JPS60157635A - 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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JPS60157635A
JPS60157635A JP1396184A JP1396184A JPS60157635A JP S60157635 A JPS60157635 A JP S60157635A JP 1396184 A JP1396184 A JP 1396184A JP 1396184 A JP1396184 A JP 1396184A JP S60157635 A JPS60157635 A JP S60157635A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microprogram
address
branch
output
microinstruction
Prior art date
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Pending
Application number
JP1396184A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Sano
直樹 佐野
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Yokogawa Hokushin Electric Corp
Priority to JP1396184A priority Critical patent/JPS60157635A/ja
Publication of JPS60157635A publication Critical patent/JPS60157635A/ja
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、マイクロプログラム制御装置に関し、特に2
レベルパイプライン制御力式におけるアドレス分岐処理
の高速化を図るものである。
〈従来技術〉 ・マイクロプログラムの2レベルパイプライン制御装置
は、マイクロ命令の実行サイクル中に、次サイクルに実
行すべきマイクロ命令の読み出しと、更にその次のサイ
クルに実行ずべきマイクロ命令のアドレス生成とが並列
して行なわれ、処理の高速化を図るものである。
その従来例として、第1図に示す構成のものが知られて
いる。
第1図において、1はマイクロプログラムの条件付き分
岐を行なう際の条件を選択するマルチプレクサ11とマ
イクロプログラムのアドレスを生成するシーケンサ12
よりなる制御部、2はシーケンナ12からのアドレス出
力を保持する第1のパイプラインレジスタ、3はマイク
ロプログラムを格納するマイクロプログラムメモリ、4
(五マイクロブ0グラムメモリ3からのマイクロ命令出
力を保持する第2のパイプラインレジスタ、5はマイク
ロ命令に基いて演算を行なう演算部、6は演算部5の各
種スティタスが保持されるスティタスレジスタである。
また、コントロールク[lツクCPは、シーケンサ12
、第1のパイプラインレジスタ2、第2のパイプライン
レジスタ4、演算部5、スティタスレジスタ6にマイク
ロサイクル毎に与えられる。更に第2のパイプラインレ
ジスタ4より出力されたマイクロ命令は、その命令フィ
一ルドに応じて、セレク1−フィールドS[:はマルチ
プレク”j−11のSt)!it子へ、分岐アドレスフ
ィールド8AFはシーケンサ12のD端子へ、演算フィ
ールドCFは演算部5へ、また外部Zへも与えられる。
また、演算部5の演算結果はスティタスレジスタ6を介
してマルチプレクサ11へ与えられる。
このような構成の2レベルパイプライン制0111置の
動作を第2図のチャートを用いて説明する。
第2図(a)はマイクロプログラムに分岐がない場合、
(b)はマイクロプログラムに条件付き分岐がある場合
のタイムチャートである。
第2図において、CPはコントロールクロック、(イ)
はマイクロプログラムアドレス、(ロ)はシーケンサ1
2出力、(ハ)はパイプラインレジスタ2出力、(ニ)
はマイクロプログラムメモリ3出力、(ホ)はパイプラ
インレジスタ4出力、くべ)はスティタスレジスタ6出
力、CCはマルチプレクg11のコンディションコーF
CC,BAは分岐アドレスである。
(a)マイクロプログラムに分岐がない場合第2図(a
)において、(インのマイクロプログラムアドレスAの
マイクロアドレスC1に注目する。
マイクロサイクルC1において、(ハ)第1のパイプラ
インレジスタ2は現在実行中のマイクロサイクルC1の
次のマイクロサイクルC2のマイクロアドレスA+1を
出力し、(ニ)マイクロプログラムメモリ3からはアド
レスA+1のマイクロ命令J(A+1)を読み出し、(
ホ)第2のパイプラインレジスタ4はマイクロ命令I 
(A)を出力し、(へ)スティタスレジスタ5からは演
算部5の演算結果5(A−1)がマルチプレクサ11へ
送られる。このとき、マイクロ命令I (A>の演算フ
ィールドCFは演算部5へ、セレクトフィールドSFは
マイクロプログラム分岐なしの信号を、マルチプレクサ
11のS端子へ送り、マルチプレクサ11は入力条件と
して分岐なしを常に選択するため、マルチプレクサ11
のコンディションコードCCの出力が゛[′”となり、
(ロ)シーケンサ12は、現在実行中のマイクロサイク
ルC1の2サイクル先のマイクロサイクルC3のマイク
ロアドレスA+2を生成する。
これら一連の動作がマイクロサイクルC1において同時
に行なわれる。
このように、プログラムの分岐がない場合には、マイク
ロアドレスA+1を有する次のマイクロサイクルC2へ
進み、同様の動作が繰り返し行なわ5− れる。
(b)マイクロプログラムに条件付き分岐がある場合 第2図(b)において、マイクロプログラムアドレスA
のマイクロサイクルC1に注目する。
この時、マイクロプログラムに分岐がない場合と同様の
動作により、(ホ)第2のパイプラインレジスタ5から
マイクロ命令1 (A)が出力されるが、マイクロ命令
1 (A)はマイクロプログラムの条件付き分岐を指定
するものとすると、マイクロ命令1 (A)にお(ブる
セレクトフィールドSFがマルチプレクサ11へ条件付
き分岐ありの信号を送り、条件選択の結果、分岐が成立
した場合にはマルチプレクサ11のコンディションコー
ドCCの出力がH″°となり、(ロ)分岐アドレスフィ
ールドBAFからの分岐信号がシーケンサ12の0端子
より入力され、BAに示す分岐プログラムのアドレスB
がシーケンサ12で生成され、分岐プログラムのステッ
プが開始する。
以上が、従来の2レベルパイプライン制御ll装置6− であるが、この従来の例において、マイクロプログラム
に分岐が行われる場合、次に述べるような問題点があっ
た。
即ち、このような従来の21ノベルパイプライン制御に
よるマイクロプログラム制御装置において、制御部のシ
ーケンサにより、常に、現在実行中のマイクロサイクル
より2サイクル先のマイクロサイクルにおけるアドレス
を生成しているため、マイクロサイクルC1において、
第2のパイプラインレジスタ4から出力され、実行され
るマイクロ命令I (A)がマイクロプログラムの分岐
を命令し、分岐プログラムのステップBへ移行する場合
でも、アドレスA−1を有するGOサイクルにおいて生
成された△+1アト1ノスの命令I(A+1)が実行さ
れてしまい、分岐ステップBに移行する前に、アドレス
A+1を有するC2サイクルという余分なリーイクルを
通過しな(プればならず、プログラムの進行が1サイク
ル遅れるという問題点があった。
〈発明の目的〉 本発明は、上記した問題点を解決し、2レベルパイプラ
イン方式のマイクロプログラム制御装置において、余分
なサイクルを除去し、マイクロプログラム進行の高速化
をはかることを目的とする。
〈発明の構成〉 本発明は、次のように構成される。
本発明は、マイクロプログラムのアドレスを生成する制
(社)部、制御部によりマイクロプログラムの非分岐時
にイネーブル、分岐時にディスエーブルとされアドレス
を出力する第1のパイプラインレジスタ、制御部により
マイクロプログラムの非分岐時にディスエーブル、分岐
時にイネーブルとされ分岐アドレスを出力するバッファ
、第1のパイプラインレジスタとバッファのどちらかの
アドレス出力に従ってマイクロ命令を出力するマイクロ
プログラムメモリ、マイクロプログラムメモリからのマ
イクロ命令を保持する第2のパイプラインレジスタ、第
2のパイプラインレジスタより出力されたマイクロ命令
により演算を行なう演算部、演算部の演算結果であるス
ティタスを保持するスティタスレジスタ、マイクロプロ
グラム分岐時の分岐アドレスに1を加えたアドレスを制
御部に与えるインクリメンタを備えるマイクロプログラ
ム制御装置である。
く゛動作〉 本発明は、このような構成において、マイクロプログラ
ムが分岐を行う場合、そのマイクロサイクルでは、第2
のパイプラインレジスタに保持されたマイクロ命令を実
行すると同時に、マイクロプログラムメモリへのアドレ
スを第1のパイプラインレジスタの出力から、分岐アド
レスを与えるバッファの出力に切り換え、分岐アドレス
に対応するマイクロ命令を読み出し、一方、インクリメ
ンタで1を加えた分岐アドレス信号を制御部に与えるも
のである。
〈実施例〉 本発明を実施したマイクロプログラム制御装置の例を第
3図に示す。
従来例を示した第1図と同じ符号のものは、同じ機能を
持つので説明は省略する。
−9= 本発明は、マイクロプログラムメモリ3の前段にバッフ
ァ7を設け、糾御部1の前段にインクリメンタ8を設け
、それぞれにマイクロプログラムの分岐時の分岐アドレ
スフィールドBAFが供給されることを特徴としている
このバッフ17は、第2のパイプラインレジスタ4より
出力された命令が分岐を行なうものである時、その分岐
アドレスを第1のパイプラインレジスタに切り換わって
、マイクロプログラムメモリ3の入力に与えるためのも
のであるが、第1のパイプラインレジスタ2又はバッフ
ァ7のいずれかの選択は、マルチプレクサ11の出力に
よって決められる。即ち、マイクロ命令のセレク1〜フ
ィールドSFがプログラム条件付き分岐を指定し、マル
チプレクサ11のコンディションコードCC出力が、“
薯−1°′の時はバッファ7 、II L IIの時は
第1のパイプラインレジスタ2の出力がイネーブル状態
となる。
インクリメンタ8は、以上の動作と同時に、マイクロプ
ログラムの分岐先アドレスに1をプラス10− (ノたアドレスを制御部1のシーケンサ12へ与えるた
めのものである。
以−ト、本発明のマイクロブ「Jグラムlli!制御装
置の動作を第4図を用いて説明する。
第4図は、マイクロプログラムに条例付ぎ分岐がある場
合のタイムチャートであるが、マイクロブ1コグラムに
分岐のない場合は、その動作は従来の例と同様であり、
(ト)はバッファ7出力、(ヂ)はインクリメンタ8出
力で゛ある。
第3図及び第4図にお−いて、マイクロプログラムがマ
イクロ命令I (A)により分岐を行なう場合の動作を
説明する。
本図において、マイクロサイクルC1に注目する。
このどき、(ホ)マイクロ命令I (A)が第2のパイ
プラインレジスタ4から出力される。マイクロ命令1(
A)はセレクトフィールドSF、分岐アドレスフィール
ドBAF、演算フィールドCF等の各種フィール1−よ
りなり、演算フィールドCFは演算部5に与えられ、そ
の結果であるスティタス5(A)はスティタスレジスタ
6に入力される。更にこの時、くべ)1つ前のサイクル
の演算結果スティタス5(A−1)GcLマルチプレク
サ11へ出力され、その際、マイクロ命令1 (A>の
セレクト信号によりスティタス5(A−1)の1つを選
択し、分岐を行なう場合にはマルチプレクサ11の]ン
テイションコードCC出力は’ l−1”’となる。こ
のコンディションコードCCにより第1のパイプライン
レジスタ2の出力がディスユニープル状態、バッファ7
の出力がイネーブル状態どなる。
この時、(ト)バッファ7を通じて、分岐アドレスフィ
ールドBAFより分岐アドレスBがマイクロプログラム
メモリ3に出力され、(ニ)次のり”イクルに実行すべ
きマイクロプログラムアドレスBのマイク1コ命令1(
B)が読み出される。
一方、マイクロ命令I (A>の分岐アドレスフィール
ドBAFはインクリメンタ8へも与えられ、(チ)イン
クリメンタ8においては分岐アドレスBに1をプラスし
、アドレスB+1がシーケンサ12の])端子へ与えら
れる。この時、シーケンV12へのコンディションコー
ドCCは゛トビ°レベルであるので、(ロ)シーケンυ
12からは〔〕端子のB+1アドレスが出力される。ま
た、分岐後のアドレス生成はシークレザ12内にあるレ
ジスタにおいて生成される。
即ち、マイクロ命令I (A)が条件付き分岐を指定し
た場合でも、以」−の動作により、余分なサイクルA+
1を発生しない。
〈発明の効果〉 このように、マイクロプログラムのアドレス分岐を行な
う場合、マイクロプログラムメモリへのアドレスを第1
のパイプラインレジスタより分岐アドレスを与えるバッ
ファに切り換え、また、インクリメンタにより、分岐ア
ドレスに1をプラスした値を制御部のシーケンサへの分
岐アドレスとしているので、分岐アドレスの次に実行す
べぎマイクロプログラムのアドレス準備ができ、余分な
サイクルなしに次の分岐アドレスで実行1べきマイクロ
命令をそのマイクロサイクル内で高速に読13− み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2レベルパイプライン方式によるマイク
ロプログラム制御I装置、 第2図(a)、(b)は従来のマイクロプログラム制御
装置の動作を説明するためのタイムチャート図、 第3図は本発明の実施例によるマイクロプログラム制御
装置、 第4図は本発明の実施例によるマイクロプログラム制御
装置の動作を説明づるためのタイムチャート図である。 1・・・制御部、 2・・・パイプラインレジスタ、 3・・・マイクロプログラムメモリ、 4・・・パイプラインレジスタ、 5・・・演算部、 6・・・スティタスレジスタ、 7・・・バッファ、 8・・・インクリメンタ、 14− 11・・・マルチプレクサ、 −15− 1図 特開昭GO−157635(6)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マイクロプログラムのアドレスを生成する制御部と、こ
    の制御部によりマイクロプログラムの非分岐時にイネー
    ブル、分岐時にディスエーブルとされ制御部から与えら
    れたアドレスを出力する第1のパイプラインレジスタと
    、前記制御部によりマイクロプログラムの非分岐時にデ
    ィスエーブル、分岐時にイネーブルとされ後述する第2
    のパイプラインレジスタから与えられた分岐アドレスを
    出力するバッファと、前記第1のパイプラインレジスタ
    と前記バッファのどちらかのアドレス出力に従ってマイ
    クロ命令を出力するマイクロプログ−シムメモリと、こ
    のマイクロプログラムメモリからのマイクロ命令を保持
    する第2のパイプラインしノジスタと、マイクロプログ
    ラム分岐時の前記分岐アドレスに1を加えたアドレスを
    前記制御部に与えるインクリメンタとからなるマイクロ
    プログラム制御装置。
JP1396184A 1984-01-27 1984-01-27 マイクロプログラム制御装置 Pending JPS60157635A (ja)

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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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