JPS6047615B2 - 逐次化命令実行制御方式 - Google Patents

逐次化命令実行制御方式

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JPS6047615B2
JPS6047615B2 JP8329480A JP8329480A JPS6047615B2 JP S6047615 B2 JPS6047615 B2 JP S6047615B2 JP 8329480 A JP8329480 A JP 8329480A JP 8329480 A JP8329480 A JP 8329480A JP S6047615 B2 JPS6047615 B2 JP S6047615B2
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JP8329480A
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芳宏 水島
和之 清水
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • 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

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、逐次化命令実行制御方式、特に命令先取り制
御を行なうデータ処理装置における逐次化命令実行時に
おいて、あらためて取出すべき新規命令に対するアドレ
ス計算を早期に行なつておくようにし、全体としての処
理時間を短縮するようにした逐次化命令実行制御方式に
関するものである。
一般に逐次化命令と呼ばれる命令が実行される場合、命
令先取り制御を行なつているデータ処理装置においては
、当該逐次化命令の実行完了時に、それまでの命令先取
りを無効にして、あらためて次の命令(本明細書におい
ては新規命令と仮称する)をフエツチしてくるようにさ
れる。
第1図は当該逐次化命令実行に対応する従来の制御にも
とづくタイム・チャートを示している。図示期間Lにお
いて逐次化命令に対応する処理フロー1がスタートした
とする。
なお図示Dは命令解読ステート、Rはオペランド・アド
レスを求めるためのレジスタ読出しステート、Aは読出
されたレジスタの内容から記憶装置にアクセスするため
のオペランド、アドレスを生成するアドレス・ステート
、B、、B2は求められたアドレスを用いて記憶装置に
アクセスするバッファ、ステート、E1、E2は読出さ
れたオペランド・データを用いて演算を行なうエクスキ
ユート・ステート(なおストア命令の場合には記憶装置
にオペランド・データを格納するステート)、CKはデ
ータの1チェックを行なうチェック・ステート、Wは演
算が行なわれた結果を各種レジスタに書込みを行なうラ
イト・ステートを表わしている。逐次化命令の場合、当
該逐次化命令につづいていた命令は図示フロー2の如く
命令解読ステート;Dの状態で休止状態に置かれる。
そして、上記逐次化命令に対応する処理フロー1が完了
した状態で、新規命令フエツチ・アドレス発生フロー3
が開始される。該フロー3はリストア・ステートRSl
,RSl−D,RS2,RS3をもつている。ステート
RSl−Dの終りにおいて、当該時点におけるハーフ●
ワード・カウンタHCTRの内容の補数がデータ・レジ
スタDRにセットされ、ステートRS2において、実効
アドレス発生アダーEAGによつて、命令アドレス・レ
ジスタIARの内容から上記ハーフ●ワード●カウンタ
HCTRの内容が減算される。即ち、上記逐次化命令の
実行完了までに既に余分に進みすぎているレジスタIA
Rの内容から当該余分に進んだ量だけを減算して、あら
ためて上述の新規命令をフエツチするためのアドレスが
、ステートRS3において実効アドレス・レジスタEA
Rにセットされる。なおIARは、記憶装置から命令を
取り出すのに必要な命令先頭アドレスを格納しておくレ
ジスタであり、HCTRは、上記IARと現在実行中の
命令アドレスとの差を保持するためのカウンタ(又はそ
の内容)である。従がつてIAR−HCTRが常にPS
Wの命令アドレスに相当する。そして、命令取出しフロ
ー4の命令アドレス・ステートIAにおいて、命令アド
レス●レジスタIARにセットされた上でアダーEAG
をへて記憶装置に対して命令フエツチが起動される。
そしてフロー4におけるバッファ◆ステートB2の初め
において命令アドレス●レジスタIARにアドレスがセ
ットされた形となる。これによつて上記逐次化命令に後
続する上述の新規命令に対応するフロー5が開始される
。即ち、従来の制御の場合、逐次化命令の実行完了の時
期T9から新規命令に対応.するアドレス生成が行なわ
れる。このために、図示の如く時期Tl6から新規命令
に対応するフロー5が開始されることとなる。本発明は
上記の点を改善することを目的としており、本発明の逐
次化命令実行制御方式は、1つ!または複数の命令バッ
ファ・レジスタをそなえ命令先取り制御によつて命令フ
エツチ処理を行なうデータ処理装置において、上記命令
バッファ・レジスタ上のいずれの位置からバイブライン
処理部に対して命令を取り出すかを指示する次シーケン
1ス命令ポインタをそなえると共に、命令の実行完了後
にそれまでの命令先取りを無効にして当該命令に後続す
る新規命令を記憶装置からあらためて取出すようにされ
る逐次化命令のフローにつづいて、少なくともアドレス
・ステートをもつ次フローを上記逐次化命令のフローの
進行中にバイブラインで実行せしめるよう構成せしめ、
当該次フローのアドレス・ステートにおいて上記新規命
令をフエツチするに必要なアドレスを上記次シーケンス
命令ポインタの内容を利用して生成しておくよう制御す
ることを特徴としている。
以下図面を参照しつつ説明する。第2図は本発明による
制御方式における一実施ノ例タイム・チャート、第3図
は命令先取り処理と本発明にいう次シーケンス命令ポイ
ンタNSiPとを説明する説明図を示す。
第2図図示の場合、時期T。
に逐次化命令に対応するフロー1がスタートされたとし
て示されている。図示実施例の場合、本来の逐次化命令
を実行する逐次化命令つづいて余分にもうけた逐次化命
令(擬似的)を1つ挿入するようにしている。そして図
示の本来の逐次化命令フロー1につづいて、擬似的にも
うけた逐次化命令フロー6がバイブラインで実行され、
該擬似的な逐次化命令フロー6によつて次に続くフロー
2を解読ステートDの状態で休止状態に置く。上記フロ
ー6におけるアドレス・ステートにおいて、上述の新規
命令をフエツチするためのアドレスをアダーEAGによ
つて生成する。なお図示wは命令アドレス修正値発出回
路を表わしており、該命令アドレス修正値発生回路wの
働らきについては第3図を参照して後述されるが、時期
T3の始めまでにおいて命令アドレス・レジスタIAR
の内容を修正すべき値が命令アドレス修正値発生回路A
Mにおいて生成されるものと考えてよい。時期T4にお
いてアダーEGAを介して生成されたアドレス即ち上記
新規命令をフエツチするためのアドレスは、実効アドレ
ス●レジスタEARに時期T5においてセットされ、時
間調整用レジスタTARをへて時期T7の始めにおいて
命令アドレス・レジスタIARにセットされて図示フロ
ー4によつて第1図図示の場合と同様な処理が行なわれ
る。そして図示の場合、時?匡,。からフロー5がスタ
ートされることとなる。第2図図示の場合、第1図図示
の制御にくらべて、フロー5がスタートする時点がTl
Oとなつて早められる。第2図図示の場合、次のような
配慮の上で処理が定められているものと考えてよい。
(4)図示フロー6をもうけるのは、次の理由による。
即ち、本来の逐次化命令を実行するために図示フロー1
がとられている。(B)そしてフロー1において、アダ
ーEAGが使用されない時期であるフロー1におけるア
ドレス・ステートAとチェック・ステートCKを利用し
て、アダーEAGを使用すべくフロー6が挿入される。
(C)そしてフロー6におけるアドレス◆ステートAに
おいて、アダーEAGによるアドレス計算ノが行なわれ
ることをそのまま利用して、上述の新規命令をフエツチ
するためのアドレスが生成される。
第3図は命令先取り処理と本発明にいう次シーケンス命
令ポインタNSiPとを説明する説明図を示す。
図中の符号7−1,7−2,7−3は夫々命令バッファ
◆レジスタを示し、各命令バッファ●レジスタは夫々2
バイト単位の情報が合計8バイト分バッファリングでき
るよう構成されている。
8は、セレクタ回路であつて、命令バッファ・レジスタ
7−1ないし7−3のいずれかからの命令を選択するも
のである。
9はバイブライン処理部であつて第1図や第2図に示す
フロー1などの処理を行なうものである。
10−1ないし10−3は夫々次シーケンス命令ポイン
タ格納部を表わしている。
図示しない記憶装置から命令が読出されてくると、当該
命令は最初レジスタ7−3,7−2をへて7−1にセッ
トされ、レジスタ7−1が満杯となるとレジスタ7−2
にセットされ、レジスタ7−2が満杯となるとレジスタ
3にセットされる。
一方バイブライン処理部9における処理の進行に応じて
、レジスタ7−1に命令が存在すれば当該レジスタ7−
1の図示左側位置から、レジスタ7−1が空いていれば
レジスタ7−2の図示左側位置から、更にレジスタ7−
2も空いていればレジスタ7−3の図示左側位置から順
次命令がセレクタ回路8を介してバイブライン処理部9
に供給されてゆく。勿論このとき、レジスタ7−1が空
き状態となると、レジスタ7−2の内容がレジスタ7−
1にシフト・ダウンされ、レジスタ7−2が空き状態と
なると、レジスタ7−3の内容がレジスタ7−2にシフ
ト・ダウンされ、更にレジスタ7−3に空き状態が生じ
ると、記憶装置から命令が8バイト単位でレジスタ7−
3に転送されてくる。次にシーケンス命令ポインタNS
iPは、現在どの位置までバイブライン処理部9に供給
されかつ次に供給されるべき命令はどの位置のものであ
るかを指示するポインタである。
そして今たまたま、図示位置ちないし14までのものが
バイブライン処理部9に供給され終つているとすると、
次シーケンス命令ポインタNSiPr5Jのみが論理R
lJとなつている。勿論、レジスタ7−1が空き状態に
あるために、レジスタ7−2の内容がレジスタ7−1に
シフト・ダウンされることとなるが、これに応じて次シ
ーケンス命令ポインタ格納部10−2の内容は次シーケ
ンス命令ポインタ格納部10−1にシフト・ダウンされ
てゆき、そのときまでにバイブライン処理部9に対して
命令供給がなければ次シーケンス命令ポインタNSiP
rlョのみが論理Rl.jとなることとなる。命令先取
りが行なわれる場合、上述の如く、レジスタ7−3が空
き状態になれば直ちに記憶装置から命令が8バイト単位
で先取りされて読出されてくる。このために、第2図図
示の時期T3における命令アドレス◆レジスタIARの
内容は、第3図図示の位置18に対応する命令のアドレ
スを示していることとなる。そして、時期T3において
次シーケンス命令ポインタNsiPr5Jが論理r1ョ
を示しているとすると、第3図図示位置し,16,17
に相当する6バイト分だけ命令アドレノス●レジスタI
ARの内容が先に進行しているものとなる。しかし、こ
のときフロー6に対応する擬似的な逐次化命令がなおレ
ジスタ7−2上に残つており、当該命令が2バイト命令
であるか4バイト命令であるかによつて、命令アドレス
・レジス5夕1ARの内容を真に修正すべき値が決定さ
れる。このために、第2図図示の命令アドレス修正値発
生回路AMにおいては、時期T3における次シーケンス
命令ポインタNSiPl5Jに対応する値R4Jと擬似
的な逐次化命令の命令長(例えば20バイト命令の場合
Rlj)とを加算した値R5ョを発生する。そして時知
,においてアダーEAGによつて、命令アドレス・レジ
スタIARの内容から、7−5=2〔バイト〕 分だけ前のアドレスを生成して、実効アドレス・レジス
タEARにセットするようにされる。
以上説明した如く、本発明によれば、逐次化命令が実行
され終つた時点においては、第2図図示の如く、本発明
にいう新規命令をフエツチするためのアドレスが実質上
決定されている形となる。このために、逐次化命令に対
応した制御に要する時間が短縮されることとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は逐次化命令の制御に対応する従来のタイム・チ
ャートを示し、第2図は本発明による制御方式における
一実施例タイム・チャートを示す。 第3図は命令先取り処理と本発明にいう次シーケンス命
令ポインタNSiPとを説明する説明図を示す。図中、
1は命令アドレス●レジスタ(IAR)、3は実効アド
レス発生アダー(EAG)、4は実効アドレス●レジス
タ(EAR)、5は命令アドレス修正値発生回路AM,
7−1ないし7−3は夫々命令バッファ◆レジスタ、8
はセレクタ回路、9はバイブライン処理部、10−1な
いし10−3は夫々次シーケンス命令ポインタ群を表わ
す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 1つまたは複数の命令バッファ・レジスタをそなえ
    命令先取制御によつて命令フエツチ処理を行なうデータ
    処理装置において、上記命令バッファ・レジスタ上のい
    ずれの位置からパイプライン処理部に対して命令を取り
    出すかを指示する次シーケンス命令ポインタをそなえる
    と共に、命令の実行完了後にそれまでの命令先取りを無
    効にして当該命令に後続する新規命令を記憶装置からあ
    らためて取出すようにされる逐次化命令のフローにつづ
    いて、少なくともアドレス・ステートをもつ次フローを
    上記逐次化命令のフローの進行中にパイプラインで実行
    せしめるよう構成せしめ、当該次フローのアドレス・ス
    テートにおいて上記新規命令をフエツチするに必要なア
    ドレスを上記次シーケンス命令ポインタの内容を利用し
    て生成しておくよう制御することを特徴とする逐次化命
    令実行制御方式。
JP8329480A 1980-06-19 1980-06-19 逐次化命令実行制御方式 Expired JPS6047615B2 (ja)

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JP8329480A JPS6047615B2 (ja) 1980-06-19 1980-06-19 逐次化命令実行制御方式

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JPS578852A JPS578852A (en) 1982-01-18
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JP8329480A Expired JPS6047615B2 (ja) 1980-06-19 1980-06-19 逐次化命令実行制御方式

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JP3850156B2 (ja) 1998-12-17 2006-11-29 富士通株式会社 命令処理装置

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