JPS62214442A - Instruction advance reader - Google Patents

Instruction advance reader

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Publication number
JPS62214442A
JPS62214442A JP5877186A JP5877186A JPS62214442A JP S62214442 A JPS62214442 A JP S62214442A JP 5877186 A JP5877186 A JP 5877186A JP 5877186 A JP5877186 A JP 5877186A JP S62214442 A JPS62214442 A JP S62214442A
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JP
Japan
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address
ibr
instruction
data
signal line
Prior art date
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Pending
Application number
JP5877186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Sugiyama
良秋 杉山
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62214442A publication Critical patent/JPS62214442A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To shorten the time required for instruction advance read and to increase the processing speed by transferring an address from a central processing unit to a main memory device only in case of execution of branch instructions and making it unnecessary to transfer the address at every time of data storage in an IBR storage circuit in the other cases. CONSTITUTION:When a branch instruction is executed by a central processing unit a, an ICR branch instruction signal line 16 from an ICR storage circuit 1 and an IBR empty signal line 13 from an IBR storage circuit 2 are made conductive, and an ICR transfer instruction signal line 10 from an IBR empty control circuit 9 is made conductive. Thus, a SUBICR storage instruction signal line 17 from an SUBICR control circuit 8 is made conductive, and the address outputted from the ICR storage circuit 1 to an address data bus signal line 12 is fetched into an SUBICR storage circuit 7. Next, a data read instruction signal line 18 is made conductive, and the address stored in the SUBICR storage circuit 7 is updated to read out data in a main memory device B.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は中央処理装置と上記tα装置とがデータバスで
接続され、主記憶装置より先行読出しを行なった命令を
命令バッファに格納して実行する情報処理システムに関
し、特に前記命令の先行読出し技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is characterized in that a central processing unit and the above tα device are connected via a data bus, and instructions pre-read from a main memory are stored in an instruction buffer and executed. The present invention relates to an information processing system, and particularly to a technique for pre-reading the instructions.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の情報処理システムにおける命令の先行読
出し装置は、先行して読出すべき命令のアドレスを指示
するアドレスレジスタを中央処理装置側に設け、命令の
読出し要求毎に前記アドレスレジスタの内容を主記憶装
置側に送出する構成が採用されていた。
Conventionally, an instruction advance reading device in this type of information processing system has an address register on the central processing unit side that indicates the address of an instruction to be read in advance, and the contents of the address register are read every time an instruction read request is made. A configuration was adopted in which data was sent to the main storage device.

第4図は従来の命令先行読出し装置のブロック図、第5
図はその動作タイミングチャートであり、八はI CR
(Instruction Counter Regi
ster)格納回路1.命令バッファである[ B R
(InstructionBuffer Regist
er)格納回路2.IBR制御回路3及びP F I 
C(Prefetch In5truction Co
unter)レジスタ回路6を有する中央処理装置、B
はデータレジスタ回路4およびアドレスレジスタ回路5
を存する主記憶装置である。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional instruction advance reading device;
The figure is the operation timing chart, and 8 is the ICR
(Instruction Counter Regi
ster) Storage circuit 1. The instruction buffer [B R
(InstructionBuffer Register
er) Storage circuit 2. IBR control circuit 3 and PFI
C (Prefetch In5truction Co.
B) a central processing unit having a register circuit 6;
are data register circuit 4 and address register circuit 5
This is the main memory containing the .

中央処理袋mAのTCP格納回路1は、マクロ命令の実
行に使用する命令アドレスを格納するもので、その格納
アドレスはICRデータ信号線15によりPFICレジ
スタ回路6に加えられる。ll3R格納回路2は、アド
レスデータバス信号線12を介して主記憶装置Bより先
行読出しされたマクロ命令を複数個格納するもので、格
納エリアに空きが発生するとIBR空信号線13のレベ
ルを論理“1″ (以下単に“1”と称す)にしてその
旨をIBR制御回路3に通知する。I B Rtll制
御回路3は、IBR空信号線13によりIBR格納回路
2に空きが発生したことを識別すると、ICR転送指示
信号線10を“1゛にして上記fi装WBのアドレスレ
ジスタ回路5に対しアドレス取込みを指示し、またデー
タ転送信号線11を“1”にして主記憶装置Bのデータ
レジスタ回路4に対し格納データの送出を指示する動作
を交互に行なう。またIBR制御回路3は、PF[C更
新指示信号vA14を“1”にすることによって、PF
[Cレジスタ回路6中のPF[Cレジスタの値を更新す
ることをPFICレジスタ回路6に対し指示する。PF
ICレジスタ回路6は、IBR格納回路2に命令を格納
するための命令アドレスを内部のPFICレジスタに格
納し、これをアドレスデータバス信号線12を介して主
記憶装置Bのアドレスレジスタ回路5に対し送出する回
路であり、またIBR制御回路3からPFIC更新指示
信号m14を通して更新指示があると、PFICレジス
タの内容を更新する。
The TCP storage circuit 1 of the central processing bag mA stores an instruction address used for executing a macro instruction, and the storage address is applied to the PFIC register circuit 6 via an ICR data signal line 15. The ll3R storage circuit 2 stores a plurality of macro instructions pre-read from the main memory B via the address data bus signal line 12, and when an empty space occurs in the storage area, the level of the IBR empty signal line 13 is changed to a logic level. The flag is set to "1" (hereinafter simply referred to as "1") and the IBR control circuit 3 is notified of this fact. When the IBR empty signal line 13 identifies that a vacant space has occurred in the IBR storage circuit 2, the IB Rtll control circuit 3 sets the ICR transfer instruction signal line 10 to "1" and sends the signal to the address register circuit 5 of the FI WB. The IBR control circuit 3 alternately instructs the data transfer signal line 11 to take in the address, and sets the data transfer signal line 11 to "1" to instruct the data register circuit 4 of the main memory B to send the stored data. By setting the PF[C update instruction signal vA14 to "1", the PF
[PFIC register circuit 6 in C register circuit 6] Instructs PFIC register circuit 6 to update the value of the C register. P.F.
The IC register circuit 6 stores an instruction address for storing an instruction in the IBR storage circuit 2 in an internal PFIC register, and transmits this to the address register circuit 5 of the main memory B via the address data bus signal line 12. It is a circuit for transmitting data, and when an update instruction is received from the IBR control circuit 3 through the PFIC update instruction signal m14, the contents of the PFIC register are updated.

また、主記憶装置B中のデータレジスタ回路4は、アド
レスレジスタ回路5に保持されたアドレスにより主記憶
装置Bから読出されたデータを保持する回路であり、保
持データはデータ信号線11が“l”となった所定のタ
イミングでアドレスデータバス信号線12に出力される
。アドレスレジスタ回路5は、中央処理袋mAのPFI
Cレジスタ回路6からアドレスデータバス信号線12を
介して送られてくるアドレスを、IcR転送指示信号線
lOが“l”となった所定のタイミングで取込む回路で
あり、このPFICレジスタ回路6にアドレスが新たに
取込まれると、そのアドレスに対応する主記憶装置Bの
7ドレスのデータが読出されてデータレジスタ回路4に
セットされる。
Further, the data register circuit 4 in the main memory device B is a circuit that holds data read out from the main memory device B according to the address held in the address register circuit 5, and the held data is stored when the data signal line 11 is ” is output to the address data bus signal line 12 at a predetermined timing. The address register circuit 5 is a PFI of the central processing bag mA.
This circuit takes in the address sent from the C register circuit 6 via the address data bus signal line 12 at a predetermined timing when the IcR transfer instruction signal line IO becomes "L". When a new address is taken in, the data of 7 addresses of main memory B corresponding to the address is read out and set in the data register circuit 4.

いま、第4図の各部が第5図に示す3種のクロックTo
、TI、T2に同期して動作し、主記憶装置Bのアドレ
スアクセス時間を3Tとすると、ある時点でIBR格納
回路2に空きが発生したとすれば、IBR格納回路2は
IBR空信号線13を“1”にしてIBRi!l1m回
路3にその旨を通知する。IBR制御回路3はIBR空
信号線13が“l”になったことを検出すると、PFI
C更新指示信号線14をその直後のクロ7りT2から次
のクロックT2まで1”とし、PFICレジスタ回路6
はこれに応答してクロックTOのタイミングでPFIC
レジスタのアドレスを更新し、その更新後のアドレスの
値nをクロックToから次のクロックTOまでアドレス
データバス信号線12に出力する。また、IBR制御回
路3は、アドレスデータバス信号線12に出力された上
記アドレスをアドレスレジスタ回路5に取込ませる為、
■CR転送指示信号線10をクロックTOから次のクロ
ックT。
Now, each part in FIG. 4 is connected to the three types of clocks To shown in FIG.
, TI, and T2, and the address access time of main memory B is 3T. If a vacant space occurs in the IBR storage circuit 2 at a certain point, the IBR storage circuit 2 operates in synchronization with the IBR vacant signal line 13. Set “1” to IBRi! The l1m circuit 3 is notified of this fact. When the IBR control circuit 3 detects that the IBR empty signal line 13 becomes "L", the PFI
The C update instruction signal line 14 is set to 1'' from the immediately following clock T2 to the next clock T2, and the PFIC register circuit 6
In response to this, the PFIC is activated at the timing of the clock TO.
The address of the register is updated, and the updated address value n is output to the address data bus signal line 12 from clock To to the next clock TO. Further, the IBR control circuit 3 causes the address register circuit 5 to take in the address outputted to the address data bus signal line 12.
■CR transfer instruction signal line 10 from clock TO to next clock T.

まで“1″とする。up to “1”.

主記憶装置Bのアドレスレジスタ回路5は、■CR転送
指示信号線10が“1”になると、クロックT1のタイ
ミングでアドレスデータバス信号線12上のアドレスを
取込み、次いで主記憶装置B中のそのアドレスに対応す
るアドレスに格納されたデータDn (lワード命令の
ときはこのデータDnは1命令となる)を読出し、次の
クロックT1のタイミングでデータレジスタ回路4にセ
ットする。
When the CR transfer instruction signal line 10 becomes "1", the address register circuit 5 of the main memory device B takes in the address on the address data bus signal line 12 at the timing of the clock T1, and then takes in the address in the main memory device B. The data Dn stored at the address corresponding to the address (in the case of an 1 word instruction, this data Dn becomes 1 instruction) is read out and set in the data register circuit 4 at the timing of the next clock T1.

次に、IBR制御回路3は、データレジスタ回路4にセ
ットされたデータDnを中央処理装置Aに転送するため
、データ転送信号線11をクロックTOより次のクロッ
クTOまで″1”とする。これにより、データレジスタ
回路4は出力イネーブルとなり、アドレスデータバス信
号線12にデータDnを出力し、IBR格納回路2はデ
ータ転送信号線11が“1″となっているクロックT2
のタイミングでアドレスデータバス信号線12に出力さ
れたデータDnを格納する。
Next, in order to transfer the data Dn set in the data register circuit 4 to the central processing unit A, the IBR control circuit 3 sets the data transfer signal line 11 to "1" from clock TO to the next clock TO. As a result, the data register circuit 4 becomes output enabled and outputs the data Dn to the address data bus signal line 12, and the IBR storage circuit 2 receives the clock T2 whose data transfer signal line 11 is "1".
The data Dn outputted to the address data bus signal line 12 at the timing of is stored.

IBR格納回路2は、上記データDnの格納によっても
未だ空きがある場合、第5図に示すようにIBR空信号
線13を“l”に保持し、空きがある旨をなおもIBR
制御回路3に通知する。このため、上述と同様にしてP
FICレジスタ回路6のPFICレジスタは再びクロッ
クToで更新され、その値n+1がアドレスデータバス
信号線12に出力されると共に、IBR制御回路3から
のICR転送指示信号線10が再び“l”となる、従っ
て、再び主記憶装置Bのアドレスレジスタ回路5に命令
アドレスfi+lがセットされ、主記憶装置Bより読出
されたデータDn+1がデータレジスタ回路4にセット
され、I[3R制御回路3からのデータ転送信号線11
が1′となることにより、そのクロックToのタイミン
グでデータDn+1がIBR格納回路2にセットされる
。第5図は、この時点でIBR格納回路2に空きがなく
なった例を示しており、IBR格納回路2のIBR空信
号線13のレベルはクロックT2で論理“0” (以下
単に“0”と称す)にリセットされる。
If there is still space after storing the data Dn, the IBR storage circuit 2 holds the IBR empty signal line 13 at "L" as shown in FIG.
The control circuit 3 is notified. Therefore, P
The PFIC register of the FIC register circuit 6 is updated again with the clock To, and the value n+1 is output to the address data bus signal line 12, and the ICR transfer instruction signal line 10 from the IBR control circuit 3 becomes "L" again. , Therefore, the instruction address fi+l is set in the address register circuit 5 of the main memory B again, the data Dn+1 read from the main memory B is set in the data register circuit 4, and the data transfer from the I[3R control circuit 3 Signal line 11
becomes 1', data Dn+1 is set in the IBR storage circuit 2 at the timing of the clock To. FIG. 5 shows an example in which there is no free space in the IBR storage circuit 2 at this point, and the level of the IBR empty signal line 13 of the IBR storage circuit 2 is set to logic "0" (hereinafter simply referred to as "0") at clock T2. ).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述したように、従来の命令先行読出し装置では、中央
処理装置A側に設けたPFICレジスタ回路6のPFI
Cレジスタのアドレス内容を、■BR格納回路2にデー
タを格納しようとする毎に主記憶装置Bに送出する必要
があり、命令の先行読出しの処理時間が長(なるという
欠点がある。
As mentioned above, in the conventional instruction advance reading device, the PFI of the PFIC register circuit 6 provided on the central processing unit A side
It is necessary to send the address contents of the C register to the main storage device B each time data is to be stored in the BR storage circuit 2, which has the disadvantage that the processing time for advance reading of an instruction is long.

本発明はこのような従来の欠点を解決したもので、その
目的は、分岐命令の実行時だけ中央処理装置から主記憶
装置ヘアドレスを転送すれば、他の場合にはIBI?B
I?路にデータを格納しようとする毎にアドレスを転送
する必要をなくすことにより、命令先行読出しに必要な
時間を減らし、処理速度を向上させることにある。
The present invention solves these conventional drawbacks, and its purpose is to transfer the address from the central processing unit to the main memory only when a branch instruction is executed, and to transfer the address from the central processing unit to the main memory in other cases. B
I? By eliminating the need to transfer an address every time data is to be stored in a path, the time required for instruction advance reading is reduced and processing speed is improved.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の命令先行読出し装置は、上記目的を達成するた
めに、中央処理装置で実行すべき命令を、その実行に先
行して主記憶装置より読出し命令バッファに格納する情
報処理システムの命令先行読出し装置において、 前記中央処理装置側に、 前記中央処理装置で命令の実行に使用するための命令ア
ドレスを格納するICR格納手段と、前記主記憶装置よ
り先行読出しされた命令を複数個格納するIBR格納手
段と、 該IBR格納手段に空きが発生したとき前記ICR格納
手段からの分岐指示があれば前記主記憶装置に対し前記
ICR格納手段に格納された分岐先命令アドレスの取り
込みを要求した後に前記主記憶装置に対し前記IBR格
納手段が満杯になるまでデータ要求を行ない、前記IC
R格納手段からの分岐指示がなければ前記アドレスの取
り込み要求を発することなく前記主記憶装置に対し前記
IBR格納手段が満杯になるまでデータ要求を行なうI
BI?空制御半制御手段け、且つ、前記主記憶装置側に
、 先行読出しすべきアドレスを格納するSUBICR(S
ub In5truction Counter Re
gister)格納手段と、 該S U B ICR格納手段に格納されたアドレスに
よって読出された前記主記憶装置中のデータを格納する
データレジスタ手段と、 前記IBR空制御手段からの分岐先命令アドレス取り込
み要求に応答して前記SUBICR格納手段に前記中央
処理装置のICR格納手段から送出された分岐先命令ア
ドレスを格納し、且つ、前記IBR空制等制御手段のデ
ータ要求に応答して前記データレジスタ手段にセットさ
れたデータを前記IBR格納手段へ送出すると共に前記
SUBICR格納手段の格納アドレスの更新を行なうS
UBICR制御手段とを設けた構成を有する。
In order to achieve the above object, the instruction pre-reading device of the present invention reads instructions to be executed by a central processing unit from a main storage device and stores them in an instruction buffer prior to execution. In the apparatus, on the central processing unit side, an ICR storage means for storing an instruction address used in the execution of an instruction by the central processing unit, and an IBR storage unit for storing a plurality of instructions pre-read from the main storage device. means, when a vacant space occurs in the IBR storage means, if there is a branch instruction from the ICR storage means, requesting the main storage device to fetch the branch destination instruction address stored in the ICR storage means, and then retrieving the branch destination instruction address from the ICR storage means; A data request is made to the storage device until the IBR storage means is full, and the IC
If there is no branch instruction from the R storage means, data requests are made to the main storage device until the IBR storage means is full without issuing a request to fetch the address.
BI? The empty control semi-control means and a SUBICR (S) for storing an address to be pre-read on the main memory side.
ub In5truction Counter Re
a data register means for storing data in the main memory device read by the address stored in the SUB ICR storage means; and a branch destination instruction address capture request from the IBR empty control means. In response to this, the branch destination instruction address sent from the ICR storage means of the central processing unit is stored in the SUBICR storage means, and in response to a data request from the IBR idle control etc. control means, the branch destination instruction address is stored in the data register means. S sends the set data to the IBR storage means and updates the storage address of the SUBICR storage means.
It has a configuration including a UBICR control means.

〔作用〕[Effect]

中央処理装置での命令の実行が分岐を含まないシーケン
シャルな場合、先行読出しすべき命令のアドレスもシー
ケンシャルなものとなるが、分岐を含むと分岐先のアド
レスから先行読出しする必要がある。このため、中央処
理装置で分岐命令が実行されその旨がICR格納手段か
ら指示されている時にIBR格納手段で空きが発生する
と、■BR空制御手段は、先ず分岐先アドレスをSUB
ICR格納手段に格納するために分岐先命令アドレスの
取込み要求を上記tα装置に発する。これに応答して主
記憶装置側のSUBICR制御手段は、ICR格納手段
の分岐先命令アドレスをSUBICR格納手段に格納す
る。IBI?空制御子制御手段制御を終えると、データ
要求を主記憶装置に発する。このデータ要求は主記憶装
置側のSUBICR制御手段で処理され、5UBrCR
制御手段はデータレジスタ手段に格納されたSUB I
 CR格納手段の格納アドレス対応のデータを中央処理
装置側のIBR格納手段に送出させ、次のデータ要求に
備えてSUBICR格納手段に格納されたアドレスを更
新する。
If the execution of instructions in the central processing unit is sequential without including a branch, the address of the instruction to be pre-read will also be sequential, but if a branch is included, it is necessary to pre-read from the address of the branch destination. Therefore, if an empty space occurs in the IBR storage means when a branch instruction is executed in the central processing unit and an instruction to that effect is issued from the ICR storage means, the BR empty control means first sends the branch destination address to the SUB
A request to take in the branch destination instruction address is issued to the tα device to store it in the ICR storage means. In response, the SUBICR control means on the main memory side stores the branch destination instruction address of the ICR storage means in the SUBICR storage means. IBI? After completing the empty controller control means, it issues a data request to the main memory. This data request is processed by the SUBICR control means on the main storage side, and the 5UBrCR
The control means is the SUB I stored in the data register means.
The data corresponding to the storage address of the CR storage means is sent to the IBR storage means on the central processing unit side, and the address stored in the SUBICR storage means is updated in preparation for the next data request.

中央処理装置での命令の実行が分岐を含まないシーケン
シャルな場合にIBR格納手段に空きが発生すると、主
記憶装置側のSUB I CR格納手段には次に先行読
出しすべきアドレスが保持されており且つ5UBI6R
制御手段により先行読出しに同期してそのアドレスが順
次更新されることから、IBR格納手段が満杯になるま
でTBR空制御手段から主記憶装置へデータ要求を発す
るだけで、アドレスの転送なしに必要なデータ即ち命令
が主記憶装置から読出されてIBR格納手段に格納され
る。
When the execution of instructions in the central processing unit is sequential without branching, and an empty space occurs in the IBR storage means, the address to be read next is held in the SUB ICR storage means on the main memory side. And 5UBI6R
Since the addresses are sequentially updated by the control means in synchronization with advance reading, the TBR empty control means can simply issue a data request to the main storage device until the IBR storage means is full, and the necessary data can be stored without transferring the address. Data or instructions are read from main memory and stored in the IBR storage means.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のブロック図であり、第4図
と同一符号は同一部分を示し、7はSUBICR格納回
路、8はSUBICR制御回路、9はIBR空制御回路
、16はICR分岐指示信号線、17はSUBICR格
納指示信号線、18はデータリード指示信号線である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 4 indicate the same parts, 7 is a SUBICR storage circuit, 8 is a SUBICR control circuit, 9 is an IBR empty control circuit, and 16 is an ICR A branch instruction signal line, 17 is a SUBICR storage instruction signal line, and 18 is a data read instruction signal line.

また、第2図および第3図は第1図の動作タイミングチ
ャートであり、第2図は中央処理装置Aで分岐命令が実
行され且つそのときにIBR格納回路2に2ワードの空
きがあった際のタイミングチャート、第3図は第2図に
示す処理の後に再びIBR格納回路2に2ワードの空き
が発生した際のタイミングチャートをそれぞれ示す。
2 and 3 are operation timing charts of FIG. 1, and in FIG. 2, a branch instruction is executed in the central processing unit A, and at that time, there are 2 words vacant in the IBR storage circuit 2. FIG. 3 shows a timing chart when two words become vacant again in the IBR storage circuit 2 after the processing shown in FIG. 2.

第1図において、ICR格納回路1は、マクロ命令を実
行するための命令アドレスを格納するもので、中央処理
装置側で分岐命令が実行されると、分岐先アドレスをア
ドレスデータバス信号′a12を通してSUBICR格
納回路7に出力すると共に、IBR空制御回路9に接続
されているICR分岐指示信号線16をクロックT2か
ら次のクロックT2まで“1′として、その旨をIBR
空制御回路9に通知する。
In FIG. 1, an ICR storage circuit 1 stores an instruction address for executing a macro instruction. When a branch instruction is executed on the central processing unit side, the ICR storage circuit 1 sends the branch destination address through an address data bus signal 'a12. At the same time as outputting to the SUBICR storage circuit 7, the ICR branch instruction signal line 16 connected to the IBR empty control circuit 9 is set to "1" from clock T2 to the next clock T2, and this fact is output to the IBR
The empty control circuit 9 is notified.

IBR格納回路2は、主記憶装置Bからのマクロ命令を
複数個格納するもので、この格納はIBR空制御回路9
に接続されるデータ転送信号線11が“l”となったク
ロックT2のタイミングで行なわれる。またIBR格納
回路2は、その格納エリアに空きが発生すると、IBR
空制御回路9に接続されるIBR空信号線13を“1”
とし、その旨をIBR空制御回路9に通知する。
The IBR storage circuit 2 stores a plurality of macro instructions from the main memory B, and this storage is performed by the IBR empty control circuit 9.
This is performed at the timing of clock T2 when the data transfer signal line 11 connected to the signal line 11 becomes "L". In addition, when the IBR storage circuit 2 becomes vacant in its storage area, the IBR storage circuit 2
Set the IBR empty signal line 13 connected to the empty control circuit 9 to “1”
and notifies the IBR empty control circuit 9 of this fact.

IBR空制御回路9は、主記憶装置Bに対し、ICR格
納回路1に格納された分岐先アドレスの取込み要求と、
データレジスタ回路4にセットされたデータの送出要求
とを行なうものであり、具体的には次のような動作を行
なう。即ち、IBR格納回路2に接続されたIBR空信
号線13が“l“になると、■CR分岐指示信号線I6
が“l”であれば、第2図に示すようにクロックTOか
ら次のクロックToまでSUBICR制御回路8に接続
されたICR転送指示信号線10を“1”とし、そして
クロックTOからIBR格納回路2の空きワード数に応
じた期間だけSUBICR制御回路8及びIBR格納回
路2に接続されたデータ転送信号線11を“1”とする
、また、IBR空信号線13が”l”になったとき、I
CR分岐指示信号′kA16が“O”であれば、第3図
に示すようにICR転送指示信号線10を“1″にする
ことなく、クロックTOからIBR格納回路2の空きワ
ード数に応じた期間だけデータ転送信号線11を“1゛
とする。
The IBR empty control circuit 9 sends a request to the main memory B to fetch the branch destination address stored in the ICR storage circuit 1;
It requests the transmission of data set in the data register circuit 4, and specifically performs the following operations. That is, when the IBR empty signal line 13 connected to the IBR storage circuit 2 becomes "1", the ■CR branch instruction signal line I6
If is "l", the ICR transfer instruction signal line 10 connected to the SUBICR control circuit 8 from clock TO to the next clock To is set to "1" as shown in FIG. The data transfer signal line 11 connected to the SUBICR control circuit 8 and the IBR storage circuit 2 is set to "1" for a period corresponding to the number of empty words of 2, and when the IBR empty signal line 13 becomes "1". , I
If the CR branch instruction signal 'kA16 is "O", the ICR transfer instruction signal line 10 is not set to "1" as shown in FIG. The data transfer signal line 11 is set to "1" only during this period.

また、SUBICR$I+御回路8は、SUBICR格
納回路7への分岐先アドレスの格納およびこの格納され
たアドレスの更新と、データレジスタ回路4の出力イネ
ーブルの各制御を行なう。即ち、TCP転送指示信号線
10が“1”になると、その“l゛の期間だけSUBI
CR格納回路7に接続された5tJB I CR格納指
示信号線17を“1”とし、またデータ転送信号線11
が“I”になると、その“l”の期間だけSUBICR
格納回路7及びデータレジスタ回路4に接続されたデー
タリード指示信号線18を“1”とする。
Further, the SUBICR$I+ control circuit 8 controls the storage of the branch destination address in the SUBICR storage circuit 7, the updating of this stored address, and the output enable of the data register circuit 4. That is, when the TCP transfer instruction signal line 10 becomes "1", SUBI is
The 5tJB ICR storage instruction signal line 17 connected to the CR storage circuit 7 is set to "1", and the data transfer signal line 11 is set to "1".
When becomes “I”, SUBICR is used for the period of “l”
The data read instruction signal line 18 connected to the storage circuit 7 and data register circuit 4 is set to "1".

SUBICR格納回路7は、アドレスデータバス信号線
12,5UI31CR格納指示信号線17及びデータリ
ード指示信号線18に接続され、SUBICR格納指示
信号線I7が“I”になると、クロックT1のタイミン
グでICR格納回路lからアドレスデータバス信号線1
2を介して加わる分岐先アドレスを格納する。なお、ア
ドレスがSUB I CR格納回路7に格納されると、
そのアドレスに対応する主記憶装置B中のデータが読出
され、データレジスタ回路4に加えられる。また、SU
BICR格納回路7は、格納したアドレスに対応する命
令が読出された後、データリード指示信号線I8が“1
”のクロックT1のタイミングで、格納したアドレスを
更新する。
The SUBICR storage circuit 7 is connected to the address data bus signal line 12, the 5UI31CR storage instruction signal line 17, and the data read instruction signal line 18, and when the SUBICR storage instruction signal line I7 becomes "I", ICR storage is performed at the timing of the clock T1. Address data bus signal line 1 from circuit l
Stores the branch destination address added via 2. Note that when the address is stored in the SUB I CR storage circuit 7,
Data in main memory B corresponding to that address is read out and applied to data register circuit 4. Also, S.U.
After the instruction corresponding to the stored address is read out, the BICR storage circuit 7 sets the data read instruction signal line I8 to “1”.
”, the stored address is updated at the timing of clock T1.

データレジスタ回路4は、主記憶装置Bの読出しデータ
を保持する回路であり、データリード指示信号線18が
′1”のクロックT1のタイミングで保持したデータを
アドレスデータバス信号3812上に出力する。
The data register circuit 4 is a circuit that holds read data from the main memory device B, and outputs the held data onto the address data bus signal 3812 at the timing of the clock T1 when the data read instruction signal line 18 is '1''.

次に、第2図を参照して、第1図の構成において中央処
理装置Aで分岐命令が実行され、且つそのときにTBR
格納回路2に2ワードの空きがあった場合を例にして本
実施例の動作を説明する。
Next, with reference to FIG. 2, in the configuration of FIG. 1, a branch instruction is executed in central processing unit A, and at that time,
The operation of this embodiment will be explained by taking as an example the case where there are two words available in the storage circuit 2.

第1図の各部は第2図に示す3種のクロックTO,Tl
、T2に同期して動作しており、主記憶装置Bのアドレ
スアクセス時間は3Tとする。ここで、中央処理装置A
が分岐命令を実行したとすると、ICR格納回路1から
アドレスデータバス信号線12にクロックTOから次の
クロックToまでの聞出力されるアドレスの内容は例え
ば無条件分岐の場合分岐先のアドレスnとなり、またI
CR格納回路1はICR分岐指示信号線16をクロック
T2から次のクロックT2まで、′1″とする。
Each part in Figure 1 is connected to the three types of clocks TO and Tl shown in Figure 2.
, T2, and the address access time of main memory B is 3T. Here, central processing unit A
When a branch instruction is executed, the content of the address outputted from the ICR storage circuit 1 to the address data bus signal line 12 from clock TO to the next clock To is, for example, the address n of the branch destination in the case of an unconditional branch. , also I
The CR storage circuit 1 sets the ICR branch instruction signal line 16 to '1' from clock T2 to the next clock T2.

更にIBR格納回路2は、空きが発生したことにより、
IBR空信号線13をクロックT2のタイミングで11
とする。
Furthermore, since the IBR storage circuit 2 has become vacant,
IBR empty signal line 13 to 11 at the timing of clock T2
shall be.

IBR空制種制御回路9BR空信号線13が“1”とな
り且つICR分岐指示信号線16が“l”となると、先
ず、クロックTOのタイミングでICR転送指示信号線
10を“1”とする。
When the IBR empty control circuit 9BR empty signal line 13 becomes "1" and the ICR branch instruction signal line 16 becomes "1", the ICR transfer instruction signal line 10 is first set to "1" at the timing of clock TO.

SUBICR制御回路8は、上記ICR転送指示信号線
10が“1”になると、その“1”の間だけSUBIC
R格納指示信号線17を°l”とし、SUBICR格納
回路7はこれに応答して5tJBICR格納信号線17
が“l”のクロックT1のタイミングでICR格納回F
aIからアドレスアクセス時間[12に出力されている
アドレスnを内部に取込む。この新たなアドレスの格納
により、そのアドレスに対応した上記t(装置Bのデー
タDnが読出されることになる。
When the ICR transfer instruction signal line 10 becomes "1", the SUBICR control circuit 8 controls the SUBICR control circuit 8 only during that "1".
The R storage instruction signal line 17 is set to °l'', and the SUBICR storage circuit 7 responds to this by setting the 5tJBICR storage signal line 17.
ICR storage time F at the timing of clock T1 when is “L”
Address n outputted from aI to address access time [12] is fetched internally. By storing this new address, the above t (data Dn of device B) corresponding to the address is read out.

次にIBR空制種制御回路9ICR転送指示信分線10
を“l”にした次のクロックToのタイミングで■CR
分岐指示信号線16とIBR空信号線13のレベルを識
別する。第2図の場合、分岐は1回だけでICR分岐指
示信号線16はそのとき“0”であり、且つIBR空信
号線13は1″であることから、IBR空制種制御回路
9ICR転送指示信号線10を“0”にすると共に、デ
ータ転送信号線11を“11にする。
Next, IBR air control type control circuit 9 ICR transfer instruction signal branch line 10
■CR at the timing of the next clock To after setting it to “L”
The levels of the branch instruction signal line 16 and the IBR empty signal line 13 are identified. In the case of FIG. 2, there is only one branch and the ICR branch instruction signal line 16 is "0" at that time, and the IBR empty signal line 13 is 1'', so the IBR air control type control circuit 9 ICR transfer instruction The signal line 10 is set to "0" and the data transfer signal line 11 is set to "11".

5UBTCR制御回路8は、上記のようにしてデータ転
送信号線11が11になると、そのl”の間だけデータ
リード指示信号線18を“15とする。これに応答して
データレジスタ回路4は、クロックT1のタイミングで
5UBII?格納回路7に格納されたアドレスから読出
されたデータDnを保持すると共に、アドレスデータバ
ス信号線12へ出力し、IBR格納回路2はデータ転送
信号&’J111が1”のクロックT2のタイミングで
そのデータDnを格納する。また、データリード指示信
号線18が1”になることにより、SUBICR格納回
路7は内部に格納したアドレスnを更新してfi+lと
し、アドレスn+lの主記憶装置BのデータDn+1が
その後読出されることになる。
When the data transfer signal line 11 becomes 11 as described above, the 5UBTCR control circuit 8 sets the data read instruction signal line 18 to ``15'' only during the period 1''. In response to this, the data register circuit 4 outputs 5UBII? at the timing of clock T1. The data Dn read from the address stored in the storage circuit 7 is held and outputted to the address data bus signal line 12, and the IBR storage circuit 2 receives the data at the timing of the clock T2 when the data transfer signal &'J111 is 1''. The data Dn is stored. Furthermore, when the data read instruction signal line 18 becomes 1", the SUBICR storage circuit 7 updates the internally stored address n to fi+l, and the data Dn+1 of the main memory B at the address n+l. will then be read out.

IBR空制種制御回路9データ転送信号綿11を“1″
にした次のクロックTOのタイミングで前述と同様にI
CR分岐指示信号16とIBR空信号線13のレベルを
識別するが、第2図はIBR格納回路2に2ワードの空
きがあったときの例であり、その時点ではIBR空信号
線13は“l”を保持しているため、IBR空制種制御
回路9−タ転送信号NlAl1に引き続き“l”を出力
する。このため、S U B I CR11?!1回路
8は前述と同様にデータリード指示信号線18を“1”
にすることにより、データレジスタ回路4ヘアドレスf
i+lに対応するデータDn+1をセットさせると共に
そのデータDn+lをアドレスデータバス信号線12へ
出力させ、且つSUBICR格納回路7の格納アドレス
n+lをn+2へ更新させる。そして、I[3R格納回
路2はアドレスデータバス信号線12へ出力されたデー
タDn+1を格納し、これでIBR格納回路2のエリア
は満杯になるので、IBR空信号線13を“0”にする
。従って、IBR空制種制御回路9のクロックToのタ
イミングでIBR空信号線13のレベルを識別すると“
O″であることから、データ転送信号線11を“0゛に
リセットする。
IBR air control control circuit 9 data transfer signal cotton 11 “1”
At the next clock TO timing, I
The levels of the CR branch instruction signal 16 and the IBR empty signal line 13 are identified. FIG. Since the IBR air control control circuit 9 holds the signal "l", it outputs "l" subsequent to the data transfer signal NlAl1. For this reason, SUB I CR11? ! 1 circuit 8 sets the data read instruction signal line 18 to "1" as described above.
By setting the data register circuit 4 hair address f
The data Dn+1 corresponding to i+l is set, the data Dn+l is output to the address data bus signal line 12, and the storage address n+l of the SUBICR storage circuit 7 is updated to n+2. Then, the I[3R storage circuit 2 stores the data Dn+1 output to the address data bus signal line 12, and since the area of the IBR storage circuit 2 is now full, the IBR empty signal line 13 is set to "0". . Therefore, if the level of the IBR air control signal line 13 is identified at the timing of the clock To of the IBR air control circuit 9, “
Since it is "0", the data transfer signal line 11 is reset to "0".

この状態においては、SUB I CR格納回路7には
シーケンシャルな命令実行が行なわれた場合における次
に先行読出しすべきアドレスn+2が格納されているこ
とになる。
In this state, the SUB I CR storage circuit 7 stores address n+2 to be pre-read next when sequential instruction execution is performed.

このように、本実施例では、分岐命令実行時に分岐命令
によって与えられたアドレスnを一度だけ主記憶装置B
に転送すれば、これに続くデータDn+lなどの先行読
出しに必要なアドレスn+1は上記憶装WBに転送しな
くても良くなる。また、SUBICR格納回路7には次
に先行読出しすべき命令のアドレスが格納されているの
で、命令の実行がシーケンシャルに行なわれ、その後l
BR格納回路2に空きが発生した場合、中央処理装置A
から主記憶装置Bヘデータ要求を行なうだけで済むこと
になる。即ち、第3図に示すよう2こ、SUB I C
R格納回路7にはアドレスn+2が格納されているので
、IBR格納回路2に例えば2ワードの空きが発生して
IBR空信号線13が1″になると、IBR空制種制御
回路9CR分岐指示信号線16が0“であることから、
ICR転送指示信号10を“θ″にしたままデータ転送
信号線11を“1°にする。このデータ転送信号線11
が“1”となった後の動作は第2図の場合と同様であり
、この結果、IBR格納回路2にはアドレスn+2に対
応するデータ[)n+2とアドレスn+3に対応するデ
ータDn+3が格納され、IBR格納回路2が満杯にさ
れる。そして、SUBICR格納回路7には次に先行読
出しすべきアドレスとして、fi+4が格納されたまま
保持される。
In this way, in this embodiment, when a branch instruction is executed, the address n given by the branch instruction is stored in the main memory B only once.
If the address n+1 is transferred to the upper storage device WB, there is no need to transfer the address n+1 necessary for preliminary reading of the subsequent data Dn+l and the like to the upper storage device WB. Further, since the address of the next instruction to be pre-read is stored in the SUBICR storage circuit 7, the instructions are executed sequentially, and then l
When the BR storage circuit 2 becomes vacant, the central processing unit A
All that is required is to request data from the main storage device B from the main storage device B. That is, as shown in Fig. 3, two SUB I C
Since the address n+2 is stored in the R storage circuit 7, when, for example, two words become vacant in the IBR storage circuit 2 and the IBR vacant signal line 13 becomes 1'', the IBR vacant control circuit 9CR branch instruction signal is output. Since line 16 is 0'',
While keeping the ICR transfer instruction signal 10 at “θ”, the data transfer signal line 11 is set to “1°.” This data transfer signal line 11
The operation after becomes "1" is the same as in the case of FIG. 2, and as a result, data [)n+2 corresponding to address n+2 and data Dn+3 corresponding to address n+3 are stored in the IBR storage circuit 2. , the IBR storage circuit 2 is filled. Then, fi+4 is kept stored in the SUBICR storage circuit 7 as the next address to be pre-read.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は、IBR格納手段に空き
が発生したときICR格納手段からの分岐指示があれば
主記憶装置に対し分岐先命令アドレスの取り込みを要求
した後にデータ要求を行ない、分岐指示がなければアド
レスの取り込み要求を発することなく主記憶装置に対し
データ要求を行なうIBR空制御手段を中央処理装置側
に設け、主記憶装置側に、TBR空制等制御手段の分岐
先命令アドレス取り込み要求に応答して5LJB I 
CR格納手段に中央処理装置からの分岐先命令アドレス
を格納し、且つ、データ要求に応答してデータレジスタ
手段にセットされた命令の中央処理装置への送出と5U
BTCR格納手段に格納されたアドレスの更新を行なう
SUBICR$t+I?n手段とを設けたので、中央処
理装置から主記憶装置へのアドレス転送は分岐命令実行
時だけで済むことになり、他の場合はアドレス転送を伴
わないデータ要求だけで足りるので、命令先行読出しに
必要な時間が短縮され、処理速度を向上することができ
る効果がある。
As explained above, in the present invention, when there is a vacant space in the IBR storage means and there is a branch instruction from the ICR storage means, the data request is made after requesting the main memory to fetch the branch destination instruction address, and the branch If there is no instruction, the central processing unit is provided with an IBR empty control means that makes a data request to the main memory without issuing an address capture request, and the main memory side is provided with a branch destination instruction address of the TBR empty control etc. control means. 5LJB I in response to the import request
Storing a branch destination instruction address from the central processing unit in the CR storage means, and sending the instruction set in the data register means to the central processing unit in response to a data request.
SUBICR$t+I? to update the address stored in the BTCR storage means? n means, the address transfer from the central processing unit to the main memory is only required when a branch instruction is executed; in other cases, a data request without address transfer is sufficient; This has the effect of shortening the time required for processing and improving processing speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図の構成において中央処理装置Aで分岐命令が実行され
且つそのときにIBR格納回路2に2ワードの空きがあ
った際の動作タイミングチャート、 第3図は第2図に示す処理の後に再びTBR格納回路2
に2ワードの空きが発生した際の第1図の動作タイミン
グチャート、 第4図は従来例のブロック図および、 第5図は第4図の動作タイミングチャートである。 図において、1・・・ICR格納回路、2・・・IBR
格納回路、3・・・IBR制御回路、4・・・データレ
ジスタ回路、5・・・アドレスレジスタ回路、6・・・
PFIGレジスタ回路、7−・・SUBICR格納回路
、8・・・SUBICR制御回路、9・・弓・BR空制
御回路、10・・・ICR転送指示信号線、11・・・
データ転送信号線、12・・・アドレスデータバス信号
線、13・・・■13R空信号線化14・・・PFIC
更新指示信号線、15・・・ICRデータ信号線、16
・・・ICR分岐指示信号線、17・・・SUBICR
格納指示信号線、18・・・データリード指示信号線。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
An operation timing chart when a branch instruction is executed in the central processing unit A in the configuration shown in the figure and there are two words available in the IBR storage circuit 2 at that time. Storage circuit 2
FIG. 1 is an operation timing chart of FIG. 1 when two words are vacant, FIG. 4 is a block diagram of the conventional example, and FIG. 5 is an operation timing chart of FIG. 4. In the figure, 1...ICR storage circuit, 2...IBR
Storage circuit, 3... IBR control circuit, 4... Data register circuit, 5... Address register circuit, 6...
PFIG register circuit, 7-- SUBICR storage circuit, 8-- SUBICR control circuit, 9-- Bow/BR empty control circuit, 10-- ICR transfer instruction signal line, 11--
Data transfer signal line, 12...Address data bus signal line, 13...■13R empty signal line 14...PFIC
Update instruction signal line, 15...ICR data signal line, 16
...ICR branch instruction signal line, 17...SUBICR
Storage instruction signal line, 18...Data read instruction signal line.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 中央処理装置で実行すべき命令を、その実行に先行して
主記憶装置より読出し命令バッファに格納する情報処理
システムの命令先行読出し装置において、 前記中央処理装置側に、 前記中央処理装置で命令の実行に使用するための命令ア
ドレスを格納するICR格納手段と、前記主記憶装置よ
り先行読出しされた命令を複数個格納するIBR格納手
段と、 該IBR格納手段に空きが発生したとき前記ICR格納
手段からの分岐指示があれば前記主記憶装置に対し前記
ICR格納手段に格納された分岐先命令アドレスの取り
込みを要求した後に前記主記憶装置に対し前記IBR格
納手段が満杯になるまでデータ要求を行ない、前記IC
R格納手段からの分岐指示がなければ前記アドレスの取
り込み要求を発することなく前記主記憶装置に対し前記
IBR格納手段が満杯になるまでデータ要求を行なうI
BR空制御手段とを設け、且つ、前記主記憶装置側に、 先行読出しすべきアドレスを格納するSUBICR格納
手段と、 該SUBICR格納手段に格納されたアドレスによって
読出された前記主記憶装置中のデータを格納するデータ
レジスタ手段と、 前記IBR空制御手段からの分岐先命令アドレス取り込
み要求に応答して前記SUBICR格納手段に前記中央
処理装置のICR格納手段から送出された分岐先命令ア
ドレスを格納し、且つ、前記IBR空制御手段からのデ
ータ要求に応答して前記データレジスタ手段にセットさ
れたデータを前記IBR格納手段へ送出すると共に前記
SUBICR格納手段の格納アドレスの更新を行なうS
UBICR制御手段とを設けた構成を有することを特徴
とする命令先行読出し装置。
[Scope of Claim] In an instruction advance reading device for an information processing system that reads an instruction to be executed by a central processing unit from a main memory and stores it in a read instruction buffer prior to its execution, on the side of the central processing unit, the above-mentioned an ICR storage means for storing an instruction address used for executing an instruction in a central processing unit; an IBR storage means for storing a plurality of instructions pre-read from the main memory; and a vacant space in the IBR storage means. At this time, if there is a branch instruction from the ICR storage means, the main storage device is requested to fetch the branch destination instruction address stored in the ICR storage means, and then the IBR storage means is full. Data requests are made until the IC
If there is no branch instruction from the R storage means, data requests are made to the main storage device until the IBR storage means is full without issuing a request to fetch the address.
BR empty control means, and SUBICR storage means for storing an address to be pre-read on the main storage side; and data in the main storage device read by the address stored in the SUBICR storage means. data register means for storing a branch destination instruction address sent from the ICR storage means of the central processing unit in the SUBICR storage means in response to a branch destination instruction address capture request from the IBR empty control means; S transmitting the data set in the data register means to the IBR storage means in response to a data request from the IBR empty control means, and updating the storage address of the SUBICR storage means.
1. An instruction advance reading device comprising a UBICR control means.
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