JPS61235946A - デ−タ処理装置 - Google Patents

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】 ［技術分野］ この発明は、データ処理技術さらにはマイクロコンピュ
ータ・システムに適用して有効な技術に関し、例えばマ
イクロプログラム制御方式のマイクロプロセッサに利用
して有効な技術に関する。

［背景技術］ マイクロプロセッサ内の制御方式として、ハードワイヤ
方式とマイクロプログラム方式とが知られている。この
うち、マイクロプログラム制御方式は、加算器やレジス
タなどからなる実行ユニットに対するデータ転送順序や
演算順序等の制御を、読出し専用のメモリ（コントロー
ルストレージ、以下マイクロＲＯＭと称する）に格納さ
れているマイクロプログラムに従って行なうものである
。

マイクロプログラム制御方式のマイクロプロセッサとし
ては、例えばモトローラ社製１６ビツト・マイクロプロ
セッサＭＣ’６８０００がある。

ところで、マイクロプロセッサＭＣ６８０００において
は、その命令セット中に、実行ユニット内のレジスタ群
のうちいずれのレジスタを使うのか指定を行なうレジス
タ指定フィールドを有する機械語命令（マクロ命令）と
、レジスタ指定フィールドを持たないインプライド形式
の機械語命令とがある（例えば、［株］オーム社発行ｒ
ＭＣ６８０００の使い方」昭和５８年１０月１日発行、
第９９頁〜第１３４頁参照）。

上記命令セットから、ＭＣ６８０００では第３図に示す
ような方式でレジスタの指定を行なっていると考えられ
る。

すなわち、命令レジスタＩＲに取り込まれた機械語命令
がレジスタ指定フィールドを有する場合には、その部分
のコードを、またインプライド形式の機械語命令の場合
には、その命令を命令デコーダＩＤでデコードして形成
したレジスタ番号（アドレス）を、セレクタＳＥＬによ
って選択的にアドレスデコーダＡＤに供給して、レジス
タの選択信号を発生する方式である。

しかしながら、上記のようなレジスタの指定方式による
と、マイクロプロセッサの命令体系を一部変更もしくは
拡張したり、他機種のエミュレーション機能を追加した
い場合には、インプライド方式の命令の変更に伴なって
、命令デコーダＩＤの論理を変えてやる必要がある。そ
のため、命令デコータＩＤの論理設計をやり直さなけれ
ばならないので、変更工数が多くなり開発期間が長くな
るという問題点があることが発明者によって明らかにさ
れた。

［発明の目的］ この発明の目的は、マイクロプログラム制御方式のマイ
クロプロセッサに適用した場合に、命令体系の変更や拡
張等が容易に行なえるようなデータ処理方式を提供する
ことにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては１本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。

［発明の概要コ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、例えばレジスタ指定フィールドを持つ機械語
命令と、持たない機械語命令とからなる命令体系を備え
たマイクロプログラム制御方式のマイクロプロセッサに
おいて、マイクロプログラムを構成するマイクロ命令の
中に、レジスタ指定フィールドと、このマイクロ命令内
のレジスタ指定フィールドおよび機械語命令の中のレジ
スタ指定フィールドのいずれを用いるか指定する選択ビ
ットを設け、この選択ビットの内容に応じて上記いずれ
かのフィールドの内容をデコーダに供給してレジスタ選
択信号を発生させるようにすることによって、レジスタ
指定フィールドを持たない命令を変更、追加する場合に
マイクロＲＯＭ内のマイクロ命令を書き換えるだけで良
いようにして、マイクロプロセッサの命令体系の変更、
拡張を行なう場合の変更工数を減らし、開発期間の短縮
を図るという上記目的を達成するものである。

以下図面を用いてこの発明を具体的に説明する。

［実施例］ 第１図は、本発明を、命令セット中に実行ユニット内の
レジスタ群のうちいずれのレジスタを使うのか指定を行
なうレジスタ指定フィールドを有する機械語命令（マク
ロ命令）と、レジスタ指定フィールドを持たないインプ
ライド形式の機械語命令とを有する命令体系を備えたマ
イクロプログラム制御方式のマイクロプロセッサに適用
した場合の一実施例を示す。

この実施例のマイクロプロセッサは、制御部と実行ユニ
ットＥＸＥＣとからなる。このうち、実行ユニットＥＸ
ＥＣは、加算器もしくはＡＬＵ（演算論理ユニット）と
、プログラムカウンタやアキュームレータ等の各種レジ
スタ群ＲＥ　Ｇ　１〜ＲＥＧｎとから構成され、制御部
から供給される制御信号によって、データ転送順序や演
算順序等の制御が行なわれる。

制御部は、外部から取り込まれたマクロ命令（機械語命
令）を保持する命令レジスタＩＲと、複数の制御語すな
わちマイクロ命令からなるマイクロプログラムが格納さ
れたマイクロＲＯＭ　　μｍＲＯＭ１：のｖイクｏＲＯ
Ｍ　　ｔｔ−ＲＯＭから読み出されたマイクロ命令をデ
コードして、上記実行ユニットＥＸＥＣに対する制御信
号を発生する制御用デコーダＣＤ等から構成されている
。

マイクロＲＯＭ　　μｍＲＯＭ内の各マイクロ命令は、
実行ユニットに対する制御信号を形成するための静的制
御フィールドと、次のマイクロ命令のアドレスを指示す
る順序制御フィールド等から構成されている。

命令レジスタＩＲに取り込まれたマクロ命令のオペレー
ション・コードによって、最初のマイクロ命令がマイク
ロＲＯＭ　　μｍＲＯＭから読み出される。以後、その
読み出されたマイクロ命令の順序制御フィールド内のネ
タストアドレスや分岐アドレスと、マクロ命令のオペレ
ーション・コードとに基づいて次のマイクロ命令が読み
出される。

このようにして、複数のマイクロ命令群によって一つの
マクロ命令が実行される。いくつかのマクロ命令に共通
のマイクロ命令は共用化することが可能である。

この実施例では、第２図に示すように、上記マイクロ命
令に新たにレジスタ指定フィールドＦ３が設けられ、マ
イクロ命令は順序制御フィールドＦ１と静的制御フィー
ルドＦ２とレジスタ指定フィールドＦ３とから構成され
るようにされている。

また、マイクロ命令中には、マイクロ命令のレジスタ指
定フィールドＦ３内のコードを用いてレジスタ指定を行
なうのか、命令レジスタＩＲに取り込まれたマクロ命令
のレジスタ指定フィールドのコードを用いてレジスタ指
定を行なうのかを指定する選択ビットＳＢが設けられて
いる。

そして、この実施例では、この選択ビットＳＨの内容に
基づいて、読み出されたマイクロ命令のレジスタ指定フ
ィールドＦ３内のコード（レジスタ番号）または、命令
レジスタＩＲに取り込まれたマクロ命令のレジスタ指定
フィールドＦ３内のコードのいずれか一方を選択して次
のアドレスデコーダＡＤに供給するセレクタＳＥＬが設
けられている。

このセレクタＳＥＬによって選択されたレジスタ指定用
コードが、アドレスデコーダＡＤによってデコードされ
ることにより、レジスタ選択信号が形成され、実行ユニ
ットＥＸＥＣに供給される。

実行ユニットＥＸＥＣでは、このレジスタ選択信号によ
って、レジスタ群ＲＥＧ、〜ＲＥ　Ｇ　ｎ内の一つまた
は二つのレジスタが選択される。

つまり、マイクロ命令のレジスタ指定フィールドＦ３内
には、同時に二つのレジスタ番号を示すコードが格納可
能にされており、例えば「レジスタＡの内容にレジスタ
Ｂの内容を加えてそれを再びレジスタＡに入れよ」とい
うような命令においては、同時にＡとＢの２つのレジス
タが選択される。一方、例えば「レジスタＡの内容をシ
フトさせよ」というような命令においては、レジスタＡ
のみが選択されるようになっている。

ただし、レジスタ指定フィールドＦ３の大きさは、上記
のように二つのレジスタを指定できるものに限定されず
、一つのみあるいは三つ以上のレジスタを指定できるよ
うな大きさであってもよい。

上記実施例に従うと、レジスタ指定フィールドを持つマ
クロ命令が命令レジスタＩＲに取り込まれた場合、予め
それによってマイクロＲＯＭ　　μｍＲＯＭから読み出
されるマイクロ命令内の選択ビットＳＢが例えば“１”
にされている。そのため、この選択ビットＳＢによって
セレクタＳＥＬが、命令レジスタＩＲに保持されている
マクロ命令のレジスタ指定フィールド内のレジスタ番号
を示すコードをアドレスデコーダＡＤに供給する。その
結果、マクロ命令のレジスタ指定フィールド内のコート
によって、実行ユニットＥＸＥＣ内のレジスタの選択が
行なわれる。

一方、レジスタ指定フィールドを持たないマクロ命令が
命令レジスタＩＲに取り込まれた場合には、予めそれに
よってマイクロＲＯＭ　　μｍＲＯＭから読み出される
マイクロ命令内の選択ビットＳＢが例えばパ０′″にさ
れている。そのため、この選択ビットＳＢによってセレ
クタＳＥＬが切り換えられて、読み出されたマイクロ命
令のレジスタ指定フィールドＦ３内のレジスタ番号を示
すコードをアドレスデコーダＡＤに供給するようになる
。

その結果、マイクロ命令のレジスタ指定フィールドによ
って実行ユニットＥＸＥＣ内のレジスタの選択が行なわ
れる。

従って、命令セットのうちレジスタ指定フィールドを持
つマクロ命令を変更、追加する場合はもちろん、レジス
タ指定フィールドを持たないマクロ命令を追加、変更す
る場合にも、マイクロＲＯＭの書換えで対処することが
できる。つまり、第３図の方式におけるように命令デコ
ーダＩＤの論理を変更する必要がない。その結果、マイ
クロプロセッサの命令体系の一部変更や拡張を行なう場
合あるいは他の機種のエミュレーション機能を追加する
場合等における変更工数が低減され、開発期間が大幅に
短縮される。

なお、上記実施例では、レジスタ指定フィールドを持つ
マクロ命令と持たないマクロ命令とからなる命令体系を
備えたマイクロプロセッサに適用したものについて説明
したが、レジスタ指定フィールドを持たないマクロ命令
のみからなる命令体系を備えたマイクロプロセッサにも
適用することができる。

すなわち、その場合には、マイクロ命令にレジスタ指定
フィールドＦ３を設け、これを直接アドレスデコーダＡ
Ｄに供給して、レジスタ選択信号を発生してやればよい
。従って、マイクロ命令中に選択ビットＳＢを設けたり
、その内容によってフィールドの切り換えを行なうセレ
クタは省略することができる。

［効果コ レジスタ指定フィールドを持つ機械語命令と持たない機
械語命令とからなる命令体系を備えたマイクロプログラ
ム制御方式のマイクロプロセッサにおいて、マイクロ命
令にレジスタ指定フィールドと、このマイクロ命令内の
レジスタ指定フィールドおよび機械語命令の中のレジス
タ指定フィールドのいずれを用いるか指定する選択ビッ
トを設け、この選択ビットの内容に応じて上記いずれか
のフィルードの内容をデコーダに供給してレジスタ選択
信号を発生させるようにしたので、レジスタ指定フィー
ルドを持たないマクロ命令を変更、追加する場合にマイ
クロＲＯＭ内のマイクロ命令を書き換えるだけで対処で
きるという作用により、マイクロプロセッサの命令体系
の変更、拡張を行なう場合の変更工数が減少され、開発
期間が短縮されるという効果がある。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では
、マイクロ命令に新たにレジスタ指定フィールドＦ３と
、選択ビットＳＢを設けると説明したが１、レジスタ指
定フィールドＦ３は選択ビットＳＢを含んだものと考え
ることも可能である。

［利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるマイクロプログラム
制御方式のマイクロプロセッサに適用したものについて
説明したが、この発明はそれに限定されるものでなく、
例えば計算機などにも利用することができる。この発明
は、マイクロプログラム制御方式のデータ処理装置一般
に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明をマイクロプログラム制御方式のマイ
クロプロセッサに適用した場合の一実施例を示すブロッ
ク図、 第２図は、マイクロ命令のフィールド構成例を示す説明
図。 第３図は１本発明の開発の前提となったマイクロプログ
ラム制御方式のマイクロプロセッサの構成例を示すブロ
ック図である。 、ＥＸＥＣ・・・・実行部（実行ユニット）、μ−ＲＯ
Ｍ・・・・マイクロプログラム・メモリ（マイクロＲＯ
Ｍ）、ＩＲ・・・・命令レジスタ、ＣＤ・・・・制御用
レジスタ、ＡＤ・・・・アドレスレジスタ、Ｆ３・・・
・レジスタ指定フィールド、ＳＢ・・・・選択ビット。 第　　１　　図 第　　２　　図 Ｓε 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御記憶手段を有する制御部と実行部とからなるマ
   イクロプログラム制御方式のデータ処理装置において、
   上記制御記憶手段に記憶される制御語には、上記実行部
   内の複数のレジスタの中から使用すべき一または二以上
   のレジスタを指定するための情報の入るレジスタ指定フ
   ィールドが設けられてなることを特徴とするデータ処理
   装置。 ２、上記制御語は、選択ビットを有するようにされてい
   るとともに、この選択ビットの内容に応じて、上記制御
   部に供給される機械語命令内のレジスタ指定フィールド
   または上記制御語内のレジスタ指定フィールドのいずれ
   か一方の内容を選択するセレクタが設けられ、このセレ
   クタから供給される信号をデコードしてレジスタ選択信
   号が発生されるようにされてな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。