとしても作用し得る〕、これがた1・・めこれらレジ
スタは両バス20.22に非対称に接続する。
実際のプログラムカウンタ80(9ビツト)は次の機能
を満足する。
を満足する。
−メモリ28から谷命令が命令レジスタ26にフl。
エッチ式れるのに応答してプログラムカウンタはインク
リメント(プラス1カウントフスる。
リメント(プラス1カウントフスる。
順次の通常の命令の一つの実行時においてはそのアドレ
スフィールドの値がプログラムカウンタに新しいアドレ
スとして転送される:−ジャンプ命令(実行可能な場合
〕 −コール命令(実行可能な場合) 後者の(コールノ命令においては、プログラムカウンタ
の内容が+1カウント後にスタックレジスタ158の上
部レジスタに書き込まれる。リターン合金が実行される
とき、スタックの最上位レジスタの内容がプログラムカ
ウンタに転送される。
スフィールドの値がプログラムカウンタに新しいアドレ
スとして転送される:−ジャンプ命令(実行可能な場合
〕 −コール命令(実行可能な場合) 後者の(コールノ命令においては、プログラムカウンタ
の内容が+1カウント後にスタックレジスタ158の上
部レジスタに書き込まれる。リターン合金が実行される
とき、スタックの最上位レジスタの内容がプログラムカ
ウンタに転送される。
レジスタ24からの割込アドレスは入力端子85の割込
ビット(INT)が値0を取るときにプログラムカウン
タに転送され、この割込はレジスタ 111PSTの関
連するエネーブルピッ) IEが([”1”を有すると
きに許可され、+1カウントされたプログラムカウンタ
の内容がスタックの最上位レジスタに書込まれる。
ビット(INT)が値0を取るときにプログラムカウン
タに転送され、この割込はレジスタ 111PSTの関
連するエネーブルピッ) IEが([”1”を有すると
きに許可され、+1カウントされたプログラムカウンタ
の内容がスタックの最上位レジスタに書込まれる。
スタックレジスタは故入れ先出し構成の8個の19ピツ
トレジスタを具えるため、最大8レベルのネスト構成を
サブルーチン/割込において使用することができる。
トレジスタを具えるため、最大8レベルのネスト構成を
サブルーチン/割込において使用することができる。
(2)データメモリモジュール86 、102,90読
出専用メモリ90は1語16ビツト構成で 1゜512
ワードの容量を有し、他の2個のメモリは11@16ビ
ツト構成で256ワードの容量を有する。アドレスはそ
れぞれ9ビツト及び8ビツト長である。メモリ86.1
02のデータ人力端子はバス20.22に非対称に接続
する。それらの出′・刀端子は選択器を介してバス20
.22に対称に接続し、データは必要に応じ一方のバス
又は両方のバスを経て転送される。上述の低速命令サイ
クルが駆動されるときは出力レジスタ46,88゜10
4は連続的にトランスペアレントモードにすluれる。
出専用メモリ90は1語16ビツト構成で 1゜512
ワードの容量を有し、他の2個のメモリは11@16ビ
ツト構成で256ワードの容量を有する。アドレスはそ
れぞれ9ビツト及び8ビツト長である。メモリ86.1
02のデータ人力端子はバス20.22に非対称に接続
する。それらの出′・刀端子は選択器を介してバス20
.22に対称に接続し、データは必要に応じ一方のバス
又は両方のバスを経て転送される。上述の低速命令サイ
クルが駆動されるときは出力レジスタ46,88゜10
4は連続的にトランスペアレントモードにすluれる。
(3) アドレス計算ユニット
本例のアドレス計算ユニ7)88.92.114は、3
8.114のワード長が8ビツト、92のワード長が9
ビツトである点を除いて同一である。ドアドレス計算は
2個の算術/データ転送命令及びロード即値命令と共存
させることができる。これがためアドレス計算を高速に
実行することができる。
8.114のワード長が8ビツト、92のワード長が9
ビツトである点を除いて同一である。ドアドレス計算は
2個の算術/データ転送命令及びロード即値命令と共存
させることができる。これがためアドレス計算を高速に
実行することができる。
斯るアドレス計算ユニットのブロック図は第54亀1−
図に示し、バス208(第り図の2本の/くス20,
121の一方)を具えると共に全ての素子を実際のメモ
リマトリックス兼アドレスデコーダの友めの接続手段2
82までの間に具える。入力側には次の8個のレジスタ
が設けられている。
図に示し、バス208(第り図の2本の/くス20,
121の一方)を具えると共に全ての素子を実際のメモ
リマトリックス兼アドレスデコーダの友めの接続手段2
82までの間に具える。入力側には次の8個のレジスタ
が設けられている。
21Oニアドレスマスク用レジスタ
212:計Xff1開始する際の実アドレス用レジスタ
213ニシフト(オフセット〕用レジスタこれら8つの
レジスタの内容は割込操作の開始時に、後の操作中にお
ける後の使用のために保持J・・することができる0累
子214は限られたピット幅及び限られた範囲の演算機
能(第1図の素子122に対し)を有する論理演算ユニ
ットである0素子216は素子214の計算結果をマス
キングレジスタ210の内容によや通過又は阻止し得る
7 1スキング素子でおる0マスキング累子216の出
力端子はAレジスタ21gに接続する。更に、逆転素子
218においてビット順序を逆転させることができる。
213ニシフト(オフセット〕用レジスタこれら8つの
レジスタの内容は割込操作の開始時に、後の操作中にお
ける後の使用のために保持J・・することができる0累
子214は限られたピット幅及び限られた範囲の演算機
能(第1図の素子122に対し)を有する論理演算ユニ
ットである0素子216は素子214の計算結果をマス
キングレジスタ210の内容によや通過又は阻止し得る
7 1スキング素子でおる0マスキング累子216の出
力端子はAレジスタ21gに接続する。更に、逆転素子
218においてビット順序を逆転させることができる。
素子218からの結果を実アドレスレジスタ280にス
トアすることができる0この 、。
トアすることができる0この 、。
レジスタ280には16ビツトバスの全ライン(又1は
一部のライン)上のデータを直接ロードすることもでき
る。素子216でのマスキングは所定のモジュロ値に従
ってアドレスを周期的に通過させるのに使用することが
できる。ビット順序の逆転・は所定のフーリエ変換計算
に使用することができる。マスク値(0”)がモジュロ
レジスタ210に受信されるときはレジスタ280の関
連するビット位置はそのま\である。しかし、値″1”
が受イdされると、関連するピット位置は新しい値に更
2・・新される。所定の場合には関連するピット位置に
逆転処理を施こしておくこともできる。この場合のレジ
スタ230の制御を点線で示しである。実際には後述す
る操作を制御する制御ユニットを設ける。
一部のライン)上のデータを直接ロードすることもでき
る。素子216でのマスキングは所定のモジュロ値に従
ってアドレスを周期的に通過させるのに使用することが
できる。ビット順序の逆転・は所定のフーリエ変換計算
に使用することができる。マスク値(0”)がモジュロ
レジスタ210に受信されるときはレジスタ280の関
連するビット位置はそのま\である。しかし、値″1”
が受イdされると、関連するピット位置は新しい値に更
2・・新される。所定の場合には関連するピット位置に
逆転処理を施こしておくこともできる。この場合のレジ
スタ230の制御を点線で示しである。実際には後述す
る操作を制御する制御ユニットを設ける。
この点に関し、第6図にアドレス計算ユニットa8,9
2,114の命令セットを示す0これらアドレス計算ユ
ニットは命令ワードの関連するフィールドで制御され、
081〜88は素子88用、084〜86は素子114
用、087〜89は素子2、。
2,114の命令セットを示す0これらアドレス計算ユ
ニットは命令ワードの関連するフィールドで制御され、
081〜88は素子88用、084〜86は素子114
用、087〜89は素子2、。
92用である(このワードは前述のレジスタ261内に
存在するり。第6図は2つの分けてあり、上手部は当該
ユニットが後述するマイクロ命令ワードのフィールドD
X及び/又はDYの制御の下でテーク宛先として選択さ
れていないときに適用し得るものである。逆の場合には
下半部を適用し得る。第1欄は二一モニックを示し、第
2欄はビットパターンを示し、第8〜第6欄は4個のレ
ジスタ280.212.218.210の新しい内容を
示し、“’ B [I S”はそのレジスタをバスから
の新し1・□いテークで満たすことを意味する。(A+
1)mMはアドレス(A+1)’eマスキングレジスタ
Mの内容によりマスクすることを意味し、これに対応し
て例えばA−1,A+S等も同様である。”BR’”は
ビット順序を逆転することを意味する。命令 jLAL
Lはパスの内容をビット反転することを意味する。関連
するアドレス計算ユニットのローディング中は、”即値
ロード″命令であってもMレジスタ210の内容はAR
レジスタ280の実ローディングに影響を与えない。ビ
ット位1tはこの場合・。
存在するり。第6図は2つの分けてあり、上手部は当該
ユニットが後述するマイクロ命令ワードのフィールドD
X及び/又はDYの制御の下でテーク宛先として選択さ
れていないときに適用し得るものである。逆の場合には
下半部を適用し得る。第1欄は二一モニックを示し、第
2欄はビットパターンを示し、第8〜第6欄は4個のレ
ジスタ280.212.218.210の新しい内容を
示し、“’ B [I S”はそのレジスタをバスから
の新し1・□いテークで満たすことを意味する。(A+
1)mMはアドレス(A+1)’eマスキングレジスタ
Mの内容によりマスクすることを意味し、これに対応し
て例えばA−1,A+S等も同様である。”BR’”は
ビット順序を逆転することを意味する。命令 jLAL
Lはパスの内容をビット反転することを意味する。関連
するアドレス計算ユニットのローディング中は、”即値
ロード″命令であってもMレジスタ210の内容はAR
レジスタ280の実ローディングに影響を与えない。ビ
ット位1tはこの場合・。
には逆転されない。
(4) 乗算素子58
乗算は[Q、 J、 Mech、 AT)I)1. M
ath、 4 J (195l)。
ath、 4 J (195l)。
P、286−240のA、 D、 BQOth の論文
″ Asignea binary mn1tipli
er technique”に記載□されているブース
(Booth )のアルゴリズムに従って並列に完全に
行なわれ、r IEEE Trans。
″ Asignea binary mn1tipli
er technique”に記載□されているブース
(Booth )のアルゴリズムに従って並列に完全に
行なわれ、r IEEE Trans。
cornpnters 」 (octorber 19
76 ) 、P10141−1015のり、P、 Ru
binf″eldの論文″A proofot゛the
modified Booth+、s algori
thm forJlltipliOatiOn ”に発
表されているよりに修正する。レジスタ50.56の出
力端子の2個の16ビツトオベランドから32ビツトの
槓ワードが1マシーンサイクルで形成される。この乗算
素子は最上位桁ビットが負値(符号ビット)を有するも
1・のとして動作するよう構成する。これがためオペラ
ンドの多倍精度での処理中、その下位桁部分に符号ビッ
トを含まず、先行ビット位置には常に零を入れる必要が
ある。この抑圧自体については本願人に係る%願昭 号
に記載されて、。
76 ) 、P10141−1015のり、P、 Ru
binf″eldの論文″A proofot゛the
modified Booth+、s algori
thm forJlltipliOatiOn ”に発
表されているよりに修正する。レジスタ50.56の出
力端子の2個の16ビツトオベランドから32ビツトの
槓ワードが1マシーンサイクルで形成される。この乗算
素子は最上位桁ビットが負値(符号ビット)を有するも
1・のとして動作するよう構成する。これがためオペラ
ンドの多倍精度での処理中、その下位桁部分に符号ビッ
トを含まず、先行ビット位置には常に零を入れる必要が
ある。この抑圧自体については本願人に係る%願昭 号
に記載されて、。
いる。
素子68の出刃端子にはアキュムレータアダー〇4及び
アキュムレータレジスタ6Bを接続し、画素子とも40
ビツトの幅を有する。必要に応じ、レジスタ60内の符
号ビット(積の最上位桁ピッ・ト〕は40ビツトの総数
が到達するまで上位桁ピット上に転記される。更に2個
のフラグビットが素子84内のプログラムステータスレ
ジスタPST内に与えられる(或は又この数が増加され
るり。
アキュムレータレジスタ6Bを接続し、画素子とも40
ビツトの幅を有する。必要に応じ、レジスタ60内の符
号ビット(積の最上位桁ピッ・ト〕は40ビツトの総数
が到達するまで上位桁ピット上に転記される。更に2個
のフラグビットが素子84内のプログラムステータスレ
ジスタPST内に与えられる(或は又この数が増加され
るり。
(al 値レンジの許容限界値をオーバすると、オー・
・・パフロービット0VFLIが生成される。その論理
関数は40ビツトの累算/加算結果の2個の最上位桁ビ
ットのEXOLIJSIVE−ORである。
・・パフロービット0VFLIが生成される。その論理
関数は40ビツトの累算/加算結果の2個の最上位桁ビ
ットのEXOLIJSIVE−ORである。
(ill 第2ステータスピツ) SGNMは累算結果
の符号を示す。その論理関数は0VFLと累算/加算1
結果の最上位桁ビットの1つ前のビットとのEXOLU
SIVE−ORTある。
の符号を示す。その論理関数は0VFLと累算/加算1
結果の最上位桁ビットの1つ前のビットとのEXOLU
SIVE−ORTある。
0VFLが算術命令のために値″′l”を得る場合、ピ
ッ) 0VFL、SGNMtff、固定される。この場
合、これらビットはプログラム制御によってのみ変更
。
ッ) 0VFL、SGNMtff、固定される。この場
合、これらビットはプログラム制御によってのみ変更
。
でき、論理演算ユニット内のプログラムステータlスレ
ラスタの内容は変更操作を受ける。ビット0VFLが値
′″0”を保つかぎり、両スタータスビットはアキュム
レータにより使用される谷算術命令後に質問される0累
算結果はレジスタ68にス−・ドアされると共にシフト
、抽出及びリフオーマツティング操作のために素子62
に供給される。アキュムレータレジスタ68の出力B7
キユムLy −タアタ゛−64に帰還される。
ラスタの内容は変更操作を受ける。ビット0VFLが値
′″0”を保つかぎり、両スタータスビットはアキュム
レータにより使用される谷算術命令後に質問される0累
算結果はレジスタ68にス−・ドアされると共にシフト
、抽出及びリフオーマツティング操作のために素子62
に供給される。アキュムレータレジスタ68の出力B7
キユムLy −タアタ゛−64に帰還される。
(5) シフト素子62
第7図はリフオーマティング操作も行なうシフト素子金
示す。この図の上部にはアキュムレータ/アダー64か
ら40ビツトが到来する0オーバフロー状態をできるだ
け避けるために符号拡張操作を含めである。オーバフロ
ー状態は、四−の符号l・を有する複数個の順次の数の
加算によりその和が大きくなりすぎるときに生ずる。本
例ではこの危険は低減される0抽出器400の入力端子
には最上位桁ビットAO089がその上の15の上位ビ
ット位置まで延在する。これはオーバフロー状態を−。
示す。この図の上部にはアキュムレータ/アダー64か
ら40ビツトが到来する0オーバフロー状態をできるだ
け避けるために符号拡張操作を含めである。オーバフロ
ー状態は、四−の符号l・を有する複数個の順次の数の
加算によりその和が大きくなりすぎるときに生ずる。本
例ではこの危険は低減される0抽出器400の入力端子
には最上位桁ビットAO089がその上の15の上位ビ
ット位置まで延在する。これはオーバフロー状態を−。
検出するためである。シフト素子400において□はこ
のように受信された55ビツトから82ビツト(倍長)
ワードが抽出される。図の左側には4ビツトコード(
ビット0・・・8)f:fむレジスタ(70)BSR’
e示しである。このコードはデコーダ402によりテコ
ードされる。この点に関し、第7a図に16種類の可能
な抽出を示しである。
のように受信された55ビツトから82ビツト(倍長)
ワードが抽出される。図の左側には4ビツトコード(
ビット0・・・8)f:fむレジスタ(70)BSR’
e示しである。このコードはデコーダ402によりテコ
ードされる。この点に関し、第7a図に16種類の可能
な抽出を示しである。
アキュムレータビットは最下位桁ビット″0″で補充さ
れる。これがため、ビットBSRO,・・8の0000
i ・・・i 1111により互にシフトされた161
・・種類の各32ビツトの抽出が得られる。レジスタ7
0は実際の抽出操作前に少くともl命令サイクルで充填
する必要がある。ビットB5R4,5はデコーダ401
1Cよりテコードされ、これにょ9リフオーマツチング
装置1406が駆動される。抽 1・出された82ビツ
トはE8] ・・・KOとして示しである。ピッ)BS
R4,5の値は次のりフォーマツティング操作を制御す
る。
れる。これがため、ビットBSRO,・・8の0000
i ・・・i 1111により互にシフトされた161
・・種類の各32ビツトの抽出が得られる。レジスタ7
0は実際の抽出操作前に少くともl命令サイクルで充填
する必要がある。ビットB5R4,5はデコーダ401
1Cよりテコードされ、これにょ9リフオーマツチング
装置1406が駆動される。抽 1・出された82ビツ
トはE8] ・・・KOとして示しである。ピッ)BS
R4,5の値は次のりフォーマツティング操作を制御す
る。
00:抽出82ビツトワードを2個の半ワードの形でユ
ーザに使用可能にする〇 lO:下位半ワードの最下位桁ビット’1 ” o″゛
に1すると共に、残部を下位方向に1位置シフトさせ、
抽出結果の最終ピラトラ抑圧する。
ーザに使用可能にする〇 lO:下位半ワードの最下位桁ビット’1 ” o″゛
に1すると共に、残部を下位方向に1位置シフトさせ、
抽出結果の最終ピラトラ抑圧する。
01:00と同様、但し下位半ワードのビットを逆転す
る。
る。
素子72.74はレジスタであり、その出力の2個のバ
スへの選択は各別の選択器73.75(第1図に図示せ
ず〕で示しである。抽出器400は32ビツトを素子4
06へ供給するのに加えて9ビツトの上位ビットE81
. ・・・・E40をオー/(It・フロー検出器を構
成する検出器408にも供給する。これら9ビツトの中
に非許容ビット値(E81とは異なる)が生じた場合、
プログラムステータスレジスタPSTのビット00Ri
” 1”にセットされ、これは関連する上位ビットは符
号表示ピッ1トE81の反復でなければならないためで
5ある。
スへの選択は各別の選択器73.75(第1図に図示せ
ず〕で示しである。抽出器400は32ビツトを素子4
06へ供給するのに加えて9ビツトの上位ビットE81
. ・・・・E40をオー/(It・フロー検出器を構
成する検出器408にも供給する。これら9ビツトの中
に非許容ビット値(E81とは異なる)が生じた場合、
プログラムステータスレジスタPSTのビット00Ri
” 1”にセットされ、これは関連する上位ビットは符
号表示ピッ1トE81の反復でなければならないためで
5ある。
諸機能を制御する命令中のフィールドMINSについて
は後に詳述する。
は後に詳述する。
(6) ALUユニット122
第8図は論理演算ユニッ) 122とその外部装 ・・
1置を示す。ブロック6 fl 、118.120及び
1221は第1図に示すものである。ブロック119は
命令のフィールドOPS用テコーダであり、ブロック1
21は命令のフィールドAlN5用デコーダである。ブ
ロック125は命令のフィールドsx、sy。
1置を示す。ブロック6 fl 、118.120及び
1221は第1図に示すものである。ブロック119は
命令のフィールドOPS用テコーダであり、ブロック1
21は命令のフィールドAlN5用デコーダである。ブ
ロック125は命令のフィールドsx、sy。
DX、DY用テコーダである。ALU累子素子2の出力
端子には後述するシフト機能及び回転機能用ブロック1
28を接続する。プログラムステータスレジスタPST
i図示してないテコード素子を用いてALU122に及
びシフト/回転素子128に1・・接続する。
端子には後述するシフト機能及び回転機能用ブロック1
28を接続する。プログラムステータスレジスタPST
i図示してないテコード素子を用いてALU122に及
びシフト/回転素子128に1・・接続する。
ユニツ) 122は2の補数法で動作する。フラグビッ
トは次の通りである(下記の場合に1″になる): Z : ALU演算の結果が″零″である。
トは次の通りである(下記の場合に1″になる): Z : ALU演算の結果が″零″である。
N:結果(2の補数として解釈)が負である。
C:桁上げ信号がおる(この信号は多倍精度ワードの任
意の下位部分に対する符号なし算術演舞において起!l
l得る〕 0ニオ−バフロー状態(2の補数表示の場合には、、。
意の下位部分に対する符号なし算術演舞において起!l
l得る〕 0ニオ−バフロー状態(2の補数表示の場合には、、。
誤りを意味する)。これがため、ビット”z”1はオペ
ランドの全ビラトラ検出して形成する。
ランドの全ビラトラ検出して形成する。
ビット0及びNは符号ビットの検出により形成され、オ
ーバフロー状態は乗算素子について前述したと同一の方
法で検出される。 へ各種演算の定義は次の通りである
。
ーバフロー状態は乗算素子について前述したと同一の方
法で検出される。 へ各種演算の定義は次の通りである
。
]、、ODM t!f#理補数
2、AND 論理種機能
8、OR論理和機能
4、EXOR排他論理和機能
5、ADD 加算
6、 XADD 拡張(多倍精度)加算;これはオペラ
ンドの下位桁部分の先行処理中に 桁上げ信号をオペランドの上位桁部 分の後の処理のためにストアするこ1・と全意味する。
ンドの下位桁部分の先行処理中に 桁上げ信号をオペランドの上位桁部 分の後の処理のためにストアするこ1・と全意味する。
?、SUB 減算
8、X8UB 拡張(即ち多倍精度)減算;これは同様
に所定の場合においてオペラン ドの順次に処理する部分間で1つの、。
に所定の場合においてオペラン ドの順次に処理する部分間で1つの、。
ビット信号を桁上げすることを意味□
する0
9、NEG 算術極性反転
10、XNEG 拡張(多倍精度ン極注反転11.0N
EG 条件付極性反転 12、− 18、INOインクリメント 14、XlN0 拡張(多倍精度〕インクリメント15
、DEOデク・リメント 16、XDEO拡張(多倍精度)デクリメント17、N
OP ノーアクション、フラグビット保持18、PAs
s オペランドの無修正通過19.5WAP 上位桁バ
イトと下位桁バイトとの入替え 20.08UB 条件付き減算 21、− 22、ADDM オペランドBの最上位桁ビットをオペ
ランドAに刀口算 2&X5GN Nフラグビット(符号を示す)を16ビ
ツトに亘って転記;従ってこれは、。
EG 条件付極性反転 12、− 18、INOインクリメント 14、XlN0 拡張(多倍精度〕インクリメント15
、DEOデク・リメント 16、XDEO拡張(多倍精度)デクリメント17、N
OP ノーアクション、フラグビット保持18、PAs
s オペランドの無修正通過19.5WAP 上位桁バ
イトと下位桁バイトとの入替え 20.08UB 条件付き減算 21、− 22、ADDM オペランドBの最上位桁ビットをオペ
ランドAに刀口算 2&X5GN Nフラグビット(符号を示す)を16ビ
ツトに亘って転記;従ってこれは、。
乗算素子について述べたよりな″符1
号拡張″である。
2’4. A、 S L 左方向(上位桁丈方向)への
算術シフト 25、XASL 左方向への拡張算術シフト26、LS
L 左方向への論理シフト 27、LROL 左方向への論理回転 28、ASR右方向への算術シフト 29XASR右方向への拡張シフト 80、LR右方向への論理シフト 81、LROR時計方向の論理回転 82、NULL 出力″′θ″を発生 上述のリストにおいて、論理演算はビットレベルで行な
われる。算術演算では符号ビットが所定の場合に特定の
方法で処理される。回転操作ではI。
算術シフト 25、XASL 左方向への拡張算術シフト26、LS
L 左方向への論理シフト 27、LROL 左方向への論理回転 28、ASR右方向への算術シフト 29XASR右方向への拡張シフト 80、LR右方向への論理シフト 81、LROR時計方向の論理回転 82、NULL 出力″′θ″を発生 上述のリストにおいて、論理演算はビットレベルで行な
われる。算術演算では符号ビットが所定の場合に特定の
方法で処理される。回転操作ではI。
シフトアウトされたビットが反対側でオペランドに貴び
〃lえられる。命令のサブフィールドの詳細については
第18図(a−a)を参照されたい。
〃lえられる。命令のサブフィールドの詳細については
第18図(a−a)を参照されたい。
プログラムステータスレジスタPSTのバス接続手段へ
の接続は簡単化して示し7である。
の接続は簡単化して示し7である。
第9図は第1アキユムレ〜り手段の構造を示す。゛アキ
ュムレータアダー122はALU内に位置すること明ら
かである。メモリMEMは谷m=16ビツトの2 ワー
ドをストアするメモリバンクで構成する。このメモリは
1個のデータ入力端子Yと2個の出力端子0UT1及び
0UT2を有し、各端子はmビット幅である。8個の各
別のアドレス入力端子ADRY 、ADROUTI及び
ADROU’l’2があり、各端子はnビット(本例で
はn−4)の幅を有する。第1のアドレス入力端子は譬
込アト−・・レスであり、他の2個は読出アドレスであ
り、各々関連するテータ接続のためのものでおる。これ
ら8つの接続は一つの同一の命令サイクルにおいて同時
に且つ独立に動作させることができる。
ュムレータアダー122はALU内に位置すること明ら
かである。メモリMEMは谷m=16ビツトの2 ワー
ドをストアするメモリバンクで構成する。このメモリは
1個のデータ入力端子Yと2個の出力端子0UT1及び
0UT2を有し、各端子はmビット幅である。8個の各
別のアドレス入力端子ADRY 、ADROUTI及び
ADROU’l’2があり、各端子はnビット(本例で
はn−4)の幅を有する。第1のアドレス入力端子は譬
込アト−・・レスであり、他の2個は読出アドレスであ
り、各々関連するテータ接続のためのものでおる。これ
ら8つの接続は一つの同一の命令サイクルにおいて同時
に且つ独立に動作させることができる。
(7) 割込アドレスレジスタ24:
レジスタ24は2個のバスの一方からロードされ、割込
操作の開始時にプログラムカウンタ30に転送するアド
レスを保持する。
操作の開始時にプログラムカウンタ30に転送するアド
レスを保持する。
(8) プログラムステータスレジスタ;これについて
は16ビツトプログラムステータ1、スレジスタ(第1
図の素子84内にある)のピッ′ト単位区分を示す第1
2図を参照されたい。これらビットは次の意味を有する
。
は16ビツトプログラムステータ1、スレジスタ(第1
図の素子84内にある)のピッ′ト単位区分を示す第1
2図を参照されたい。これらビットは次の意味を有する
。
0.1 : 0VFL及びSGNM 、この2ビツトは
乗算素子及びその外部装置について説明し)た通りであ
る。
乗算素子及びその外部装置について説明し)た通りであ
る。
2 :OOR,抽出器のオーバフロー状態8〜6 :
Z 、 O、N 、 Oiこの4ビツトはALUユニッ
トについて説明した通りで必る。
Z 、 O、N 、 Oiこの4ビツトはALUユニッ
トについて説明した通りで必る。
7〜9ニアドレス計算ユニツト用に予約された8 1L
1個のフラグ 10 :IE割込許可/不許可 11 :FQR,命令サイクル選択ビット;電属の2ビ
ツトはプログラム制御により変更できる 12〜15:使用せず (9)人/出力ステータスレジスタ(IOF)このレジ
スタは8個のレジスタを具えるレジスp /<ンク34
の一部f:#4成する。このレジスタは外m装置とのコ
ミュニケーションのためのステ、2.1タス情報及びフ
ラグビットを含む。これらフラグビットは次の意味を有
する。5IXAOKはレジスタ82の有効情報充填程度
を示す。5IYAOKはレジスタ132に対し同じこと
を示す。5OXAOKはレジスタ84にデータがロード
されているか否かを示す。5OYAOKも同一の目的に
使用される。
1個のフラグ 10 :IE割込許可/不許可 11 :FQR,命令サイクル選択ビット;電属の2ビ
ツトはプログラム制御により変更できる 12〜15:使用せず (9)人/出力ステータスレジスタ(IOF)このレジ
スタは8個のレジスタを具えるレジスp /<ンク34
の一部f:#4成する。このレジスタは外m装置とのコ
ミュニケーションのためのステ、2.1タス情報及びフ
ラグビットを含む。これらフラグビットは次の意味を有
する。5IXAOKはレジスタ82の有効情報充填程度
を示す。5IYAOKはレジスタ132に対し同じこと
を示す。5OXAOKはレジスタ84にデータがロード
されているか否かを示す。5OYAOKも同一の目的に
使用される。
PIAOK :このフラグビットはWRビンにおける低
レベルから高レベルへの遷移によりプロセッサのクロッ
ク(図示せずつと同期してh 1 uにセットされる。
レベルから高レベルへの遷移によりプロセッサのクロッ
ク(図示せずつと同期してh 1 uにセットされる。
データがPIレジスタ(86)からa出・・・されると
き、このフラグは再び0′″にセットされる。POAO
K :このフラグビットはHDピンにおける低レベルか
ら尚レベルへの遷移により内部クロックと同期してn
1 ++にセットされる。データがPO(8L)レジス
タに書込まれるとき、この1フラグは再び”0′”にセ
ットされる。この人/出力ステータスレジスタ内の2個
のビットIIi’A。
き、このフラグは再び0′″にセットされる。POAO
K :このフラグビットはHDピンにおける低レベルか
ら尚レベルへの遷移により内部クロックと同期してn
1 ++にセットされる。データがPO(8L)レジス
タに書込まれるとき、この1フラグは再び”0′”にセ
ットされる。この人/出力ステータスレジスタ内の2個
のビットIIi’A。
IFBはユーザが定義するフラグビットを含み、これら
フラグビットはジャンプ条件の創案中に質問用に集積回
路に予約されている接続ビンを経て1゜質問することが
できる。
フラグビットはジャンプ条件の創案中に質問用に集積回
路に予約されている接続ビンを経て1゜質問することが
できる。
(10) 命令反復レジスタ32
このレジスタ82はハードウェア命令カウンタとして作
用し、これに値Nがロードされると、次の命令がN回〈
υ返えされる。このレジスタは任・意の命令の実行に応
答してデクリメントされるが、プログラムカウンタ80
はレジスタ82の内容が零のときにのみインクリメント
される。斯る反復はベクトル演算に特に有利に使用でき
る。
用し、これに値Nがロードされると、次の命令がN回〈
υ返えされる。このレジスタは任・意の命令の実行に応
答してデクリメントされるが、プログラムカウンタ80
はレジスタ82の内容が零のときにのみインクリメント
される。斯る反復はベクトル演算に特に有利に使用でき
る。
(11) 入/出力装置の説明
5OX(84)及び5OY(182)接続手段は関連す
るバスからのデータを外部装置へ送出することかできる
。この目的のために、谷接続手段は外部クロックで同期
し得る16ピツトレジスタを具える。これらレジスタは
内部リクエスト及びデータ1゜充填操作のための同期ハ
ンド/エータとしてのエネーブル信号も受信する。両レ
ジスタとも出方端に出力すべきビット数を指示するプリ
セッタブルカウンタを有する。
るバスからのデータを外部装置へ送出することかできる
。この目的のために、谷接続手段は外部クロックで同期
し得る16ピツトレジスタを具える。これらレジスタは
内部リクエスト及びデータ1゜充填操作のための同期ハ
ンド/エータとしてのエネーブル信号も受信する。両レ
ジスタとも出方端に出力すべきビット数を指示するプリ
セッタブルカウンタを有する。
5IX(82)及び5IY(180)接続手段は外部4
3゜装置からのデータを関連するデータバスに受信す゛
ることかできる。この目的のために谷接続手段は内部ク
ロックで同期し得る直列入力シフトレジスタを具える。
3゜装置からのデータを関連するデータバスに受信す゛
ることかできる。この目的のために谷接続手段は内部ク
ロックで同期し得る直列入力シフトレジスタを具える。
この人力シフトレジスタはバスへデータを供給するだめ
のバッファレジスタに並列ニ・接続される。最后に、こ
れらレジスタは並列レジスタからの続出操作のための同
期ハンドシェークとして内部リクエストとエネーブル信
号を受信する。また、バスに並列にロードすべきビット
数を制御するプリセッタブルカウンタも設けられる。1
・・PI/PO(86)接続手段はプロセッサへ及びか
らデータを並列転送する。この目的のために、開時間に
16ビツトレジスタが準備される。
のバッファレジスタに並列ニ・接続される。最后に、こ
れらレジスタは並列レジスタからの続出操作のための同
期ハンドシェークとして内部リクエストとエネーブル信
号を受信する。また、バスに並列にロードすべきビット
数を制御するプリセッタブルカウンタも設けられる。1
・・PI/PO(86)接続手段はプロセッサへ及びか
らデータを並列転送する。この目的のために、開時間に
16ビツトレジスタが準備される。
迫力aの出力接続手段ADO(80)はデータ又はアド
レスの外部転送を行なう。このアドレスはアトドレス計
算ユニット又は論理演算ユニットにおいて計算される。
レスの外部転送を行なう。このアドレスはアトドレス計
算ユニット又は論理演算ユニットにおいて計算される。
本例では2個のバスにより選択的に充填されるようにし
たレジスタを設けである。
たレジスタを設けである。
これらの装置はいくつかの図を参照して後に詳細に説明
する。図示のセットアツプは2個のバスに、1゜対し略
々対称にE〜である。他の場合には構成索子゛を節約す
るためにセットアツプの対称性を低減するのが有利であ
る。
する。図示のセットアツプは2個のバスに、1゜対し略
々対称にE〜である。他の場合には構成索子゛を節約す
るためにセットアツプの対称性を低減するのが有利であ
る。
(12) 直列接続ステータスレジスタ(SHO8T)
:これはレジスタバンク84の最后のレジスタで、)直
列接続に関するステータス情報を含む016ビツトの最
初の4ビットSII、X3・・・O(実際にはビット5
ILX Oがこのステータスワードの第1ビツト)は直
列人力シフトレジスタ(接続手段5IX)に対するワー
ド長を含み、コード00001゜は16ビツトのワード
長を意味し、以下同様に、コード1111は1ビツトの
ワード長を意味する。
:これはレジスタバンク84の最后のレジスタで、)直
列接続に関するステータス情報を含む016ビツトの最
初の4ビットSII、X3・・・O(実際にはビット5
ILX Oがこのステータスワードの第1ビツト)は直
列人力シフトレジスタ(接続手段5IX)に対するワー
ド長を含み、コード00001゜は16ビツトのワード
長を意味し、以下同様に、コード1111は1ビツトの
ワード長を意味する。
次の慟ビット5OLX 13 、・・・0は接続手段S
OXのワード長を、次のΦピッ) 5ILY 8 日・
Oは接続手段SIYのワード長を、次の4ピツ)SO
LY、。
OXのワード長を、次のΦピッ) 5ILY 8 日・
Oは接続手段SIYのワード長を、次の4ピツ)SO
LY、。
8・・・0は接続手段SOYのワード長を會む。
割込機構
外部割込信号はビンINT上の少くとも200 nsの
低レベル信号により表わされる。このビンは命令サイク
ル毎に質問され、同時にプログラムステ1.。
低レベル信号により表わされる。このビンは命令サイク
ル毎に質問され、同時にプログラムステ1.。
−タスレジスタのビットEI(エネーブルビット)1も
質問される。EI=1及びINT=00場合、同一−’
)イクルにおいて割込ア、ドレス(IARレジスタ〕へ
の分岐操作が竹なわれると共にピッ)IEが“IO”に
セットされ、リターンアドレス(プログラムカウンタの
4−1内容)がスタックレジスタにストアされる。ピッ
) IEの1”への切換えはプログラム制御により行な
われ、斯る後に所定の場合には次の割込の処理を開始す
ることができる。次いで命令サイクル全期間中INT
= 10場l・・合には、全ての割込要求の処理が終了
したことになる。このとき最も新しいリターンアドレス
がスタックレジスタから褥コールされる。
質問される。EI=1及びINT=00場合、同一−’
)イクルにおいて割込ア、ドレス(IARレジスタ〕へ
の分岐操作が竹なわれると共にピッ)IEが“IO”に
セットされ、リターンアドレス(プログラムカウンタの
4−1内容)がスタックレジスタにストアされる。ピッ
) IEの1”への切換えはプログラム制御により行な
われ、斯る後に所定の場合には次の割込の処理を開始す
ることができる。次いで命令サイクル全期間中INT
= 10場l・・合には、全ての割込要求の処理が終了
したことになる。このとき最も新しいリターンアドレス
がスタックレジスタから褥コールされる。
スタックレジスタの容量(8ワード〕を考慮して8個の
順次の割込レベルを並行式にネステイン1グすることが
できる。lWlしことを順次の割込ルーチンに適用する
ととができる。
順次の割込レベルを並行式にネステイン1グすることが
できる。lWlしことを順次の割込ルーチンに適用する
ととができる。
電属に、リセットビン(R8TIを具え、このピンが少
くとも200nsの低レベル信号を受信するトtiプロ
セッサがリセットされる。この信号は。
くとも200nsの低レベル信号を受信するトtiプロ
セッサがリセットされる。この信号は。
フラグフリップフロップにストアされる。 ′第11a
図は人/出力装置(並列部)を系す。
図は人/出力装置(並列部)を系す。
バス20/22.16ビント選択器SEL、2個の並列
レジスタPI/PO,)リステートバッファー゛TRl
5TBUE’F 、外部16ビツトバスD15・・・D
O1制御ユニットpioaoNTR,及び制御ビットP
IAOK、POAOKを示しである。外部装置から供給
される信号RD及びWRは既に説明した。ピッ)PIR
Q/PORQは外部装置へのリフ 10エストである〇 第1θ図は2個の直列出力接続手段の一つを示す。その
出力レジスタ(本例ではSOX lはバスに直接接続さ
れ、出力シフトレジスタ5oxs6フイー)”−する。
レジスタPI/PO,)リステートバッファー゛TRl
5TBUE’F 、外部16ビツトバスD15・・・D
O1制御ユニットpioaoNTR,及び制御ビットP
IAOK、POAOKを示しである。外部装置から供給
される信号RD及びWRは既に説明した。ピッ)PIR
Q/PORQは外部装置へのリフ 10エストである〇 第1θ図は2個の直列出力接続手段の一つを示す。その
出力レジスタ(本例ではSOX lはバスに直接接続さ
れ、出力シフトレジスタ5oxs6フイー)”−する。
5IO3’l’レジスクによりロードし得る15プリセ
ツタブルカウンタ0OUNも示しである。出力データは
5oxsレジスタ内に、このレジスタが完全に空のとき
(カウンタの内容により決定される〕にのみ取り込むこ
とができる。そして、これt/CG答して5OXA(I
KAKIll”にセットされ、新、1゜しいデータ全供
給することが可能になり、5OXRQ ’=1が外部装
置へのリクエストを指示し、カウンタがロードされる。
ツタブルカウンタ0OUNも示しである。出力データは
5oxsレジスタ内に、このレジスタが完全に空のとき
(カウンタの内容により決定される〕にのみ取り込むこ
とができる。そして、これt/CG答して5OXA(I
KAKIll”にセットされ、新、1゜しいデータ全供
給することが可能になり、5OXRQ ’=1が外部装
置へのリクエストを指示し、カウンタがロードされる。
外部装置へのデータの送出はピン5OXENが1”にな
るときに開始され、ビン00Xのクロックパルスにより
同期がとられる。・トリステートバッファTRl5Tも
値5OXENで制御される。カウンタがカウントを停止
し、次のデータが待っていないときC5OXAOK=
1 )、ピッ) 5OXRQは0”にセットされるため
5oxs及びカウンタは“ホールド″状態になり、送出
され1・・た電属のビットがピンDOX上に存在するこ
とになる。5OXENが0”になると、出力回路DOX
は再び高インピーダンスの初期状態になる。
るときに開始され、ビン00Xのクロックパルスにより
同期がとられる。・トリステートバッファTRl5Tも
値5OXENで制御される。カウンタがカウントを停止
し、次のデータが待っていないときC5OXAOK=
1 )、ピッ) 5OXRQは0”にセットされるため
5oxs及びカウンタは“ホールド″状態になり、送出
され1・・た電属のビットがピンDOX上に存在するこ
とになる。5OXENが0”になると、出力回路DOX
は再び高インピーダンスの初期状態になる。
第11図は直列大力装置(本例ではX−バスに対するも
の)を示し、レジスタSIXと、入カシ1゜フトレジス
タ5IXSと、プリセッタブルカウンタ00UNと、制
御及びフラグビット位置を具える。
の)を示し、レジスタSIXと、入カシ1゜フトレジス
タ5IXSと、プリセッタブルカウンタ00UNと、制
御及びフラグビット位置を具える。
レジスタSIXがデータソースとしてアドレスされると
、レジスタIOF内の7ラグ5IXAOKがIO”にセ
ットされ、これが次のプロセッササイクルに−,1゜お
いて有効になる。シフトレジスタ5IXSに受信1され
たデータはカウンタの内容がシフト動作終了を示す場合
にレジスタ5IXK転送され、このときフラグ5IXA
OKがf′1″になってプロセッサにデータの使用可を
指示する。同時に、フラグピッ) 5IXQRが1″に
なって外部装置にシフトレジスタ5IXSが新しいデー
タを受信できることを知らせると共に、カウンタに再び
ワード長表示ピット5IL)l ・・・5ILXoがロ
ードされる。このカウンタがリセットされているとき、
次のテート・りはシフトレジスタ5IXS内に完全に入
る。直列人力処理は入力ビン)SIXQRが1′″にな
った後に5IXIICNが1″になると同時に開始する
。
、レジスタIOF内の7ラグ5IXAOKがIO”にセ
ットされ、これが次のプロセッササイクルに−,1゜お
いて有効になる。シフトレジスタ5IXSに受信1され
たデータはカウンタの内容がシフト動作終了を示す場合
にレジスタ5IXK転送され、このときフラグ5IXA
OKがf′1″になってプロセッサにデータの使用可を
指示する。同時に、フラグピッ) 5IXQRが1″に
なって外部装置にシフトレジスタ5IXSが新しいデー
タを受信できることを知らせると共に、カウンタに再び
ワード長表示ピット5IL)l ・・・5ILXoがロ
ードされる。このカウンタがリセットされているとき、
次のテート・りはシフトレジスタ5IXS内に完全に入
る。直列人力処理は入力ビン)SIXQRが1′″にな
った後に5IXIICNが1″になると同時に開始する
。
同期は直列クロックOIXにより与えられる。カウンタ
が完全にリセットされたときにまだSIXに1・転送さ
れないデータがある場合にはフラグビットTIXQRf
i”0”にセットされるため、カウンタ及びシフトレジ
スタ5IXSfi”ホールドl′モードになる。
が完全にリセットされたときにまだSIXに1・転送さ
れないデータがある場合にはフラグビットTIXQRf
i”0”にセットされるため、カウンタ及びシフトレジ
スタ5IXSfi”ホールドl′モードになる。
高速動作モードの説明
本プロセッサの動作は以上では200 nsの命令サイ
クルで行なわれることを説明した。しかし、パイプライ
ン機構ヲ使用すると、本プロセッサは僅か100 ns
の命令サイクルを実行することもできる。この点に関し
ては第1図を再び参照する。
クルで行なわれることを説明した。しかし、パイプライ
ン機構ヲ使用すると、本プロセッサは僅か100 ns
の命令サイクルを実行することもできる。この点に関し
ては第1図を再び参照する。
特にレジスタ60(乗算素子の出力側にある)、46.
104.88(データメモリの出力側にある)はバイブ
ライン機構の一部も構成する。クロック周波数の調整に
より動作〃口速率を2倍以下に11・選択することがで
きる。
104.88(データメモリの出力側にある)はバイブ
ライン機構の一部も構成する。クロック周波数の調整に
より動作〃口速率を2倍以下に11・選択することがで
きる。
第4図は高速動作のタイムチャートを示す。この場合に
はプログラムステータスレジスタPST内のピッ)FQ
Rは連続的に′l”を有する。
はプログラムステータスレジスタPST内のピッ)FQ
Rは連続的に′l”を有する。
” A L U ”命令においては次の演算を並列に行
な1・9ことができる。
な1・9ことができる。
一算術/論理演算;
一メモリに対する最大8つのアドレス計算;−最大3個
のメモリ出力レジスタのアドレッシング; 一1個又は2個のバスでのデータ転送 6乗算″命令においては、次の演算を並列に行なうこと
ができる。
のメモリ出力レジスタのアドレッシング; 一1個又は2個のバスでのデータ転送 6乗算″命令においては、次の演算を並列に行なうこと
ができる。
一乗算演算;
一累算/シフト操作(素子62 、64 ) ; 、
4+−メモリに対する最大8個のアドレス計算;−最大
8個のメモリ出力レジスタのアドレッシング; −Nta又Ug個のバスでのデータ転送;パ即値ロード
′”命令においては、次の操作を10並列に実行できる
。
4+−メモリに対する最大8個のアドレス計算;−最大
8個のメモリ出力レジスタのアドレッシング; −Nta又Ug個のバスでのデータ転送;パ即値ロード
′”命令においては、次の操作を10並列に実行できる
。
−この命令(IR)のデータフィールドからのデータ′
fcx及び/又はYバスを経て宛先へ転送すること; 一メモリに対する最大8個のアドレス計算−一最大8個
のメモリ出力レジスタのアドレッシング; 第4図において、ライン800は順次のサイクルを示す
0ライン802のブロックlはアドレス計算を示す。ラ
イン804のブロック1は先に計 、1゜算されたアド
レスによる6読出゛′アクセスを示す。1このラインの
次のブロック2はデータがこのようにアドレスされたメ
モリの出力レジスタに有効に存在する期間を示す。ライ
ン806のブロック1はデータの転送がバスを経て行な
われること及び可能ならALU及び/又は乗算素子にお
ける演算が行なわれることを示す。ライン808のブロ
ック2(処理が開始するライン806のブロックlより
2ブロツク後)は演算結果が乗算素子の出力レジスタに
有効に存在することを示す。他方、 l・・ALUユニ
ットにおける演算を同様に行なうこともできる。ライン
810のブロック1(ライン808のブロック2より前
にある〕は次の計算結果書込操作のためのアドレス計算
を行なうことができることを示す。ライン312上のブ
ロック11・は結果データのバス転送とメモリへの書込
アクセスが行なわれることを示す。
fcx及び/又はYバスを経て宛先へ転送すること; 一メモリに対する最大8個のアドレス計算−一最大8個
のメモリ出力レジスタのアドレッシング; 第4図において、ライン800は順次のサイクルを示す
0ライン802のブロックlはアドレス計算を示す。ラ
イン804のブロック1は先に計 、1゜算されたアド
レスによる6読出゛′アクセスを示す。1このラインの
次のブロック2はデータがこのようにアドレスされたメ
モリの出力レジスタに有効に存在する期間を示す。ライ
ン806のブロック1はデータの転送がバスを経て行な
われること及び可能ならALU及び/又は乗算素子にお
ける演算が行なわれることを示す。ライン808のブロ
ック2(処理が開始するライン806のブロックlより
2ブロツク後)は演算結果が乗算素子の出力レジスタに
有効に存在することを示す。他方、 l・・ALUユニ
ットにおける演算を同様に行なうこともできる。ライン
810のブロック1(ライン808のブロック2より前
にある〕は次の計算結果書込操作のためのアドレス計算
を行なうことができることを示す。ライン312上のブ
ロック11・は結果データのバス転送とメモリへの書込
アクセスが行なわれることを示す。
この場合、命令レジスタは新しいデータ’1100ns
毎に(前述の場合の2倍の速さで)受信する必要がある
。レジスタBSRも実際のシフト/リフ第1゜−マツテ
ィング操作より1命令サイクル前にデー1りを受信し少
くともl命令サイクルの間そのデータを有効に保持する
必要がある。フラグビットE工(割込用ン及びRESE
T(リセット用)は100 n8毎に質問される。
毎に(前述の場合の2倍の速さで)受信する必要がある
。レジスタBSRも実際のシフト/リフ第1゜−マツテ
ィング操作より1命令サイクル前にデー1りを受信し少
くともl命令サイクルの間そのデータを有効に保持する
必要がある。フラグビットE工(割込用ン及びRESE
T(リセット用)は100 n8毎に質問される。
°′低速″動作ザイクル中の動作との差は、この場合に
はメモリの出力レジスタがこれらメモリ自身の代りにデ
ータバスに対するソース素子として作用する点にある。
はメモリの出力レジスタがこれらメモリ自身の代りにデ
ータバスに対するソース素子として作用する点にある。
更に、全ての分岐命令及び割込要求には操作を意味しな
い命令(NOP)を常にI【・後続させる必要がある。
い命令(NOP)を常にI【・後続させる必要がある。
このようにするとメモリの内容が節約される。
主なタイプの命令ワードを示す第2図を再び参照して、
いくつかの特定の命令フィールドを詳細1′・に説明す
る。第1’la図は算術命令の命令フィールドAlN5
O表を示す。第1Mは二−モニックを示す。第2欄は2
進コードを示す。電層の欄はフラグピッ)Z、N、0.
Oへの操作を示す。第1欄の十印は1つのオペランドの
みが処理されるこ1.1と全意味し、従ってこのオペラ
ンドは必ず選択器□66′fc経て論理演算ユニットに
到達しなければならない。第4欄のX印は、当該フラグ
ビットの値は演算結果により決まることを示す。°“零
(0)′”は当該フラグビットは零にリセットする必要
があることを示す。水平ダッシュ(−ンは凡ゆる場合に
フラグビットは変更されずにそのま\維持されることを
示す。
いくつかの特定の命令フィールドを詳細1′・に説明す
る。第1’la図は算術命令の命令フィールドAlN5
O表を示す。第1Mは二−モニックを示す。第2欄は2
進コードを示す。電層の欄はフラグピッ)Z、N、0.
Oへの操作を示す。第1欄の十印は1つのオペランドの
みが処理されるこ1.1と全意味し、従ってこのオペラ
ンドは必ず選択器□66′fc経て論理演算ユニットに
到達しなければならない。第4欄のX印は、当該フラグ
ビットの値は演算結果により決まることを示す。°“零
(0)′”は当該フラグビットは零にリセットする必要
があることを示す。水平ダッシュ(−ンは凡ゆる場合に
フラグビットは変更されずにそのま\維持されることを
示す。
フィールドOPSは21固の入力A(レジスタ120か
ら)及びB(レジスタ118から〕のオ 1・・ペラン
ド全選択する。この2−オペランド命令では、ビット0
7がB入力の制御を与え、0″はバス22からのオペラ
ンドをゲートシ、°“1″はレジスタ118内に存在す
るオペランドを入力させる。ビット08はA入力の制御
を与え、R0” (はバス20のオペランドをゲートし
、R1”はレジスタ120に既に存在するオペランドを
入力させる。l−オペランド命令(第113a図に十を
つけて示しである)ではレジスタ118が0ホールド″
状態になり、コード00,01.10により、ルジスタ
120、バス22及びバス2oを順次選1択して関連す
るオペランドの選択を行なう。例えば5WAPの場合、
レジスタ118はホールドモードになり、コード01が
バス22を選択し、コードIOがバス20を選択し、レ
ジスタ1201d ト ・ランスペアレントになる。
ら)及びB(レジスタ118から〕のオ 1・・ペラン
ド全選択する。この2−オペランド命令では、ビット0
7がB入力の制御を与え、0″はバス22からのオペラ
ンドをゲートシ、°“1″はレジスタ118内に存在す
るオペランドを入力させる。ビット08はA入力の制御
を与え、R0” (はバス20のオペランドをゲートし
、R1”はレジスタ120に既に存在するオペランドを
入力させる。l−オペランド命令(第113a図に十を
つけて示しである)ではレジスタ118が0ホールド″
状態になり、コード00,01.10により、ルジスタ
120、バス22及びバス2oを順次選1択して関連す
るオペランドの選択を行なう。例えば5WAPの場合、
レジスタ118はホールドモードになり、コード01が
バス22を選択し、コードIOがバス20を選択し、レ
ジスタ1201d ト ・ランスペアレントになる。
第18b図は算術命令のフィールドMIN8のテーブル
を示す。7ビツト構成で45コードがあるため、F9r
要の定義の自由度が得られる。これらコードは5つのグ
ループに分けることができ、その1・・第1グループの
みを示す。第1欄はコードビットのスペースである。第
2欄は素子50752の選択機能を示し、バスからのデ
ータを直接使用すること(トランスペアレントモード)
ができ(X)、またレジスタの内容を使用することがで
きる(MXLJo最后に、電属係数HI IIを導入す
ることもできる。第8欄は素子5415 aの選択機能
をボし、バスからのデータを直接使用すること(トラン
スペアレントモードブができ(Y )、”fたレジスタ
の内容を使用することができる(MYL)。、。
を示す。7ビツト構成で45コードがあるため、F9r
要の定義の自由度が得られる。これらコードは5つのグ
ループに分けることができ、その1・・第1グループの
みを示す。第1欄はコードビットのスペースである。第
2欄は素子50752の選択機能を示し、バスからのデ
ータを直接使用すること(トランスペアレントモード)
ができ(X)、またレジスタの内容を使用することがで
きる(MXLJo最后に、電属係数HI IIを導入す
ることもできる。第8欄は素子5415 aの選択機能
をボし、バスからのデータを直接使用すること(トラン
スペアレントモードブができ(Y )、”fたレジスタ
の内容を使用することができる(MYL)。、。
更に、トランスペアレントモードには反転を伴わ□せる
ことができる。乗算演算には常に200 nsが必要と
される。第4欄はこうして得られる積を示すO 第2のコードグループは第1グループと同一で・あるが
、この場合にはアキュムレータ/ブタ゛−64が駆動さ
れてレジスタ68の内容が2個の係数の積に正符号で加
えられる。第8グループは第2グループと、この場合に
はレジスタ68の内容の前に負符号が付加される点を除
いて同一である。第1唆・4グループは第2グループと
、この場合にはレジスタ68の内容が右に15ピット位
置シフトされる(2 の乗算)ことを除いて同一である
。第5グループは第4グループと、この場合にはシフト
レジスタ68の内容(シフトされている)の前に1・負
符号が付加ちれることを除いて同一である。
ことができる。乗算演算には常に200 nsが必要と
される。第4欄はこうして得られる積を示すO 第2のコードグループは第1グループと同一で・あるが
、この場合にはアキュムレータ/ブタ゛−64が駆動さ
れてレジスタ68の内容が2個の係数の積に正符号で加
えられる。第8グループは第2グループと、この場合に
はレジスタ68の内容の前に負符号が付加される点を除
いて同一である。第1唆・4グループは第2グループと
、この場合にはレジスタ68の内容が右に15ピット位
置シフトされる(2 の乗算)ことを除いて同一である
。第5グループは第4グループと、この場合にはシフト
レジスタ68の内容(シフトされている)の前に1・負
符号が付加ちれることを除いて同一である。
第180図はバス20及びバス22に対しデータソース
として作用し得る素子を示す2つの表を示す。この表に
おいてROMは索子90 、ADOは索子80 、RA
MAは素子d 6 、ARBは素子106゜RAMBは
索子102 、IARは素子24.SIX、’SOO、
PO,PIは入/出力装置の谷素子、5IO8T 、P
S’I’ 、IOFはレジスタバンク34の各レジスタ
、BSRは素子70 、MSP/LSPは素子72/7
4 、IR,0・・・R14はレジスタ ・バンク11
6の谷レジスタであり、PINRはビンPIQRの処理
を持たないPIと同一のものである。電層に、ARRi
l:索子100 、ARAは索子48である。
として作用し得る素子を示す2つの表を示す。この表に
おいてROMは索子90 、ADOは索子80 、RA
MAは素子d 6 、ARBは素子106゜RAMBは
索子102 、IARは素子24.SIX、’SOO、
PO,PIは入/出力装置の谷素子、5IO8T 、P
S’I’ 、IOFはレジスタバンク34の各レジスタ
、BSRは素子70 、MSP/LSPは素子72/7
4 、IR,0・・・R14はレジスタ ・バンク11
6の谷レジスタであり、PINRはビンPIQRの処理
を持たないPIと同一のものである。電層に、ARRi
l:索子100 、ARAは索子48である。
第18(1図はフィールドDX 、DYに対する2個1
・・の表を示す。ここで、AOUA 、AOUB 、A
OURはそれぞれメモリ86,1(N?、90のアドレ
ス計算ユニットである。このアドレス計算ユニットに対
する命令フィールドはどのローカルレジスタがロードさ
れるかを決定する。素子116 に対しくてはフィール
ドR−File がどのレジスタがロードされるかを選
択する。
・・の表を示す。ここで、AOUA 、AOUB 、A
OURはそれぞれメモリ86,1(N?、90のアドレ
ス計算ユニットである。このアドレス計算ユニットに対
する命令フィールドはどのローカルレジスタがロードさ
れるかを決定する。素子116 に対しくてはフィール
ドR−File がどのレジスタがロードされるかを選
択する。
電層に稲々の信号用接続ビンについて説明する。
OLK : 内部導出クロック信号同期用クロックR8
T : リセットビン DO・・・D15;双方向I10データビンINT:
外部割込用ビン IFA、IFB:ユーザが定義する2個の7ラグA15
・・・AO+追加のデータ出力端子(並列)DIX 、
DIY:直列データ人力端子DOX、DOY:@列デー
タ出力端子 5OXRQ 、5OYRQ:直列入力要求5OXEN
、5OYEN:直列エネーブル信号oox 、OOY二
直列テーデー出用外部非同期タロツク 5IXRQ、5IYRQ:直列データ入力要求信号5I
XEN、5IYEN: @列データ入カニネーブル信号 OIX、OIY:直列データ入力用外部非同期クロック RD、WR:並列I10レジスタ用読出−誉込書込信号 PORQ、PIRQ :並列入/出力要求信号5YNO
:外部装置同期用出力クロック信号(命令サイクルと同
期している〕 第14図は乗算素子を示す。先ず回路構成につ1いて説
明する。第1図と対応する素子は第1図と同一の符号で
示しである。ピッl5ELXの制御の下で、選択器54
はバスオペランドか、或は信号発生器(図示せず〕によ
り形成される値″−1″ ・全通す0レジスタ56はビ
ットENXの制御の下で選択的にトランスペアレントに
なる。ビット5ELYの制御の下で、選択器52はバス
オペランドか、或はその反転値をゲートする。2の補数
法を使用する結果として、この変換は極めて簡単で11
・おる。レジスタ50はピッ)ENYの制御の下でトラ
ンスペアレントになったりならなかったりする。これが
ため、上述したように乗算素子の谷入力に対し8つの組
合わせを2個の制御ビットにより選択することができる
。更に、乗算素子58は1・桁上げ信号0ARRを受信
する。乗算素子58の出力端子にはレジスタPRが接続
される。アキュムレータ/アダー64は特別の機能信号
を受信しない。アキュムレータレジスタ68はエネーブ
ル信号wnhを受信する。セレクタ69をレジスタ68
、、。
T : リセットビン DO・・・D15;双方向I10データビンINT:
外部割込用ビン IFA、IFB:ユーザが定義する2個の7ラグA15
・・・AO+追加のデータ出力端子(並列)DIX 、
DIY:直列データ人力端子DOX、DOY:@列デー
タ出力端子 5OXRQ 、5OYRQ:直列入力要求5OXEN
、5OYEN:直列エネーブル信号oox 、OOY二
直列テーデー出用外部非同期タロツク 5IXRQ、5IYRQ:直列データ入力要求信号5I
XEN、5IYEN: @列データ入カニネーブル信号 OIX、OIY:直列データ入力用外部非同期クロック RD、WR:並列I10レジスタ用読出−誉込書込信号 PORQ、PIRQ :並列入/出力要求信号5YNO
:外部装置同期用出力クロック信号(命令サイクルと同
期している〕 第14図は乗算素子を示す。先ず回路構成につ1いて説
明する。第1図と対応する素子は第1図と同一の符号で
示しである。ピッl5ELXの制御の下で、選択器54
はバスオペランドか、或は信号発生器(図示せず〕によ
り形成される値″−1″ ・全通す0レジスタ56はビ
ットENXの制御の下で選択的にトランスペアレントに
なる。ビット5ELYの制御の下で、選択器52はバス
オペランドか、或はその反転値をゲートする。2の補数
法を使用する結果として、この変換は極めて簡単で11
・おる。レジスタ50はピッ)ENYの制御の下でトラ
ンスペアレントになったりならなかったりする。これが
ため、上述したように乗算素子の谷入力に対し8つの組
合わせを2個の制御ビットにより選択することができる
。更に、乗算素子58は1・桁上げ信号0ARRを受信
する。乗算素子58の出力端子にはレジスタPRが接続
される。アキュムレータ/アダー64は特別の機能信号
を受信しない。アキュムレータレジスタ68はエネーブ
ル信号wnhを受信する。セレクタ69をレジスタ68
、、。
の出力端子に接続してこれにストアされているオ□ペラ
ンドを下位桁方向VC15ビット位置シフトさせて、或
はシフトさせないで転送し得るようにする。このシフト
はスタガ接続により笑現することができる。選択器69
はオペランド“0”も受信する。選択器69とアキュム
レータ/アダ゛−64との間に、信号PMにより選択的
に駆動されるインバータ71も宮める。
ンドを下位桁方向VC15ビット位置シフトさせて、或
はシフトさせないで転送し得るようにする。このシフト
はスタガ接続により笑現することができる。選択器69
はオペランド“0”も受信する。選択器69とアキュム
レータ/アダ゛−64との間に、信号PMにより選択的
に駆動されるインバータ71も宮める。
アキュムレータ/アダー64の出力端子はシフト素子6
2にも接続する。第14a図は素子641・・に対し制
御すべ@6つの機能を第1sに示す制御表を示す。この
表の右欄は必要Z IfllJ御信号を示す0第1行の
信号PM及び5ELA 1.2はそれらの先行値を保持
することを示す。この場合レジスタ68の同各は同一の
ま\になる。
2にも接続する。第14a図は素子641・・に対し制
御すべ@6つの機能を第1sに示す制御表を示す。この
表の右欄は必要Z IfllJ御信号を示す0第1行の
信号PM及び5ELA 1.2はそれらの先行値を保持
することを示す。この場合レジスタ68の同各は同一の
ま\になる。
第1図は本発明データプロセッサの全体ブロック図、
第2図は実行し得る4つのタイプの命令を示す図、
第3図1’j:當規動作ザイクルにおける標準的な命。
令の実行を示すタイムチャート、
第4図は加速動作サイクルにおける標準的な命令の実行
を示すタイムチャート、 第5図はアドレス計算ユニットのブロック図、゛第6図
はアドレス計算ユニットの命令セットを示す図、 第7図はシフト/リフオーマツティングユニットのブロ
ック図、 第7a図は該ユニットで笑現される機能を示す1・・図
、 第8図は論理演算ユニットのブロック図、第9図はロー
カル処理メモリのブロック図、第10図は直列データ出
力装置のブロック図、第11図は直列データ人力装置の
ブロック図、15第11a図は並列データ入/出力装置
のブロック図、 第12図はプログラムステータスレジスタの説明図、 第18a、b 、o 、ci図は命令コードの一部を示
す2.・図、 第14図及び第14a図は乗算素子のブロック図及び機
能説明図である。 20・・第2データバス 22・・・第1テータバス2
4・・・割込アドレスレジスタ 26・・・命令レジスタ 28・・・プログラムメモリ
80・・プログラムカウンタ 31・・制御ユニット82・・命令反復レジスタ84・
・・レジスタパンク 36 、90 、102・・データメモリ88 、92
、114・・・アドレス計算ユニット40 、94
、108 ・基準アドレスレジスタ42 、96 、1
10・・・シフトアドレスレジスタ44 、98 、1
12・・アドレスマスキングレジスタ46 、88 、
104・・・データレジスタ48 、100 、106
・・・瞬時アドレスレジスタ50 、56・・トランス
ペアレント動作し得るレジスタ 52 、54・・・選択器 58・・・乗算素子60・
・槓レジスタ 62・・・シフト素子64・アキュムレ
ータアダー 66 、78・・選択器 68・・アキュムレータレジスタ 70 ・制御レジスタ 72 、74・・・最上位桁、最下位桁レジスタ80・
・・並列出力レジスタ 82 、182・・面外入力レジスタ 84 、130・・直列出力レジスタ 86・・・並列人/出力レジスタ 116・・スクラッチパッドレジスタ 118 、120・・・レジスタ 122・・論理演算ユニット 156・・スタックレジスタ −= 7二 〇コ し− ど ○」 第1頁の続き [相]発 明 者 フランシスカス・ベタ オラン−・
ヨハネス・マチ ヴアウ ス・ヴエルテン 0発 明 者 ロバート・ヨハネス・ オランスロージ
ター ヴアウ 7”国5621 ベーアー アインドーフエン フルー
ネツウエツハ1 7゛国5621 ベーアー アインドーフエン フルー
ネンウエッハ1
を示すタイムチャート、 第5図はアドレス計算ユニットのブロック図、゛第6図
はアドレス計算ユニットの命令セットを示す図、 第7図はシフト/リフオーマツティングユニットのブロ
ック図、 第7a図は該ユニットで笑現される機能を示す1・・図
、 第8図は論理演算ユニットのブロック図、第9図はロー
カル処理メモリのブロック図、第10図は直列データ出
力装置のブロック図、第11図は直列データ人力装置の
ブロック図、15第11a図は並列データ入/出力装置
のブロック図、 第12図はプログラムステータスレジスタの説明図、 第18a、b 、o 、ci図は命令コードの一部を示
す2.・図、 第14図及び第14a図は乗算素子のブロック図及び機
能説明図である。 20・・第2データバス 22・・・第1テータバス2
4・・・割込アドレスレジスタ 26・・・命令レジスタ 28・・・プログラムメモリ
80・・プログラムカウンタ 31・・制御ユニット82・・命令反復レジスタ84・
・・レジスタパンク 36 、90 、102・・データメモリ88 、92
、114・・・アドレス計算ユニット40 、94
、108 ・基準アドレスレジスタ42 、96 、1
10・・・シフトアドレスレジスタ44 、98 、1
12・・アドレスマスキングレジスタ46 、88 、
104・・・データレジスタ48 、100 、106
・・・瞬時アドレスレジスタ50 、56・・トランス
ペアレント動作し得るレジスタ 52 、54・・・選択器 58・・・乗算素子60・
・槓レジスタ 62・・・シフト素子64・アキュムレ
ータアダー 66 、78・・選択器 68・・アキュムレータレジスタ 70 ・制御レジスタ 72 、74・・・最上位桁、最下位桁レジスタ80・
・・並列出力レジスタ 82 、182・・面外入力レジスタ 84 、130・・直列出力レジスタ 86・・・並列人/出力レジスタ 116・・スクラッチパッドレジスタ 118 、120・・・レジスタ 122・・論理演算ユニット 156・・スタックレジスタ −= 7二 〇コ し− ど ○」 第1頁の続き [相]発 明 者 フランシスカス・ベタ オラン−・
ヨハネス・マチ ヴアウ ス・ヴエルテン 0発 明 者 ロバート・ヨハネス・ オランスロージ
ター ヴアウ 7”国5621 ベーアー アインドーフエン フルー
ネツウエツハ1 7゛国5621 ベーアー アインドーフエン フルー
ネンウエッハ1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L ワード状デジタル信号を処理する集積プログラマブ
ルプロセッサであって、 a6乗算用の2個のオペランドを受信する第1及び第2
入力端子と、積を出力する第1出力端子を具える乗算素
子(68)と、b、2個の別のオペランドを受信する第
8及び第4入力端子と、結果オペランドを出力1・・す
る第2出力端子と、前記第2出力端子と前記#!8入力
端子との間に接続されたアキュムレータ手段(116)
を具える論理演算装置(iRg)と、 C,データ蓄積用の#!l読出−誉′込メモリ 1(a
a、1oii)と、 d・他の諸構成素子に対する制御情報蓄積用の制御メモ
IJ(la8)を接続するための接続手段と、 e、バス接続手段を含み、前記諸構成素子を。 互に及び外部に接続するための通信手段と“金具えるプ
ロセッサにおいて、 r、前記第1入力端子を前記バス接続手段の別個の第1
バス(22)に接続し、前記第2及び第4入力端子を前
記バス接続手段の別個の第2バス(20)に接続し、 g、前記第8入力端子を前記第1バスに選択的に結合可
能にし、 h、前記第1アキュムレータ手段は、前記第1バス及び
第2バスへの選択接続を形成す1′・る第1選択器を有
する第8出力端子を具えるものとし、 i、前記第1出力端子は、前記第1バス及び第2バスへ
の選択接続を形成する第2選択器(76)を具えるもの
とし、 コ、前記第1読出/誉込メモリは、前記第1バス及び第
2バスに接続されたアドレス入力端子及びデータ入力端
子と、前記第1バス及び第2バスへの選択接続を形成す
る第8選択器(46,104)を具える第4出力端。 子を具えるものとしたことを特徴とする集積プログラマ
ブルプロセッサ。 区 特許請求の範囲第1項記載のプロセッサにおいて、
前記第1読出/V込メモリは、アドレス入力端子が第1
バスに、データ入力端子が第2バスに接続された第1メ
モリモジユール(86)と、アドレス入力端子が第2バ
スに、データ入力端子が第1バスに接続された第2メモ
リモジユール(102)とを具え、前記第8選択器は2
個のバスの各々に接続された、各トメモリモジュールに
対応する選択モジュール(46,104)を具え、前記
制御メモリのための接続手段は他の素子の制御のための
制御情報をストアする命令レジスタ(26) を具え、
前記命令レジスタは前記バス接続手段に接続1されたデ
ータ出力端子を具えることを特徴とする集積プログラマ
ブルゾロセツザ。 8 特許請求の範囲第2項記載のプロセッサにおいて、
前記第1及び第2メモリモジユールの各々は専用のアド
レス計算ユニット(ILLS。 114)を具えることを特徴とする集積プログラマブル
プロセッサ。 表 特許請求の範囲第1,2又は8項記載のプロセッサ
において、前記第1出力端子はアキキムレータアダ一手
段(64,68)を含むレトロ結合の第2アユキムレー
タ手段を具え、このアキュムレータ手段に、バス接続手
段に供給すべきデータに選択シフト及びリフオーマツテ
ィング操作を加えるシフトユニット(62)を接続した
ことを特徴とする集積プ[″グラマプルプロセッサ。 IX 特許請求の範囲第1−4項の何れかに記載のプロ
セッサにおいて、前記第1アキュムレータ手段は、数個
のオペランドをストアLMると共に論理演算装置からの
書込操作並びに]第1及び第2バスへの及びからの2つ
の独立の続出操作を同時に実行し得るように8個の □
アドレッシング部を具える第2読出/誉込メモリを具え
ることを特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。
・・ a 特許請求の範囲第1〜5項の何れかに記載□の集積
プロセッサにおいて、前記制御メモリも一緒に集積しで
あることを特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 7、 特許請求の範囲第1〜6項の倒れかに記載のプロ
セッサにおいて、前記バス接続手段へのアドレス接続部
と前記第1及び第2バスへの選択データ接続部(88)
を具える続出専用メモリとして構成された別のデータメ
モリ(90)のための別の接続手段を設けたことを・□
特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 & 特許請求の範囲第7項記載のプロセッサにおいて、
前記別のデータメモリは専用のアドレス計算ユニット(
[1)を具えることを特徴とする集積プロセッサ。 9、 特許請求の範囲第7又は8項記載のプロセッサに
おいて、前記別のデータメモリも一緒に集積しておるこ
とを特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 10、特許請求の範囲第1〜9項の何れかに記載・のプ
ロセッサにおいて、前記第8入力端子は”前記第1及び
第2バスへの選択接続を形成する選択器を具えることを
特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 11 %許請求の範囲第1〜10項のイII+]れかに
記 載のプロセッサにおいて、次の操作ニ ー次の命令サイクルにおいてオペランドをバス接続手段
に使用可能にするためのデータメモリのアドレス計x(
ayメモリのアクセスも含む); 一ハス接続手段の少くとも一方のバスによるデータ転送
; 一当該命令すイクル中バス接続手段を経て転送されて@
たオペランドに少くとも論理演算装置又は乗算素子の倒
れか一方で処理操作を1・ガロえて当該サイクル中に結
果オペランドを形成してこの結果オペランドを次の命令
サイクル又は後の命令サイクル中にバス接続手段を経て
転送可能にするデータ処理操作; を同時に含む第1の命令サイクルを制御する・1゜タイ
ミング装置を具えることを特徴とする集積プログラマブ
ルプロセッサ。 1m 特許請求の範囲第11項記載のプロセッサにおい
て、第1状態と第2状態を具え、第1状態において前記
第1の命令サイクルを制御し、第2状態において前記第
1の命令サイクルの半分の長さの第2の命令サイクルを
制御するサイクル選択器を設け、前記第2の命令サイク
ルは次の操作ニ 一次の命令サイクルのためのデータメモリの1・・アド
レスを引算してアドレスを形成するアドレス計算; 一直前の命令サイクル中に計算されたアドレスによりデ
ータメモリをアクセスして次の命令サイクル中オペラン
ドをバス接続手段に使1用可能にするメモリアクセス; −ハス接続手段の少くとも一方によるデータ転送; 一当該命令サイクル又は先行命令サイクル中にバス接続
手段を経て転送された少くとも−。 つのオペランドに論理演算装置と乗算素子の少くとも一
力で操作を加えて、当該命令サイクルに次の命令サイク
ルを加えた期間中に結果オペランドを形成してこのオペ
ランドを次の命令サイクル中又は後の命令サイクル中バ
ス接続手段を経て転送可能にするデータ処理操作; を同時に含むものとし、 この目的のために、出力レジスタを乗算素子と第1続出
−書込メモリとに接続し、顔出1・゛カレジスタは前記
サイクル選択器の第1状態ではトランスペアレントに駆
動し得るものとし、論理演算装置と乗算素子に入力レジ
スタを接続し、該レジスタは前記サイクル選択器の両状
態においてトランスペアレントにI!KiJtlいし得
るものとしたことを特徴とする集積プログラマブルプロ
セッサ。 ■e−前記第1出力端子はアキュムレータ/アダーを含
むレトロ結合の第2アキュムレータ手段と、該アキュム
レータ手段に接続され、バー・・ス接続手段に供給する
データに選択シフト及・びリフオーマツティング操作を
加えるシフトユニットを具える特許請求の範囲1〜12
項の倒れかに記載の集積プロセッサにおいて、乗算素子
とバス接続手段との間に、選択的に・制御し得る入力ト
ランスペアレンス特性を有するレジスタを接続したこと
を特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 14 %許請求の範囲* 1m項記載の集積プロセッサ
において、前記選択的に制御し得る入カドIllランス
ヘアレンス特性を有するレジスタの少くとも一方には、
オペランドを選択的に反転して、或は一定値を選択的に
ゲートして乗算素子へ供給する選択手段を接続したこと
を特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 j・1
1 前記第1出力端子はアキュムレータ/アダーを含む
レトロ結合の第2アキュムレータ手段と、該アキュムレ
ータ手段に接続され、バス接続手段に供給するデータに
選択シフト及びリフオーマツティング操作を加えるシフ
ト−・・・ユニットを具える特許請求の範囲第1−14
’項の何れかに記載の集積プロセッサにおいて、レトロ
結合はアキュムレータレジスタにより行なって、反転さ
れた又は反転されていない累算結果及び/又は多倍鞘層
ビットシフトイ・ンタ・−パルに亘ってシフトされfc
累算結釆をアキュムレータ/アダーに再び選択的に供給
するようにしたことを特徴とする集積プログラマブルプ
ロセッサ。 1fL %許請求の範囲第4項記載のプロセッサに1・
)おいて、前記アキュムレータアダーは乗算結果に対す
る拡張として符号拡張ビットを受け入れるようにしたこ
とを特徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 17、特許請求の範囲第16項記載のプロセッサに11
おいて、前記シフトユニットはさらに拡張ピットを受け
入れて符号化コードの制御の下でアキュムレータアダー
の結果からバス接続手段に使用可能な複数種類の抽出が
できるようにしたことを特徴とする集積10グラマプル
2゜プロセッサ。 1& 特許請求の範囲第1〜17項の何れかに記載の集
積プロセッサにおいて、データメモリに対し少くとも1
個のアドレス計算ユニラミf設け、該アドレス計算ユニ
ットはマスクレジスタの制御の下でビット単位でマスク
し得るアドレス入力端子を行う力a算累子を具えること
を%徴とする集積プログラマブルプロセッサ。 19、特許請求の範囲第18項記載の集積プロセッサに
おいて、前記アドレス計算ユニットは1・絶対アドレス
用の第2レジスタと、相対アドレス用の第2レジスタと
、マスクレジスタを具え、これらの全レジスタをノ(ス
接続手段に接続したことを特徴とする集積プログラマブ
ルプロセッサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8304442A NL8304442A (nl) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | Geintegreerde en programmeerbare processor voor woordsgewijze digitale signaalbewerking. |
NL8304442 | 1983-12-27 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4103118A Division JP2501711B2 (ja) | 1983-12-27 | 1992-04-22 | ワンチップディジタル信号プロセッサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60157631A true JPS60157631A (ja) | 1985-08-17 |
JPH0760379B2 JPH0760379B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=19842928
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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