JPS63104144A - 高速コンテクスト切替装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、情報処理装置における中央処理装置に関し、
％ｆこ割込応答時間を短縮し処理性能を向上させること
を考慮した高速コンテクスト切替装置に関する。

（従来の技術） 従来、割込発生の際のコンテクスト切替は、ソフトウェ
ア命令により行われるか、またはマイクロ命令により行
われるのが通常であった。また特に割込応答性を向上さ
せることを目的とした情報処理装置においては各割込レ
ベルごとにフンテクスト格納のためのハードウェアを用
意するものもあった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のコンテクスト切替方式では５割込発生時
に実行中のプログラムを中断し、中断されたプログラム
のコンテクスト情報を主記憶に退避し、その後側込みを
要求したソースに対応するコンテクスト情報を主記憶か
ら取出し、コンテクスト用のハードウェアにセットする
という動作を直列ζこ行っているので、コンテクスト切
替に時間がかかるという欠点があった。

また、各別込みレベルごとにコンテクスト格納のための
ハードウェアを用意する方式ではハードウェアの物理量
が増加するという欠点があった。

本発明の目的は割込み応答時間を短縮し、処理性能を向
上させた高速コンテクスト切替装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するためｌこ、本発明による高速コンテ
クスト切替装置は、割込信号にょシ走行プログラムを切
替える情報処理装置において、割込要求信号を受け付け
る割込ユニットと、命令の取出し、解読および命令のア
ドレス計算を行うプリフェッチユニットと、命令の実行
を行うエグゼキューションユニットと、前記両ユニット
より同時に読み出し、および書き込みが可能であシ、か
つ最上位アドレスの内容によって２つのブロックに分ケ
ラれるレジスタファイルと、前記レジスタファイルに最
上位アドレスを供給するカレントコンテクストフロップ
とからなシ、前記割込制御ユニットからの信号ｌこより
割込を要求したソースに対応するコンテクスト情報を主
記憶から研出して前記レジスタファイルの現在使用して
いるブロックとは反対側のブロックに格納する前記プリ
フェッチユニットの動作と前記割込制御ユニットからの
信号により前記レジスタファイルの現在使用しているブ
ロックからコンテクスト情報会読み出し、主記憶中の現
在実行中のプログラムに対応するコンテクスト退避領域
に書込みを行う前記エグゼキューションユニットの動作
を並列実行させ、前記両ユニットでの動作処理終了後、
前記カレントコンテクストフロップにより前記レジスタ
ファイルのブロックを切換えるように構成されている。

前記構成によれはエグゼキューションユニットが割込コ
ンテクストのりストア動作を行うことなしｆこ割込処理
を行うことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。

第１図は本発明による高速コンテクスト切替装置の一実
施例を示すブロック図である。情報処理装置１は中央処
理装置２と主記憶装置３と両者を接続するシステムバス
４から構成されている。

中央処理装置２にはプリフェッチユニット５、エグゼ千
ニージョンユニット６、レジスタファイル７、カレント
コンテクストフロップ８、命令デコードキュー９、割込
制御ユニット１０から構成されている。

プリフェッチユニット５は、内部に含まれるプリフェッ
チカウンタｆこより主記憶３から命令を取シ出し解読を
行う。解読された命令の情報は、命令デコードキュー９
に送シ出される。一方、命令の実行に必要なオペランド
のアドレスは、レジスタ７フイル７から必要な情報を読
み出しアドレス計算を行う。

エグゼキューションユニット６　ハ、　（を令テ：７−
ドキュー９の内容（こ従い、命令の実行を行う。命令の
実行Ｉこあたってはレジスタファイル７かう必要なオペ
ランドを読み出し、また結果を書き込む。

カレントコンテクストフロップ９は　レジスタファイル
の最上位アドレスを供給し、これによりレジスタファイ
ル７が２つのブロックに分けおれる。このカレントコン
テクストフロップの内容によりレジスタファイル７の２
つのブロックが交互に切替えられるようになっている。

割込制御ユニット１０は、割込要求信号１１を受付け、
プリフェッチユニット５とエグゼキューションユニット
６に信号を伝搬する働きをする。

次に、割込発生時の制御の流れを項を追って説明する。

割込制御ユニット１０からの信号１２を受けつけたプリ
フェッチユニット５は、現在実行中の処理を終えると、
割込を要求したソースに対応するコンテクスト情報を主
記憶３から読み出し、カレントコンテクストフロップ８
で示される現在使用されているレジスタファイルのブロ
ックとは反対側のブロックに書き込みを行う。一方、エ
グゼ千ニージョンユニット６は、割込制御ユニット１０
からの信号１３を受け付けると現在実行中の処理が終了
次第、カレントコンテクストフロップ８で示される現在
使用されているレジスタファイルから、コンテクスト情
報を読み出し主記憶３中の現在実行中のプログラムに対
応するコンテクスト退避領域に書き込みを行う。プリフ
ェッチユニットＳとエグゼキューションユニットにおけ
る処理が終了した段階において、プリフェッチユニット
はカレントコンテクストフロップトグル信号１４をアク
ティブＩこし、カレントコンテクストフロップ８の内容
を反転する。次に、割込みを処理するプログラムの先頭
番地の内容を主記憶３から読み出し、割込処理を開始す
る。

第２図に時間経過にともなう各部の動作を示しである。

プログラムＡはＴＯ以前の時間においてブリフエツチユ
ニットトエグゼ千ニージョンユニットにて実行されてい
る。時間ＴＯにおいて割込１０７を受けつけると、プリ
フェッチユニットは１０３において割込みを処理するた
めのプログラムＢのだめのコンテクストリストアを行う
。一方、エグゼ千ニージョンユニットは割込まれたプロ
グラムＡのコンテクストを主記憶に退避する動作を行う
。時間Ｔ１において、カレントコンテクストフロップの
内容１０８を反転し、プリフエツチユニットトエグゼキ
ュークヨンユニットハフロクラムＢの実行を開始する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、プリ７エツチユニツトト
、エグゼキューションユニットの２つの独立に動作する
ユニットから構成されるパイプライン化したシステムで
あって、双方のユニットから同時に読み書きできるレジ
スタファイルと、レジスタファイルを２つのブロックに
分割し、トグル７０ツブで２つのブロックの切シ替えを
行うように構成しであるので、割込発生時にコンテクス
トのセーブとりストアをプリフエツチユニットトエグゼ
キューションユニットが並列に実行でき、割込応答処理
性能を向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による高速コンテクスト切替装置の一
実施例を示すブロック図、第２図は第１図の動作を説明
するためのタイミング図である。 １・・・情報処理装置 ２・・・中央処理装置 ３・・・主記憶装置 ４１１・骨システムバス ５ＩＩ・・プリフェッチユニット ６・・・工ｆゼーｑニージョンユニット７−・・レジス
タファイル ８・・拳カレントコンテクストフロップ９ｅ＊ｅ命令デ
コードキュー １０・・・割込制御ユニット １１・−・割込要求信号 １０１．１０２＠・・プログラムＡ ｌＯ３・・・プログラムＢのコンテクストリストア 】０４・・・プログラムＡのコンテクストセーブ １０５．１０６・・・プログラムＢの実行１０７・・・
割込要求信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 割込信号により走行プログラムを切替える情報処理装置
   において、割込要求信号を受け付ける割込ユニットと、
   命令の取出し、解読および命令のアドレス計算を行うプ
   リフェッチユニットと、命令の実行を行うエグゼキュー
   ションユニットと、前記両ユニットより同時に読み出し
   、および書き込みが可能であり、かつ最上位アドレスの
   内容によつて２つのブロックに分けられるレジスタファ
   イルと、前記レジスタファイルに最上位アドレスを供給
   するカレントコンテクストフロップとからなり、前記割
   込制御ユニットからの信号により割込を要求したソース
   に対応するコンテクスト情報を主記憶から読出して前記
   レジスタファイルの現在使用しているブロックとは反対
   側のブロックに格納する前記プリフェッチユニットの動
   作と、前記割込制御ユニットからの信号により前記レジ
   スタファイルの現在使用しているブロックからコンテク
   スト情報を読み出し、主記憶中の現在実行中のプログラ
   ムに対応するコンテクスト退避領域に書込みを行う前記
   エグゼキューションユニットの動作を並列実行させ、前
   記両ユニットでの動作処理終了後、前記カレントコンテ
   クストフロップにより前記レジスタファイルのブロック
   を切換えることを特徴とする高速コンテクスト切替装置
   。