JPS6297039A - 情報処理装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ソフトウェアの互換性を損うことなく、多数
の支援装置を容易に取付けることができる情報処理装置
に関する。支援装置はプロセッサの能力な拡張するハー
ドウェアである。本発明の情報処理装置はその設計時に
は定義されていない支援装置をサポートすることができ
る。この情報処理装置は基本命令セットの他に、一つあ
るいはより多くの拡張命令セットを実行することができ
る。拡張命令セットには基本信金セットに渾さない命令
が人っている。情報処理１ｔｉｔは、これら拡張命令を
、支援装置を用いて、ハードウェアで実行するか、ある
いはトラップな用いてソフトウェア・エミュレーション
で実行することができる。

〔従来技術およびその問題点〕

従来技術では、情報処理装置の設計時に支援装置として
どのようなものを便うかが定められていなければ、支援
装置をそれに組込むことは不可能かあるいは非実用的で
あった。情報処理装置に支援装置を組込むと情報処理装
置内部のプロセッサのデータ・バスおよび制御に悪影響
をおよぼし、主処理装置と支援装置の双方について、速
さの要求を満足することができなかった。従ってもつと
実用的に支援装置を組込むことができるような別の機種
を新規に設計しなければならなかった。

従来技術では、情報処理装置に非常に特別なアドオン支
援装置として浮動小数点加速器を組込むことが時々あっ
た。代表的な浮動小数点加速器は処理装置との間に非常
に特殊化されたインターフェースを備えているっこの非
常に特殊化すれたインターフェースでは異なる種類の支
援装置を組込むことができなかった。

従来技術では、非常にわずかな支援装置しか情報処理装
置に追加することができない限られた方法が考え出され
た。第１の主処理装置と第１の支援装置とを備えた第１
の情報処理装置のために書かれたソフトウェア−プログ
ラムは、第１の主処理装置を備えているが第１の支援装
置を備えていない第２の情報処理装置ではそのまま実行
することはできなかった。

従来技術では、第１の情報処理装置は基本命令セットを
実行するように作られていた。第１の情報処理装置は後
日足義二へた拡張命令を実行できないという欠点を持っ
ていた。従って拡張命令を用いるためには、基本命令セ
ットと拡張命令セットを実行することができる第２のコ
ンピュータを設計しなければならなかった。このような
場合には上向きの互換性は存在しなかった。すなわち、
第２の情報処理装置は、第１の情報処理装置のために書
かれたプログラムを実行することはできるが、逆に第１
の情報処理装置は第２の情報処理装置のために書かれた
プログラムを実行することはできなかった。

従来技術では、基本命令内に拡張命令用の多数の命令コ
ードを確保してＳくという機構が考えられた。この機構
は最適というには程遠かったつというのは、現在定義さ
れていない拡張命令のために基本命令セットに過度に多
くの命令コード・スペースが確保されてしまうからであ
る。

今述べた機構の変形として、エスケープ（ｅｓｃａｐｅ
）命令のため最小限の命令コード・スペースを基本命令
内に確保する別の機構が考えられた０エスケープ命令が
現れると、その後に続く命令を基本命令セットの一部と
してデコードするのではなく、別のエスケープ命令が現
われるまで、拡張命令としてデコードするということが
指示される。この第２の機構は拡張命令のために確保す
る命令コードが多すぎるという欠点は解決したが、第１
の情報処理装置はやはり拡張命令を実行することができ
ず、第２の情報処理装置を別に設計しなければならなか
った。

別の従来技術では、情報処理装置は、アドオン支援装置
があってもなくても動作するように設計されていたっこ
のようなコンピュータではシステム構成内にアドオン支
援装置が存在していれば。

アドオン支援装置用の拡張命令を含んだプログラムはア
ドオン支援装置によりハードウェアで実行されるように
なっていた。システム構成内にアドオン支援装置が存在
していない場合には、拡張命令の代りに分岐命令を用い
てコードを書かなければならなかった。この分岐命令は
゛・Ｆ、張命令の実行をエミュレートするソフトウェア
　シーチンにジャンプしていた。

分岐命令を用いる方式の重大な久、Ｑ・は、ソフトウェ
アの互換性が無いということである。アドオン支援装置
を組込んでいる第１の情報処理装置のために書かれたコ
ードは、コードを完全にコンパイルしなおさないかぎり
、アドオン支援装置を組込んでいない第２の情報処理装
置上でそのまま実行させることはできない。第２のコン
ピュータのために書かれたコードは、それを第１のコン
ピュータ上で最大限の効率で動作させようとする場せに
は、完全にコンパイルしなおさなければならないＯ 分岐命令を用いる方式の他の欠点は実行時の耐障害性が
ないことである。つ寸り、アドオン支援装置が故障して
も、実行時にかわりにエミュレーションを行うという選
択をすることができない。

アドオン支援装置が実行時に故障すれば、第１の情報処
理装置のために書かれたコードは実行することができな
かった。

〔発明の目的〕

本発明は上述した従来技術の問題点を解消し、大きな拡
張性を有する情報処理装置を提供することを目的とする
。

〔発明の概要〕

本発明の好ましい実施例によれば、主処理装置。

記憶装置、および支援装置な備えた情報処理装置が提供
される。この情報処理装置は追加支援装置を柔軟に組み
入れ、基本命令セットを柔軟に拡張できる。これにより
、支援装置を組込んでいない構成をも含めて色々な支援
装置を組込んだ情報処理装置間でのソフトウェアの互換
性が得られる。

支援装置があらかじめ定義したー・−ドウエア・プロト
コールに従う場合には、この支援装置を一組のバスを経
由して主処理装置に取付けるだけで、情報処理に組込む
ことができる。支援装置はそれ自身の命令をデコードす
るので、支援装置が実行８−際の機能動作は後日に定義
することができる。

ハードウェア働プロトコールの設定にあたっては、情報
処理装置に実際に組込１れている支援装置の個数−？特
定の支援装置が行う実際の機能動作に対しては、土弟Ｍ
ＪＡｆｃ１ｔが関知しないように定められる。ハード、
ウェア・プロトコールは、主処理装置が情報処４装置内
の特定の支援装置の有無に無関係に同じように動作でき
るようにするため、ソフトウェア・エミュレーションと
関連して動作する。

主処理装置は、支援装置が便用するデータ・バスに基き
、以下で説明する二つの方法のいずれかで支援装置と接
続する。支援装置は、特殊機能ユニット（ＳＦＵと略す
）あるいはコプロセッ丈（ＣＯＰと略す）として定義さ
れる。

ＳＦＵは主処理装置のレジスタとの間でデータを送受す
る。ＳＦＵは主処理装置の内部レジスタ・バスに直接作
用するようにして情報処理装置に組込むことができる。

主処理装置の内部レジスタ・バスと直接結合することに
よりＳＦＵは非常に高い性能レベルを達成することがで
きる。主処理装置が１チツプ超大規模集積回路（ＶＬＳ
Ｉ）のような、集積主処理装置の場合も、５ＦｔＪを外
部バスに取付けることにより組込むことができる。

この場合、性能レベルは低下するが、これ罠より主処理
装置の内部レジスタ・バスに直接作用する構成をとらな
くても良くなる。

ＣＯＰは記憶装置との間でデータを送受する。

記憶装置は典型的には主記憶装置があるいは主記憶装置
と関連するキャッシュである。ＣＯＰは処理装置の内部
レジスタ・バスに作用することなしに情報処理装置に組
込むことができる。ＣＯｅは処理装置のソフトウェアの
レジスタ割付けや８１Ｍ化の問題に影響を与えることな
く情報処理装置に組込むことができる。主処理装置はＣ
ＯＰのためにアドレス計算、仮想記憶装置のアドレシン
グ、および仮想記憶保護のためのチェックを行う。

支援装置の命令は支援装置と他のロケーションとの間で
許容されているあらゆるデータ移動を定義する。主処理
装置は支援装置命令中の処理装置フィールドをデコード
し、サポートする。第１のフィールドに必要なハードウ
ェアの制御とデータ・バスは情報処理装置内に作られる
。支援装置は支援装置命令中の支援装置フィールドをデ
コードし、サポートする。

支援命令の性格は一般的（ｇｅｎｅｒｉｃ）　　である
〇ここで一般的と言う意味は、支援命令は、支援装置が
そのデータに対して行う機能動作とは独立にデータ移動
を定義するということである。これにより、情報処理装
置はその設計時には動作を定義しておく心安のなかった
追加支援装置と容易に組会わせて構成できるようになる
。命令コード・スペースの一部は機能動作を後日定義す
ることができるように支援装置命令用に確保される。

四つの基本命令コードが、あらゆる可能な命令セットの
拡張に備えて基本命令セット内に確保されている。一つ
の基本命令コードがＳＦＵ拡張命令のために、一つがＣ
ＯＰ拡張命令のために、二つがＣＯＰのロード命令とス
トア命令のために。

確保されている。これら四つの基本命令コードのどれか
を使っている拡張命令を支援装置命令と呼ぶ。

基本命令セットの拡張は、支援装置が行うことになって
いる機能動作のため、支援装置命令に確保されている命
令コード・スペースを定義することによって行うことが
できる。支援装置は基本命令セットの拡張を達成する機
能動作を行うように設計することができる。支援装置命
令がどの拡張命令セットを表しているかは、支援装置命
令の支援装置フィールド内のマツプ・フィールドで識別
することができる。マツプ・フィールドは、その支援装
置命令が対象としている支援装置によって検知される。

支援装置命令のためのデータ転送は、情報処理装置でサ
ポートされるから、支援装置を情報処理装置に容易に組
込むことができるう本発明の情報処理装置は、特定の組
の支援装置を組込んで構成することができるので、支援
装置命令を特定のアプリケーションに対して定義し、仕
ヴて上げることができろう ・　本発明では暗黙のうちの（つまり必要に応じて自動
的に行なわれる）エミュレーションが行なわれる。情報
処理装置が実行時に、存在しないかあるいは故障してい
て動作が不可能な支援装置用の支援装置命令に出逢うと
、主処理装置はエミュレーション・トラップを発生させ
る。この支援装置命令で定義された機能動作をソフトウ
ェアがエミュレートする。支援装置が動作可能であれば
、エミュレーション拳トラップは起らず、支援装置が支
援装置命令を実行する。

エミュレーション・トラップは遅延付きの暗黙のうちに
起るトラップである。ハードウェア・プロトコールによ
り、支援装置に対し、その存在とそれが活動状態にある
ということを返答し、それによりエミュレーション・ト
ラップが起らないようにすることが要求される。支援装
置がその存在応答を返さないときには、それが存在しな
いと見ナサれ、エミュレーション・トラップが起る。

支援装置命令とハードウェア・プロトコールを設けるこ
とにより、情報処理装置を一組の支援装置と組合わせて
構成し、かくして、命令セットの拡張をバー　ドウエア
で実行させることができる。

情報処理装置を特定の支援装置無しで構成したときは、
この組込まれていない特定の支援装置にマツプされる支
援装置命令に対するエミュレーション・トラップが起る
ので、これら支援命令はソフトウェアでエミュレートす
ることができる。

エミュレーション・トラップにより、特定の支援装置の
ない構成でもその支援装置にマツプされた特定の支援装
置命令を含むコードを実行することができるので、上向
きのソフトウェア互換性が得られる。暗黙のエミュレー
ション−トラップとハードウェア支援装置のプロトコー
ルにより、耐障害性も得られる。それは実行時に支援装
置が故障すると、エミュレーション・トラップが暗黙の
うちに、つまり自動的に起り、対応する支援装置命令を
ソフトウェアで実行するからである。これにより、性能
は低下するものの、実行は継続される。したがって１本
発明によれば、上向きのソフトウェア互換性ばかりでな
く耐障害性の向上という特徴も得られるっ 〔発明の実施例〕 第１図は１ｔＦＵとＣＯＰを組込んで構成された情報処
理装置のブロック図である。主処理装置】０３はデータ
・パス１０５を経由してＳＦ’Ｕ１０７．Ｃ０Ｐ１０９
、および記憶袋＃１１１と接続されている。

主処理装置１０３は制御ユニット１１５、処理装置機能
ユニット】１７、レジスタ群１１９、および処理装置バ
ス・インターフェース１２５を備えている。

制御ユニット１１５は命令１２７を記憶装置１１１から
データ・バス１０５と処理装置バス・インターフェース
１２５を経由して受取る。

記憶装置１Ｉ１１１１は複数のメモリ・アドレス１２１
を備えている。複数のワードが記憶装置１１１　Ｋ記憶
されており、各ワードは対応するメモリ・アドレスにあ
るロケーションに置かれている。命令１２７は単に複数
のメモリ・アドレス１２１の中にある複数の命令中の一
つの命令である。複数のワード中一つのワードであるワ
ード１６９も複数のメモリ・アドレス１２１の中にある
。

命令１２７は処理装置フィールド１２９と支援装置フィ
ールド１３１から成っている。制御ユニフト１】５は処
理装置フィールド１２９をデコードする。処理装置フィ
ールド１２９により、命令１２７が基本命令であること
が示されると、処理装置機能ユニット１１７は、必要な
オペランドまたは結果なレジスタ・ファイル１１９また
は記憶装置１１１にロードあるいはストアして、命令１
２７を実行する。

−がレジスタ群１１９の中の一つのレジスタに記憶され
る。命令１２７が入っているメモリ・アドレス１６１を
示す命令スペース（その命令が入っているアドレス空間
番号）と命令オフセント（命令スペース間でのオフセッ
ト）もレジスタ・ファイル１１９に記憶される。命令１
２７の中でデータ参照が指定さｎると、データ・アドレ
スを示すデータ・スペーストテータ・オフセットもレジ
スタ群１１９に記憶される。

命令１２７はまたＳＦ’Ｕ１０７またはＣＯＰ　１０９
に転送される。制御ユニット１１５は処理装置フィール
ド】２９で定義されたデータの転送を指揮する。

支援装置フィールド１３１はマツプ・フィールド１３１
を備えてＳす、これにより命令１２７をＳ　Ｆ　Ｕ　１
０７に、Ｃ０Ｐ１０９に、あるいは他の支援装置に割当
てる。

５ＦＵＨ）７はＳＦ’Ｕ制御ユニット１３５、ＳＦＵ機
能ユニット１３７、およびＳＦ’Ｕパス・インターフェ
ース１３９を備えている。ＳＦＵ機能ユニット１３７は
支援装置フィールド１３１を実行する。制御ユニット１
１５は５ＦＬＪバス・インターフェース１３９に対し、
支援装置制御バス１５９を介して指令を与える。制御ユ
ニット１１５はまた、Ｖジスタ群１１９中のレジスタ１
６３とＳＦＵＩＩｍ能ユニソ）１３７０間でのデータ・
バス１４１な経由したデータ転送を指令する。

ＣＯＰ　１０９はＣＯＰ制御ユニット１４３、ＣＯＰ機
能ユニット１４５、およびＣＯＰバス・イノターフエー
ス１４７を備えている。ＣＯＰバス・インターフェース
１４７は命令１２７をＣＯＰ制御ユニット１４３に伝え
る。ＣＯＰ機能ユニット１４５は支援製装置フィールド
１３１を実行する。制御ユニット１１５はＣＯＰバス−
インターフェース１４７に対して支援装置制御バス１５
９を経由して指示を与える。制御ユニット１１５はメモ
リ・アドレス１５１．！−ＣＯＰ機能ユニット１４５と
の間でデーターバス１４９を経由したデータ転送の指示
を辱える。

データ・バス１４１は、レジスタ１１９の中の特定のレ
ジスタと複数の５ＦＵｆｉ能ユニツトの中の特定のＳＦ
Ｕ機能ユニットとの間でデータを転送することができる
っまたデータ・バス１４９は、複数のメモリーアドレス
１２１の中の特定のメモリーアドレスと複数のＣＯＰ機
能ユニットの中の特定の１シＪＰｆｉ！能ユニツトとの
間でデータを転送することができる。

ワード１６９を記憶し−〔いるメモリーアドレス１５１
は複数のメモリ・アドレス１２１中に配置されている。

メモリ・アドレスは記憶装置バス・イノターフエース１
５３を通してアクセスされる。このインターフェースは
制御ユニット１１５により記憶装置制御バス１５５を経
由して指令されるうエミュレーション・トラップ・ハン
ドラ１５７は記憶装置１１１の中に入っている。

第２図は代表的なＳＦＵ命令２０３を詳細に説明するた
めの図である。ＳＦＵ命令２０３は処理装置フィールド
２０５と支援装置フィールド２０７とを備えている。処
理装置フィールド２０５は主処理装置１０３によりデコ
ード／実行され、また支援装置フィールド２０７１ギＳ
ＦＵ］０７によりデコード／実行される。処理装置フィ
ールド２０５は主命令フィールド２０９．レジスタ・タ
ーゲット−フィード２１１、および副命令コード・フィ
ールド２２５を備えている。支援装置フィールド２０７
はマツプ−フィールド２１３と機能コード・フィールド
２１５とを備えている。

主命令コード・フィールド２０９はＳＦＵ命令１２７が
支援装置命令であることを示している。副命令コード・
フィールド２２５は行うべき特定の種類の一般的データ
転送、この例ではｒ　Ｓ　、Ｆ　Ｕからのストア」、を
示している。レジスタ“・ターゲット・フィールド２１
１はレジスタ群１１９中のレジスタ２１７を指定する。

主命令コード皐フィールド２０９は主処理装置１０３　
Ｋ作用して、支援装置から発するデ−タ・ワード２１９
をデータ・バス１０５からレジスタ２１７まで転送せし
める。主処理装置１０３はどの特定の支援装置からデー
タ・ワード２１９が発せられるかには関与しない。主処
理装置１０３は、任意の与えられた時点に０個から１６
個までの支援装置をサポートするノ・−ドウエアープロ
トコールにより、すべての支援装置と通信する。・・−
ドウニア拳プロトコールについては、第６図と関連して
下に一層詳細に述べる。

Ｓ　Ｆ　Ｕ　２２１はＳＥ′Ｕ群２２３の中にある。マ
ツプ拳フイ・−ルド２１３はＳＦＵ命令２０３をＳ　Ｆ
　Ｕ　２２１にマツプすなわち割付ける。機能コード・
フィールド２１５はＳ　Ｆ　Ｕ　２２３に対し、指定さ
れた組のオペランドに関する指定された機能動作を実行
するよう指示する。主命令フィールド２０９と機能コー
ド・フィールド２１５はＳ　Ｆ　Ｕ　２２１に対し、デ
ータ・ワード２１９をデータバス１０５上に転送するよ
うに指示する。

主処理装置１０３は、支援装置フィールド２０７をデコ
ードせず、また主処理装置１（）３は各支援装置に対し
同じ態様でインターフェースされるので、将来筒２の支
援装置を設計して、データ・バス１０５および支援装置
制御バス１５９と容易に接続することができる。第２の
支援装置が主処理装置１（）３と接続する際ハードウェ
ア・プロトコールにしたがう限り、機能コード・フィー
ルド２１５は現在定義されていない動作をこの第２の支
援装置に行Ｊフせることかできる。

他のＳＦＵ命令は、同じ主命令コード・フィールド２０
９を持つが、副命令コード・フィールド２２５は異なっ
ているという形で定義される。これにより、処理装置と
任意のＳＦＵとの間での他の形態の一般的データ転送が
できるようにしているったとえば、このようにし−Ｃ定
義された他のＳＦＵ命令により、ゼロ、一つ、または二
つのワードをレジスタ・ファイル１１９中の処理装置レ
ジスタからＳＦＵ転送することができる。

第３図は代表的なＣＯＰロード・メモリ命令３０３の動
作を詳細に説明するための図である。ＣＯＰ命令３０３
は処理装置フィールド３０５と支援装置フィールド３０
７とを備えている。処理装置フィールド３０５は主処理
装置１０３でデフ−４行されるが。

支援装置フィールド３０７はＣＯＰ　１０９によりデコ
ードされ実行されるつ処理装置フィールド３０５は主命
令コード警フィールド３１１、レジスタ・ソース・フィ
ールド３】３、レジスタ・インデクスーフイ・−ルド３
１５、およびスペース・レジスタ指示子３１７を備えて
いる。支援装置フィールド３０７はマツプ・フィード３
１９とレジスタ・ターゲット書フィールド３２１とを備
えている。

レジスタ・ソース・フィールド３１３は主処理装置１０
３内レジスタ群１１９の中のソース・レジスタ３２３を
指定する。レジスタ拳インテクスｅフィールド３１５は
レジスタ群１１９の中のインデクス・レジスタ３２５を
指定する。スペース・レジスタ指示子３１７　ハスペー
ス拳レジスタ群３２７の中のスペース・レジスタ３４１
を指定する。

主処理装置１０３は、ソース・レジスタ３２３．インチ
フス−レジスタ３２５、スペース・レジスタ３４１、お
よび処理装置フィールド３０５中の他のデータに基いて
、実効アドレスを計算する。主処理装置１０３は実効ア
ドレスを計算して仮想アドレス指定の完全さと保護チェ
ックの完全さが確実に維持されるようにする。ここで実
効アドレスとは仮想アドレス・スペースとアドレス・オ
フセットとを連結したものである。仮想アドレス・スペ
ースはスペース・レジスタ３４１の中のデータと処理装
置フィールド３０５の中の他のデータとから計算される
。アドレス・オフセットはソース・レジスタ３２３、イ
ンデクス・レジスタ３２５の中のデータと処理装置フィ
ールド３０５中の他のデータから計算される。

ワード３２９は記憶装置内の上述のようにして得られた
実効アドレスに配置されている。ＣＯＰ　３３１は機能
ユニット３３３を備えており、これはレジスタ群３３９
を備えている。ワード３２９はレジスタ群３２９の中の
夕、−ゲット・レジスタ３３７にロードされる。ＣＯＰ
　３３１はＣＯＰ群３３５に属しているっマツプ・フィ
ールド３１９はＣＯＰ命令３０３をＣ０Ｐ３３１にマツ
プする。ターゲット・レジスタ３３７はレジスタ・ター
ゲット・フィール３２１　Ｋより指定される。他のＣＯ
Ｆ’ロード命令およびＣＯＰストア命令は同様に定義さ
れるうただし、転送されるデータの量と、実効アドレス
な計算する方法が異なる。ＣＯＰストア命令では、デー
タはＣｏＰｈ１ら記憶装置１１１に転送されろう 第４図は第３図のものとは異なるＣＯＰ命令４０３を詳
細に説明するための図である。ＣＯＰ命令４０３は処ｌ
１ｆｌａ　＋ｔフィールド４０５と支援装置フィールド
４０９を備えている。処理装置フィールド４０５は主命
令コードから成る。支援装置フィールド４０９はマツプ
・フィールド４１１と機能コード・フィールド４１３と
を備えている。

ＣＯＰ　４１５はＣＯＰ群４１７中にある。マツプ・フ
ィールド４１１はＣＯＰ命令をＣＯＰ　４１５にマツプ
する。ｆｆｌ能コード・フィールド４１３は指定された
オペランドに関する指定された機能動作をＣ０Ｐ４１５
に行わせる。

第５図はエミュレーション・トラップに関連スる動作を
示すフローチャートである。主処理装置１０３はパイプ
ライン・モードで動作１−ることができるので、異なる
命令に対する複数のパイプライン・ステージが同時に行
われる。ステップ５１１で、主処理装置１（）３が命令
を記憶装置からフェッチし。

制御ユニット１１５が命令をデコード−「るっステップ
５１３で、制御ユニット１】５が、この命令は支援装置
命令ではなく基本命令であることを確認すると、処理装
置機能ユニツｌ−１１７はステップ５１５で基本命令を
実行する。主処理装置１０３はステップ５１１に戻る。

かくして他の命令が７エツチされデコードされる。

制御ユニット１１５がステップ５１３で、フェッチされ
た命令が支援命令であることを確認゛「ると。

ステップ５１７で支援命令およびこの支援命令のアドレ
スを示す情報が、レジスタ＄１１９の中の割込みパラメ
ータ・レジスタに退避される。コプロセッサのロード命
令とストア命令との場合には、関連スるデータ・ワード
の実効アドレスを示す情報も割込みパラメータ・レジス
タに退避すれる。パイプライン方式の主処理袋＃１０３
では、割込が実際に起ったとき、これら割込みパラメー
タ・レジスタに、割込みを起した命令に関する情報が含
まれるような形態で退避が行なわれる。ステップ５１と
で、制御ユニット１１５は、コプロセッサ構成レジスタ
中の実行されるべき支援装置命令に対応する支援装置に
割当てられたビットがセットされているか否かを（１１
認１−る。システムの初期設定時に、コプロセッサ構成
レジスタ中の、システムのハードウェア構成に含まれる
コプロセッサに対応スる全ピントがセットされる。コプ
ロセッサ構成レジスタはレジスタ群１］９の中の一つの
レジスタである。コプロセッサ構成レジスタ中の対応す
るビットがセントされていると、ステップ５１９に実行
が移る。そうでない場合は、主処理装置がステップ５３
１でエミュレーション自トラップを起す。

ステップ５１９で、制御ユニット１１５は支援装置側（
財）バス１５９内に、エミュレーション信号を出す。

あるいはこの信号は、支援ｖ：、置制割バス１５９の当
該信号線をプルアンプすることにより通常量されている
ようにし−〔おく。支援装置命令はデータ・バス１０５
上に放送される。主処理装置１０３は暗黙の遅延トラッ
プを発するうこの暗黙の遅延トラップはエミレーション
・トラップでアル。エミュレーション・トラップは、成
る時間が経過してもなＳエミュレーション信号が出され
ている場合に起る。支援装置命令が動作することかでき
ない支援装置にマッグされると、エミュレーション信号
は落されない、あるいはフル拳ダウンされない。

支援装置命令が、動作することができる支援装置にマツ
プされると、この支援装置は、ステップ５２３で工＜　
：ＬＬ／−ジョン信号を落し支援装置命令を実行するこ
とにより主処理袋＃１０３に知らせる。

エミュレーション信号な落すのは、主処理装置１０３が
支援装置命令についての遅延トラップを実際に起さない
ようにするためである。

主処理装置１０３がステップ５２５でエミュレーション
１６号が今なお上ったままになっていることを確認する
と、主処理装置１０３はソフトウェア・エミュレーショ
ン・トラッフヲ起し、ステップ５３１でエミュレーショ
ン・トラップ・ハンドラ１５７カ匙って、支援装置命令
をエミュレートする。

エミュレーション・トラップ・ハンドラ１５７ハ、支援
装置命令をエミュレートする適切な工はニレ−ジョン・
コードにジャンプするために、どの支援装置がマツプさ
れどの動作が望まれているかを判断スる。エミュレーシ
ョン・トラップ・ハンドラ１５７は支援装置命令を再フ
エツチしたりあるいは支援装置命令のアドレスや関連す
るデータ・ワードのアドレスを知るために時間を浪費し
ない。

というのは適切な晴が既にレジスタ群１１９中の割込み
パラメーターレジスタに保存されているからである。仮
に割込みパラメータ・レジスタが設けられ−（いないと
すれば、主処理装置１０３がパイプライン方式である場
せには、このような情報はもはや主処理装置１０３の中
には存在しなくなってしまう。

第６図は第１図に示した支援装置制御バス１５９の一例
を一層詳細に示すブロック図である。主処理装置１０３
．５ＦＵ１０７．およびＣＯＰ　１０９は、データ・バ
ス１０５を経由して記憶装置１１１に接続されている。

主処理装置］０３、Ｓ　Ｆ”　Ｕ　１（１７、およびＣ
ＯＰ　１０９はまた支援装置制御バス１５９を経由して
互いに接続されている。支援装置制御バス１５９信号「
支援装置エミュレートＪ　６０６　ＣｊｌＭＵと略す）
、信号「支援装置例外Ｊ　６０８　（ＡＥＸＣと略す）
、信号１支援装置Ｓ効化Ｊ　６１０（ＡＮＵＬと略す）
、および信号１支援装置薄備完３’　ｊ　６１２（ＡＲ
ＤＹと略す）から成る。

Ａ　Ｉ　Ｎ　Ｉ　Ｔ　６０２は主処理装置１０３からの
信号で「支援サイクル」のタイミングを取り、寸たこの
サイクルであることを示すためのものである。

ＡＤＴＲ６０４は主処理装置１０３からの信号で、支援
サイクルがデータ転送サイクルであるか命令サイクルで
あるかを識別する。ＡＲＤＹ６１２は支援装置からの応
答信号で、支援装置が継続動作する準備を完了している
ことを示す。

人ｇＭＵ　６０６は支援装置からの応答信号で、支援装
置が構成内に存在し、したがってソフトウェアでエミュ
レートする必要がないことを示す。

入Ｅ　Ｘ　Ｃ６０８は支援装置からの応答信号で、動作
を酊尾よく完了することができないこと、および例外ト
ラップを起して何か必要な処理を行うべきことを示す。

Ａ　Ｎ　Ｕ　Ｔ、　６］０は支援装置からの応答信号で
、次の命令を無効（たとえば１次の命令は実効されるの
だが、その結果のストアを抑止することにより実行され
たかったと同じになるようにすること）にすべきことを
示す。ＡＮＵＬｆｉｌＯは一般に支援装置に条件を試験
させることと関連して使用される。つまりその条件が満
足された場合に次の分岐命令等を無効にするのに使用さ
れる。

処理装置フィールド１２９により、命令１２７が支援装
置命令であることを制御ユニフト１１５が検知すると、
主処理装置１１０３は命令１２７を１クロンク、サイク
ルの間データ・バス上に置く。命令１２７は特定の支援
装置にマツプされる。この特定の支援装置は、もしそれ
がンステムに組込楕れており、かつ活性状態であれば、
命令１２７の中のマツプ・フ・イールド１３３中の特定
の１直を認識するようになっている。クロック・サイク
ルは命令サイクルと呼ばれる。主処理装置】０３は命令
サイクルの前半にＡ　Ｉ　Ｎ　Ｉ　Ｔ　６０２　　を出
す。命令サイクルの期間中、主処理装置１０３はＡＤ’
ｒＲ１４を落して、データ転送ではなく、支援装置命令
がデータ・バス１０５を通って到来していることを示す
。

応答サイクルと呼ばれるクロック・サイクルは命令サイ
クルに続く。応答サイクルの立下り縁で、主処理装置１
０３はＡＥＭＵ６（’１６．ＡＲＤＹ６１２、ＡＥＸＣ
６０８、およびＡＮＵＬ６１０をサンプリングする。

マツプ・フィールド］３３が命令１２７を存在しないか
あるいは故障している支援装置にマツプすると。

どの支援装置はマツプ拳フィールド１３３を認識せず、
ＡＩ？：ＭＵ６ｏｈは上った１まになっている。ＡＥＭ
Ｕ　６０６が上ったままになっていると、主処理装置ｔ
　１０３はエミュレーション９トラツプを起し、支援装
置命令がソフトウェアでエミュレートされるっマノブー
フィールド１３３により命令１２７が存在し且つ生きて
いる支援装置にマツプされていると、このマツプされた
支援装置は人ＥＭＵ　６０６を落す。

支援装置が人ＲＤＹｆｉ１２を上げていると、支援装置
は主処理装置１０３に対して、ＡＩＥＸＣ６０８とＡＮ
ＵＬ６１０　　の喧が有効であること？示す。支援装置
はＡＲＤＹ６］２を上げて支援装置がデータ転送サイク
ルで動作を継続する準備が完了していることを示す。支
援装置が存在していても、継続の準備が完ｒし−〔いな
ければ、支援装置はＡＲＤＹ６１２とＡｇＭＵ６０６を
落す。

ＡＲＤＹ６１２　が応答サイクル中に落ちると、主処理
装置１０３は一つ以上の待ちサイクルを実行する。各待
ちサイクルの中央で、主処理装置１０３はＡＲＤＹ６１
２　をサンプリングする。ＡＲＤＹｆｉ１２が支援装置
により上げられる１で待ちサイクルが継続し、主処理装
置１０３はサンプリングを続ける。

待ちサイクルの後、主処理装置１０３は一つ以上めデー
タ転送サイクルを通じてＡＤＴＲ６ｎ４を上げることに
より、支援装置命令ではなく、転送データがデータ・バ
ス１０５を通って到来していることを示す。土弟埋装＃
１０３は最初のデータ転送サイクルの前半にＡＩＮＩ’
ｒｆｉ０２を上げる。

命令１２７が５ＦＵ１０７にマツプされたｒｓＦ’ｔＪ
へ１７）ストアＮよび動作Ｊ　（５ｔｏｒｅ　ｆｒｏｍ
　ＳＦＵ　　ａｎｄｏｐｅｒａｔｅ）命令であるときは
、Ｓ　、Ｆ’　Ｕノ（ス・インターフェース１３９は支
援装置フィールド１３］により指定されたデータをデー
タ・バス１０５に出力する。処理装置バス・インターフ
ェース１２５は指定されたデータをラッチし、このデー
タな処理装置フィールド１２９により指定されたレジス
タ１６３に転送する。

命令１２７が５ＦＵ１０７にマツプされたｒｓＦＵヘノ
ロードおよび動作Ｊ　（１ｏａｄ　ｔｏ　ＳＦＵ　　ａ
ｎｄｏｐｅｒａｔｅ　）命令であるとぎは、処理装置バ
ス・インターフェース１２５は処理装置フィールド１２
９により指定されたレジスタ１６３に記憶されているデ
ータをデータ・バス１０５に出力する。ＳＦＵノくス・
インターフェース１３９はこのデータをランチしてこれ
をＳＦＵ機能ユニンｌ−１３７に転送する。

命令１２７は二つのワードを主処理装置１０３からＳＦ
’Ｕｌｆ１７に転送するように指示を与えることができ
る。二つのワードは、データ・バス１０５０幅が充分広
ければ１データ伝送サイクル中に転送することができる
が、データ・バス１０５が１サイクルに一つのワードし
か転送できない場合には、二つのワードは２デ一タ転送
丈イクルで転送することになる。

命令１２７がＣ０ＰＪＯ９にマツプされたｒｃＯＰから
のストアＪ　（５ｔｏｒｅ　ｆｒｏｍ　ＣＯＰ　）命令
であるとぎは、ワード＋６９はｃｏｐ＠能エニット１４
５０１らメモリｅアドレス］５１に転送されるうこの時
のメ七りとの交信タイミングは、ワードを主処理装置１
０３からメモリｅアドレス１５１にストアする基本命令
のものと同様である。処理装置フィールド１２９により
指定されたロケーションを処理装置機能ユニット】１７
がメモリｅアドレス１５１に変換するっ生娘４装置１０
３は仮想アドレシングの計算と、仮想記憶装置保護チェ
ックとを行う、処理装置バス・インターフェース１２５
は最初のデータ転送サイクル中にメモリ会アドレス１５
１をデータ・バス１０５に出力する。第２のデータ転送
サイクルに、ＣＯＰバス・インターフェース１４７はワ
ードをデータ書バス１０５に出力し、このワードは記憶
装置１１１にストアされる。ＣＯＰバス・インターフェ
ース】４７は記憶装置制御バス】５５をサンプリングす
ることにより、いつワード１ｆｉ９ｅデータ・バス１０
５上から落してよいかを知る。記憶装置１１１が準備光
ｒしていなければ、記憶装（誰待ちサイクルが挿入され
る。

命令１２７７３ｆＣＯＰ　１０９　Ｋ−ｆ　７７ルりｒ
ｃ　ＯＰへのロードＪ　（１ｏａｄ　　ｔｏ　ＣＯＰ　
）命令であるときは、実行動作はｒｃｏｐからのストア
Ｊ　（ｓｔｏｒｅｆｒｏｍｃＯＰ）命令に対する実行動
作と同じである。ただし、ワード１６９ハメモリーアド
レス】５１からＣＯＰ機酵機工ユニット１４５送される
。

命令１２７がＣ０Ｐｌｆ）９にマツプされた１倍長ワー
ドのＣＯＰへのロードＪ　（１ｏａｄ　ｄｏｕｂｌｅ　
ｗｏｒｄｔｏ　ＣＯＰ　）　　命令であるとぎは、実行
動作は「ＣＯＰへのロード」茄令のものと同じであるう
ただし、一つではなく二つのワードが転送さｎる。命令
１２７がＣ０Ｐ１０９にマツプされた「倍長ワードのｃ
ｏＰへのストアＪ　（ｓｔｏｒｅ　ｄｏｕｂｌｅ　ｗｏ
ｒｄ　ｔ。

Ｃ０Ｐ）命令であるときは、実行動作はｒｃＯＰへのス
トア」命令のものと同じである。ただし一つではなく二
つのワードが転送される〇最終データ転送サイクルの次
に回復（ｒｅｃｏｖｅｒｙ）サイクルを１サイクル置い
てもよいっこの単一の回復サイクルはデータ保持時間（
ｄａｔａ　ｈｏｌｄ　ｔｉｍｅ）を与え、バスが次の処
理装置サイクルとかち合わないようにする。ＣＯＰ命令
４０３のような、データ転送をともなわない支援装置命
令に対する応答サイクルの後にも単一回復サイクルが付
けられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明の情報処理装置を用いるこ
とにより、支援装置を追加することができるとともに、
互換性が損なわれることもない。

また耐障害性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図ないし
第４図は本発明の一実施例における支援装置命令を説明
する図、第５図は本発明の一実施例において支援装置命
令を必要に応じてエミュレートするための動作を説明す
るための流れ図、第６図は本発明の一実施例にＳける支
援装置制御バスについて説明するための図である。 １０１：情報処理装置、 】０３：主処理装置、 １０５：データ−バス。 １０７：５ＦＵ１ １１１９　：　ＣＯＰ。 １】１：記憶装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基本命令と拡張命令とを実行可能な情報処理装置におい
   て、 前記基本命令を実行可能な主処理装置と、 前記拡張命令の少なくとも一部を実行可能であり前記情
   報処理装置に取付け可能な支援装置とを設け、 前記主処理装置は 前記支援装置に前記実行可能な拡張命令を実行せしめる
   手段と、 前記支援装置が存在しないか動作できない場合には前記
   実行可能な拡張命令をエミュレートする手段 を設けたことを特徴とする情報処理装置。