JPS6223892B2 - - Google Patents

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JPS6223892B2
JPS6223892B2 JP55037596A JP3759680A JPS6223892B2 JP S6223892 B2 JPS6223892 B2 JP S6223892B2 JP 55037596 A JP55037596 A JP 55037596A JP 3759680 A JP3759680 A JP 3759680A JP S6223892 B2 JPS6223892 B2 JP S6223892B2
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JP
Japan
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output
memory
selection means
group
microinstruction
Prior art date
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Expired
Application number
JP55037596A
Other languages
English (en)
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JPS56135244A (en
Inventor
Norihiko Sugimoto
Hideo Maejima
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS56135244A publication Critical patent/JPS56135244A/ja
Publication of JPS6223892B2 publication Critical patent/JPS6223892B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • 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
    • G06F9/22Microcontrol or microprogram arrangements
    • G06F9/26Address formation of the next micro-instruction ; Microprogram storage or retrieval arrangements
    • G06F9/262Arrangements for next microinstruction selection
    • G06F9/268Microinstruction selection not based on processing results, e.g. interrupt, patch, first cycle store, diagnostic programs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロプログラム制御装置に係り、
特に、複数台の装置からの要求を受けて其の1つ
を選択し処理するデータ処理装置に適用するに最
適なマイクロプログラム制御装置に関する。
従来、マイクロプログラム制御のデータ処理装
置において、複数台の装置からの処理要求を受け
てこれらの1つを選択して処理を行う場合、次の
2つの方式が考えられる。
第1図は第1の方式によるデータ処理装置を示
すブロツク図である。第1図に示す例は、1つの
マイクロプログラムメモリを複数台装置の処理で
共有する最も基本的な方式である。すなわち、こ
の為のマイクロプログラム制御装置及びその周辺
は複数台の装置からの処理要求を優先判定し1つ
の装置からの要求を選ぶプライオリテイ判定回路
2、選ばれた装置からの要求内容を解読するモー
ド選択回路4、マイクロプログラムのアドレスを
+1するインクリメント回路6、複数のアドレス
源を選択するセレクタ8、アドレスを一時記憶す
るRAR(ROM Address Register)10、マイ
クロプログラムを格納するROM12、前記出力
(マイクロ命令)を一時記憶するMIR(Micro
Instruction Register)14、前記MIRの内容に
よつて制御されるEXE.UNIT(Execution
Unit)16、メモリやI/Oを制御する為の情報
を一時記憶するラツチ18、これを解読して制御
信号を作成する出力制御回路20から構成され
る。
第2図は第1図のシステムの動作タイミングチ
ヤートである。第2図に基づいて動作原理を説明
する。図中A,Bは優先順位、A1〜A4,B1
〜B3はアドレスを示している。
(1) マイクロプログラムの先頭決定 先ず、複数台の装置からの処理要求はプライ
オリテイ判定回路2により1つの要求に絞られ
る。この要求選択方法はいわゆる固定優先順位
法やローテート法が用いられる。次に、選ばれ
た要求はその要求内容がモード選択回路4によ
り解読され(クロツクT2)、対応するマイク
ロプログラムの先頭アドレスが決定される。
(2) マイクロプログラム動作 決定された先頭アドレスはセレクタ8を通し
てRAR10に置数される(クロツクT3以
降)。この内容に対応したマイクロ命令がROM
12より読み出され、その内容の一部がMIR1
4に置数される(クロツクT4以降)。内容の
残りの部分はジヤンプアドレス22として次の
マイクロ命令のアドレスを決定する。一方、
RAR10の現内容はインクリメント回路6に
より+1した値も得られており、セレクタは通
常のマイクロプログラムシーケンスではジヤン
プアドレス22かインクリメンタ回路6出力の
いずれか一方を選択してプログラムの流れを決
定してゆく。
(3) 実行 MIR14に置数されたマイクロ命令はその一
部をEXEC信号24として演算等を行うEXE.
UNIT16の制御に用いる。残りは、出力制御
信号26としてラツチ18に一時記憶して、マ
イクロサイクルを1サイクルずらしたうえで
(一繰り返し周期終了後のクロツクT1以降)
出力制御回路20の制御に用い、出力信号28
を得る。
このように1サイクルずらす意味は、EXE.
UNIT16で演算された結果が処理要求を発行
した装置に転送される為、タイミング的に同時
性を取りにくいからである。出力制御回路20
では、クロツクT1〜T4において優先順位の
高い機器Aを実行し、この後に2番目の優先順
位を持つ機器Bを実行する。出力制御回路20
の動作にともないDMA転送が行われ、実行終
了とともにI/Oに終了信号を送付する。
以上のような方式では、マイクロプログラム
(ROM)容量は、マイクロ命令語数をaステツ
プ、マイクロ命令語長をbビツトとすると、a×
bビツトとなる。例えば、a=128ステツプ、b
=40ビツトとすれば、ROM容量は5.12Kビツトで
ある。
ところが、ある装置からの要求を処理した後、
別の装置からの要求に移ろうとするとマイクロプ
ログラムシーケンスの連続性を失い最小でも1マ
イクロサイクル空きを生じてしまう(第2図に示
すT4部分が連続性を断つ部分となる)。1つの
マイクロシーケンス単位が3〜4サイクル程度の
場合、これは25%〜30%の性能低下となる。
これに対して、高速動作(処理の連続性)を得
る為に第2の方式がとられる場合もある。
第3図は第2の方式によるデータ処理装置を示
すブロツク図である。かかる方式は、マイクロプ
ログラム制御装置を複数(第3図では2台)台備
えたものと考えることができる。
すなわち、第1の方式と同じ機能をもつモード
選択回路30、インクリメント回路32、セレク
タ34、RAR36、ROM38を各2式、2つの
ROM38−1及び38−2の出力のいずれか一
方を選択する新たなセレクタ40とこれを制御す
るプライオリテイ判定回路2などである。
第4図は第3図のシステムのタイミングチヤー
トを示すものである。第4図に示すように、第3
図のシステムは、プライオリテイ判定回路2の動
作時に同時にモード選択器30−1,30−2が
動作し、選択されたROM38−1だけが出力さ
れる。すなわち、モード選択がプライオリテイに
かかわらず同時に行われる。この結果、クロツク
T4部分を無くすことができ、マイクロシーケン
大は連続性を保ち、最高の速度で動作する。しか
し、その反面、マイクロプログラム(ROM)容
量は、要求装置数nの倍数となる。例えば、n=
4とすれば、20.48Kビツトの大容量を必要とす
る。
このように従来においては、高速化のためには
大容量メモリを必要とする欠点があつた。
本発明の目的は、ROM容量を少なくして高速
処理の可能なマイクロプログラム制御装置を提供
するにある。
本発明は、転送サイクルの第1ステツプがプラ
イオリテイ判定中にROMをアクセスすることに
着目し、各モードの第1ステツプのインストラク
シヨンだけをチヤネル毎に有し、第2ステツプ以
降のインストラクシヨンをチヤネル共有にするこ
とにより、ROM容量を縮少するようにしたもの
である。
第5図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
り、第6図は第5図の実施例のタイミングチヤー
トである。第5図においては第1図及び第3図で
用いたと同一部材であるものには同一符号を用い
ている。
第5図に示すように、チヤネル毎に設けられる
モード選択回路30−1,30−2、エントリー
ROM44−1,44−2、セレクタ46,4
8,50、インクリメント回路52、ロムアドレ
スレジスタ(ROM)54、メインロム56、セ
レクタ58、エグゼキユーシヨンユニツト
(EXE.UNIT)60、およびマイクロインストラ
クシヨン(MIR)14、ラツチ18、出力制御回
路20より成る。
優先順位に対応したチヤネル1,2に対応する
モード選択回路30−1により選択されたモード
は、各モードの第1ステツプのインストラクシヨ
ンで構成されているエントリーROMのアドレス
となり(クロツクT2〜T3〜T1)、該当する
モードの第1ステツプのインストラクシヨンがセ
レクタ46の入力となる。一方、チヤネル2のモ
ード選択回路30−2により選択されたモード
も、同様にエントリーROM44−2をアクセス
し、出力がセレクタ46の入力となる。各チヤネ
ルのモードは、あらかじめ設定されているため、
セレクタ46の入力端には常に各チヤネルの第1
ステツプのインストラクシヨンが確立されてい
る。
今、プライオリテイ判定回路2により新たにチ
ヤネルが選択されると(Aを選択)、セレクタ4
6は選択チヤネルに相当するインストラクシヨン
を選択し、選択されたインストラクシヨンは、第
1ステツプと第2ステツプ以降とを選択するセレ
クタ58が第1ステツプのインストラクシヨンを
エントリ選択信号64(EXE.UNIT60の出
力)により選択する。
第2ステツプ以降のインストラクシヨンは、以
下の方式によりアクセスされる。モード選択回路
30−1及び30−2により選択されているモー
ドは、プライオリテイ選択回路2により選択され
たチヤネルに応じてセレクタ48を通して選択さ
れる。この結果、選択されたチヤネルの選択され
たモードの第2ステツプのアドレスが、セレクタ
50を通して、全チヤネルに共通なメインROM
56をアクセスする。第2ステツプ以降では、セ
レクタ58はメインROM56の出力を選択す
る。これは、現在実行中の指示がいずれであるか
を意味するエントリ選択信号64により制御され
る。
なお、セレクタ50への入力であるインクリメ
ント回路52の出力及びジヤンプアドレス62は
公知であるため詳述を省略する。
セレクタ58の出力は、クロツクT3時点でマ
イクロインストラクシヨン・レジスタMIR14の
入力となり、インストラクシヨンの一部はエグゼ
キユーシヨン・ユニツト60に、残りのインスト
ラクシヨンの一部はラツチ18に出力され、一ク
ロツク遅れて出力信号28となることは従来技術
と同じである。
セレクタ58が、第1ステツプのインストラク
シヨンと第2ステツプ以降のインストラクシヨン
のいずれを選択するかは、エグゼキユーシヨン・
ユニツト60により、現在実行中のサイクルがい
ずれであるかを指示するエントリ選択信号64に
より制御される。
なお、前述の説明で明らかなように、エントリ
ROM44−1,44−2にはメインROM56の
場合のジヤンプアドレス62は必要でなく、必ら
ず第2ステツプが実行される。
以上の説明により、各チヤネルに必要なROM
はエントリROM44−1,44−2だけであ
り、メインROM56は全チヤネルに共通できる
ため、ROM容量を大幅に減少でき、クロツクT
1,T2,T3の3クロツクで1サイクルを実行
できる。
例えば、従来技術で述べたごとく、各チヤネル
に必要なインストラクシヨン・ステツプ数a、イ
ンストラクシヨン・ビツト数b、モード数c、チ
ヤネル数nと各々定めると、本発明に必要な
ROM容量は、エントリROM44が、nc(b−
log2a)、メインROMがb(a−c)であるか
ら、 nc(b−log2a)+b(a−c) で表わされる。今、a=128、b=40、c=16、
n=4の場合、ROM容量=6592ビツトであり、
各チヤネル毎に全ROMを有する方式(前述の第
3図)の場合のメモリ容量、abn=20、480ビツ
トに比べ、6592/20、480≒0.32となり、約1/3に
減少でき、大幅にメモリ容量が減少できることが
わかる。
このように本発明の実施例によれば、性能を低
下させることなく、メモリ容量を著るしく減少さ
せることができる。
第7図は本発明の他の実施例を示すブロツク図
である。
本発明の実施例では、出力信号毎にインストラ
クシヨンのビツトを有している。ここで、出力信
号を各ステツプ毎のパターンで分類すると、出力
信号の全ての組合せが必要となることは無く、限
定されたパターン(実際には16通り程度)を必要
とするにすぎない。さらに、従来技術で明らかな
ように、エグゼキユーシヨン・ユニツト60の実
行時に比べ、出力制御回路20は1タイミングだ
け遅れており、これをラツチ18により実現させ
ている。以上の2点を考慮して構成したのが第7
図の実施例である。
すなわち、セレクタ58の出力をEXE.UNIT
60と出力制御回路20の2系統に分けるもの
で、セレクタ58に接続されるROM66(EXE.
UNIT60の制御インストラクシヨンと出力信号
パターンを記憶するもので第8図のようなタイミ
ングチヤートをもつ)、このROM66の出力およ
びセレクタ58の出力を入力とするマイクロイン
ストラクシヨンレジスタ68をもつて構成され
る。
エントリROM44およびメインROM56より
ジヤンプアドレス62を除いた部分は、セレクタ
58により出力ROM66に対し、アドレス70
を出力する。従つて、出力ROM66を介して送
られる出力制御回路20への入力信号がマイクロ
インストラクシヨンレジスタ68の第2のレジス
タ(第7図に図示の右側)にセツトされるタイミ
ングは、第1のレジスタ(第7図に図示のMIR6
8の左側)にセツトされる制御インストラクシヨ
ン(EXE.UNIT60に入力されるもの)に対
し、出力ROM66をアクセスする時間すなわち
1タイミングだけ、第8図のように遅れることに
なる。このタイミングの遅れは、前述のラツチ1
8によるラツチ機能と同一の意味をもつ。
第7図の例は、出力信号のパターン数が出力信
号28の数dより得られるlog2dより大きい場合
に全体のROM容量を減少できる。すなわち、下
記の3ケのROM容量の合計である。
(エントリーROM容量)=nc(b−d+p −log2a) メインROM容量=(b−d+p)(a−c) 出力ROM容量=dp ここで、pは出力ROMのアドレス信号数であ
る。
実施例の場合、出力パターンは高々16通りであ
るから、p=4でよい。この結果、必要とする
ROM容量はa=128、b=40、c=16、d=10、
n=4、p=4の場合で、5696ビツトとなり、実
施例に比べ14%のROM容量減少、また第2図の
方式に比べ、1/3.5と大幅に減少できる。
第7図に示した実施例によれば、第5図の実施
例により得られる効果を更に高めることができ
る。
以上より明らかなように本発明によれば、マイ
クロプログラムシーケンスの連続性を確保し、高
速動作ならびにマイクロプログラム容量を縮少す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のデータ処理装置のブロツク図、
第2図は第1図の装置のタイミングチヤート、第
3図は従来の他のデータ処理装置のブロツク図、
第4図は第3図の装置のタイミングチヤート、第
5図は本発明の実施例のブロツク図、第6図は第
5図の実施例のタイミングチヤート、第7図は本
発明の他の実施例のブロツク図、第8図は第7図
の実施例のタイミングチヤートである。 2……プライオリテイ判定回路、14,68…
…マイクロインストラクシヨンレジスタ
(MIR)、18……ラツチ、20……出力制御回
路、30−1,30−2……モード選択回路、4
4−1,44−2……エントリーROM、46,
48,50,58……セレクタ、52……インク
リメント回路、54……ロムアドレスレジスタ
(RAR)、56……メインロム、60……エグゼ
キユーシヨンユニツト(EXE.UNIT)、66……
出力ROM。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の装置からの要求に対しマイクロプログ
    ラムメモリのアドレスを順次指定し、前記アドレ
    スにより指定されたマイクロ命令を順次マイクロ
    命令レジスタに読み出してデータ処理するマイク
    ロプログラム制御装置において、前記複数の装置
    毎に設けられて要求内容を解読するモード選択手
    段と、前記モード選択手段が扱う全モードのマイ
    クロプログラムの第1ステツプマイクロ命令群の
    みを格納するエントリーメモリ群と、前記各モー
    ドによつて共用される第2ステツプ以降のマイク
    ロ命令群を格納する主メモリと、前記エントリー
    メモリ群の中から優先的に選択されたエントリー
    メモリの出力又は前記主メモリの出力のいずれか
    を前記マイクロ命令レジスタに出力する選択手段
    とを備えたことを特徴とするマイクロプログラム
    制御装置。 2 複数の装置からの要求に対しマイクロプログ
    ラムメモリのアドレスを順次指定し、前記アドレ
    スにより指定されたマイクロ命令を順次マイクロ
    命令レジスタに読み出してデータ処理するマイク
    ロプログラム制御装置において、前記複数の装置
    毎に設けられて要求内容を解読するモード選択手
    段と、前記モード選択手段が扱う全モードのマイ
    クロプログラムの第1ステツプマイクロ命令群の
    みを格納するエントリーメモリ群と、前記各モー
    ドによつて共用される第2ステツプ以降のマイク
    ロ命令群を格納する主メモリと、前記エントリー
    メモリ群の中から優先的に選択されたエントリー
    メモリの出力又は前記主メモリの出力のいずれか
    を前記マイクロ命令レジスタに出力する選択手段
    と、前記選択手段から出力されるマイクロ命令の
    アドレスフイールドの一部を特定のアドレスとす
    る出力用メモリと、前記選択手段の出力を一時記
    憶する第2マイクロ命令レジスタと、前記出力用
    メモリから出力されるマイクロ命令を一時記憶す
    るとともに前記第2マイクロ命令レジスタより1
    サイクル遅れて命令を実行する第3マイクロ命令
    レジスタとを備えたことを特徴とするマイクロプ
    ログラム制御装置。
JP3759680A 1980-03-26 1980-03-26 Microprogram controller Granted JPS56135244A (en)

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JPS56135244A JPS56135244A (en) 1981-10-22
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49127540A (ja) * 1973-04-05 1974-12-06
JPS49130642A (ja) * 1973-04-13 1974-12-14

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49127540A (ja) * 1973-04-05 1974-12-06
JPS49130642A (ja) * 1973-04-13 1974-12-14

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